Модель возникновения продольной трещины.
Published by Kulak on Август 25th, 2009
in Форум
Прошу поделиться своими соображениями о механизме возникновения продольной трещины (также интересна и поперечная) на слябе. Возможно кто ЛИЧНО проводил металлографическое исследование данных трещин.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправить комментарий
Olg on Август 26th 2009
Собака зарыта в самом принципе организации процесса кристаллизации и последующего охлаждения сляба: Наружние слои металла кристаллизуются с высокой скоростью с последующим активным охлаждением за зоной кристаллизатора. Структура металла мелкозернистая, но перенапряженная. При кристаллизации внутренних слоев металла, за счет усадки, напряжения еще более увеличиваются и приводят к образованию поверхностных трещин, которые захватывают в основном зону мелких кристаллов и редко распространяются в зону равноосных кристаллов. Удаляются огневой зачисткой.
Но возможны варианты.... Надо пробовать.
Kulak on Август 26th 2009
Я не понял причем здесь "последующее охлаждение за зоной кристаллизатора"? Если говорить о возникновении продольной трещины, то никто не будет спорить, что она образуется в кристаллизаторе. Мне не понятно сложившееся представление о том, что продольная трещина образуется на границе кристаллизации и только при "благоприятных" условиях может выходить на поверхность и тогда мы видим, то что видим - продольную трещину на поверхности. Почему рвет вдоль а например не поперек??? ))) А если другие мнения появления продольной трещины????
Olg on Август 27th 2009
Просмотрите температурный режим при кристаллизации. При охлаждении Вы входите в область термообработки металла. Происходит закаливание стали. Если Вы действительно металлург, то покопайтесь в литературе по термообработке, в разделе "Причины возникновения закалочных трещин", и многое станет на свои места. Но это теория. На практике, для принятия решения необходимо знать сечение сляба, температурный режим сляба на выходе из кристаллизатора, и до конца "зоны жидкой сердцевины". Также необходимо учитывать длину вертикальной зоны движения сляба (как вариант, радиальное положение сляба после выхода из кристаллизатора или МНЛЗ с горизонтальной разливкой).
Olg on Август 27th 2009
Небольшая добавка к предидущему. Загляните также в раздел кристаллизации слитка - Дефекты слитка - продольные трещины. Прямой связи нет. Попробуйте ассоциативно.
Kulak on Август 27th 2009
О закалке и о кристаллизации металла я мало что знаю и тем более понимаю. Тогда, OLg, хотелось бы услышать мнение авторитетного металлурга. Вопрос на засыпку. Почему продольная трещина, вдоль? Почему бы не поперек? ))
Olg on Август 28th 2009
1. Советую обратиться к указанной Админом литературе.
2. Я не могу "сходу" решить Вашу проблемму, слишком мало исходных данных.
3. Да и моя задача состоит не в том, чтобы решать проблеммы тех, кто обращается, а в том, чтобы помочь обратившемуся разобраться в проблемме и найти пути решения. При этом если Вы готовы больше знать и понимать - то Вы специалист, идущий по пути совершенствования и развития своих знаний, стремящийся к профессиональным вершинам специалист. В противном случае может просто потеряться интерес к общению.
4. Когда ознакомитесь с указанной литературой, то придете к выводу, что процесс сложен из технических противоречий. Искусство технолога как раз и заключается в том, чтобы находить компромис между системой технических противоречий.
Извините за прямоту и наставления.
admin on Август 27th 2009
Обратитесь к старому добротному справочнику "Дефекты стали" под редакцией С.М. Новокщеновой и М.Н. Виноград. Сразу многое прояснеет. В том числе и Ваш вопрос почему трещина продольная, а не поперечная (хотя поперечные тоже имеют место быть, но это другая история).
Kulak on Август 29th 2009
Спасибо за рекомендации. Буду благодарен если поделитесь ссылками на литературу по использованию кристаллизаторов с параболической, ленейной многоступенчатой конусностью. Возможно имеется свой опыт промышленного опробования и о полученных результатах подобных кристаллизаторов.
admin on Август 29th 2009
Советую Вам обратиться с этими вопросами в фирму под названием "Корад". Не подумайте, что я как-то с ней связан - просто это известные профессионалы в данной области.
