Obrabotka Metallov 2011 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (52) 2011 4 ТЕХНОЛОГИЯ необходима разработка специфических критериев, учитывающих особенности данного процесса. На рис. 1 представлена 3D-модель УГЛДМ. Уста- новка включает водоохлаждаемый кристаллизатор, который состоит из четырех частей: двух боковых стенок 1 , верхней 2 и нижней 3 стенок. Каждая из боковых стенок 1 приводится в движение двумя при- водными эксцентриковыми валами 4 , вращение ко- торых направлено навстречу друг другу. Верхняя и нижняя стенки приводятся в движение от одной из пар приводных эксцентриковых валов 4 и плот- но прижимаются к боковым стенкам 1 нажимными устройствами 5 , установленными в стенках 6 ста- нины через устройство 7 , представляющее собой плоский подшипник с шариками. Боковые стенки 1 имеют наклонные и прямые участки. Верхняя стен- ка 2 имеет окно для установки разливочного стакана. Такое же окно имеет и верхняя стенка станины 6 . Рис. 1 . 3D-модель УГЛДМ При установившейся работе жидкий металл че- рез разливочный стакан, установленный в окнах стенки станины 6 и верхней стенки 2 , заливается в сборный кристаллизатор, образующий бункер, где происходит кристаллизация и деформация металла в твердожидком и твердом состояниях. При враще- нии приводных эксцентриковых валов боковые стен- ки через подшипники 8 совершают навстречу друг другу сложное движение в горизонтальной плоско- сти по замкнутой траектории, которое характеризу- ется величиной эксцентриков 9 и их ориентацией относительно друг друга. При этом эксцентрики 10 приводных валов через подшипники 11 приводят к возвратно-поступательному движению верхней и нижней стенок в горизонтальной плоскости. Такое взаимное движение стенок кристаллизатора способ- ствует деформации металла и попеременную выдачу (самоподачу) НЛДМ. К числу особенностей, характеризующих данный процесс, относятся тепловой режим кристаллизатора и деформационные условия, при которых протекает формирование металлоизделия. 1. Методика проведения исследований Исходными данными для исследования распреде- ления температур на рабочих поверхностях кристал- лизатора установки УГЛДМ является распределение температур на продольной плоскости симметрии кристаллизатора вблизи поверхности нижней стенки при установившемся прогреве кристаллизатора. На- личие продольной и поперечной плоскостей симме- трии кристаллизатора УГЛДМ позволяет определить распределение температур на рабочих поверхностях боковых стенок, верхней и нижней стенок одной четвертой части составного кристаллизатора. На рис. 2 представлен вид одной четвертой ча- сти составного кристаллизатора, где схематично показаны точки, в которых установлены датчики измерения температуры (верхняя стенка кристал- лизатора не показана). В качестве датчиков изме- рения температуры использованы термоэлектри- ческие преобразователи (термопары) градуировки ХА(К ) по ГОСТ Р8.585-2001 с диаметром проволо- ки 0,5 мм. Показания термопар фиксировали с по- мощью многоканального измерителя температуры марки «Термодат-29М1» (ТУ 4218-004-12023213- 2004, государственный реестр средств измерения России № 17602-04). Установившийся режим прогрева кристаллизато- ра, который соответствует распределению темпера- тур по областям кристаллизатора при установившем- ся режиме разливки металла заданной температуры и заданном цикле работы УГЛДМ, является заключи- тельной стадией технологической операции общего прогрева кристаллизатора. Этой стадии предшеству- ют стадии предварительного и рабочего прогревов кристаллизатора УГЛДМ. Этап предварительного прогрева соответствует распределению температур по областям кристаллизатора перед заполнением его металлом. Этап рабочего прогрева соответствует рас- пределению температур по областям кристаллизато- ра с момента его заполнения металлом и до момента выхода кристаллизатора на установившийся режим при непрерывной разливке металла заданной темпе- ратуры. Исходя из конструктивно-технологических осо- бенностей составного кристаллизатора условно раз- деляли его на три основные области, отличающиеся различными условиями теплообмена затвердеваю- щего металла со стенками кристаллизатора. Каждая из областей (зон) характеризуется определенны- ми условиями теплообмена и месторасположения (рис. 2). Область I располагается в центральной части кристаллизатора. Она ограничена участками рабо- чих поверхностей боковых стенок и нижней стенки кристаллизатора, а также поперечной плоскостью