14 февраля 2012 г.

Со 2 по 4 февраля в МИСиСе проходила вторая международная научно-практическая конференция «Современные материалы и технологии в машиностроении». В конференции принял участие главный специалист конструкторского бюро «Александры-Плюс» Александр Грот. Он рассказал о работах и достигнутых практических результатах применения ультразвука в процессах кристаллизации чёрных и цветных металлов, особое внимание уделив последним работам с участием ЦНИИчермета и МИСиС.

Предлагаем вашему вниманию конспект доклада.

Опыт промышленного применения ультразвука при кристаллизации металлов

Лебедев Н. М., Грот А. Н., Красильников Д. А., ООО «Александра-Плюс»,
Чертов А. Д., Паршин В. М., ФГУП «ЦНИИчермет им. И. П. Бардина»

Эксперименты по применению ультразвука для воздействия на металлы и сплавы с целью улучшения их внутренней структуры и технологических свойств проводились еще в 60-х годах прошлого века. Положительный эффект от ультразвукового воздействия также достаточно хорошо изучен, этой теме посвящено множество книг и статей. Однако, промышленное оборудование, которое бы широко применялось на металлургических заводах, до сих пор не создано.

В докладе рассказывается об опыте компании «Александра-Плюс» по разработке и внедрению ультразвукового оборудования на ряде крупных промышленных предприятий России и Украины.

В 2006 году на предприятии «Панком-Юн» (бывший завод «Центролит», г. Одесса) внедрено ультразвуковое оборудование, которое позволяет воздействовать на расплав меди в кристаллизаторах на технологических линиях производства медной катанки. Ультразвук препятствует образованию дендритов, дробит центры кристаллизации, благодаря чему процесс кристаллизации ускоряется. В результате катанка по сечению приобретает однородную структуру, без сконцентрированных участков ликвационных неоднородностей.

Выявлено улучшение ряда потребительских свойств кабелей из катанки, изготовленной на заводе «Азовкабель» с применением ультразвука. В настоящее время фирма «Панком-Юн» серийно выпускает катанку с применением ультразвуковой обработки (УЗО), а предприятие «Азовкабель» изготавливает из этой катанки кабельно-проводниковую продукцию.

В 2008 году аналогичное оборудование было поставлено на предприятие «Катех-Электро» (г. Киев), а также проведены опытно-промышленные работы по исследованию влияния УЗО при полунепрерывном литье медного слитка диаметром 200 мм на Кольчугинском заводе цветных металлов.

Исследования, проведенные специалистами МИСиС, показали, что при использовании УЗО во время кристаллизации меди происходит измельчение и округление зерен в ее структуре, также происходит дробление неметаллических включений, которые распределяются не по границам, а внутри зерен, что повышает однородность структуры и положительно сказывается на пластичности меди.

В конце 2009 года фирма «Александра-Плюс» была определена соисполнителем Госконтракта на выполнение НИОКР по теме: «Создание технологии, оборудования и освоение производства стали с применением ультразвукового воздействия и плазменного нагрева для производства высококачественных марок проката и оцинкованного автолиста». Работа проводилась совместно с ФГУП «ЦНИИчермет им. И. П. Бардина» на Магнитогорском металлургическом комбинате. В рамках данного Госконтракта была разработана система наложения УЗК на стенки двухручьевого кристаллизатора для сечений 1050×250 мм весом около 7 т, которая позволила уменьшить усилие вытягивания сляба и снизить нагрузку на двигатели механизма вытягивания до 40 %.

В 2010 г. были проведены ряд работ на Московском металлургическом заводе «Серп и молот». Там был «озвучен» слябовый кристаллизатор для сечения 140×450 мм весом порядка 700 кг, а также испытана опытная установка для ввода стальной ленты в кристаллизатор — трайб-аппарат.

Проведенные ведущими институтами исследования на основании накопленной за прошедшие годы информации позволяют говорить о несомненном положительном эффекте от применения ультразвука при кристаллизации металла.


а)

б)
Фрактограммы образцов меди: а) без ультразвуковой обработки; б) после обработки ультразвуком.