Antti on Август 29th 2009
Можно еще во ВНИИ Метмаш обратиться, они грамотно разобрались с "косяком" SMS в параболических кристаллизаторах на ВТЗ.
Kulak on Август 29th 2009
Antti, а что за проблема была с параболическим кристаллизатором на ВТЗ?
Уж очень интересно, поскольку, сам занимаюсь разливкой.
Antti on Август 29th 2009
А ничего особого. SMS по контракту поставил на ВТЗ параболические кристаллизаторы, была оговорена скорость на сечение, ну и они на эту скорость не вышли... даже близко не подошли. А т.к. замена кристаллизаторов делалась не по блажи, а под обеспечение трубных станов, то могли и голову открутить - поэтому заводские пошли во ВНИИ Метмаш, который им разработал модель кристаллизаторов под нужную на сечении скорость, а значит и производительность.
Вот такая простая история.
Вадим on Сентябрь 11th 2009
Гильзы ВНИИМЕТМАШ позволили сократить брак НЛЗ общий брак НЛЗ с 5% до 0,4%. Причем технология внепечной обработки и разливки стали не притерпела особых изменений. Основные проблемы на гильзах СМС Демаг на ВТЗ были: - ужимины на перетектических марках; - высокая аварийность (прорывы); - трещины на среднеуглеродистых марках (0,18-0,35 %С). Весь секрет именно во внутренней геометрии гильзы.
Kulak on Август 29th 2009
Насчет "Корад" мне приходилось общаться с работниками фирмы, согласен, грамотные люди.
Olg on Август 31st 2009
Форма сечения кристаллизатора несомненно влияет на процесс образования продольных трещин, но хочу Вас предостеречь: Форма сечения кристаллизатора - только одна из массы возможных причин, и его замена может и не привести к желаемому результату. Причины надо искать в комплексе (и кристаллизатор и технологические причины о которых говорилось выше). Попробуйте разобраться с режимами охлаждения непрерывнолитой заготовки в кристаллизаторе и за ним. Опробование различных режимов может дать положительный результат не только в части трещинообразования, но и в части улучшения макроструктуры и механических свойств заготовки. Такая работа может быть проведена без значительных капитальных вложений с Вашей стороны, поможет самим разобраться в вопросах возникновения тех или иных дефектов и найти способы их устранения. Если проведенные работы не приведут к значительным изменениям в качестве продукции, то имеет смысл потратить деньги на приобретения нового кристаллизатора, при гарантии поставщика отработать технологию отливки заготовки с отсутствием поверхностных дефектов (поставка оборудования с отработкой технологии).
С моей колокольни как-то так.
Удачи
Olg on Сентябрь 14th 2009
Вопрос для Kulak. По какому пути пошли, и каковы результаты продвижения по выбранному пути?
Отзовитесь.
С уважением,
Old
Kulak on Сентябрь 14th 2009
Были проблемы с непрерывной разливкой круглой заготовки. Но в этом случае оказалось все достаточно банально )) Долгое время не могли разлить по причине частых прорывов металла под кристаллизатором в результате чего временно вынуждены были отказаться от разливки металла. Однако после замены глуходонных стаканов на прямоточные + корректировки параметров электромагнитного перемешивания + опробовали другую ШОС (оказалась даже хуже имеющейся)) + опробовали систему предотвращения прорыва (собстевнной разработки, пока неизвестно насколько она эффективна) удалось безаварийно разлить более 10-ти плавок. Количество заготовок с продольной трещиной снизилось, но трещина осталась.
P.S. Когда я задавал этот вопрос для меня была цель понять насколько разливщики понимают (представляют) механизм возникновения продольных и поперечных трещин (я говорю о механизме!, а не о причинах, причин может быть "миллион"). Кто как представляет!
Вопрос: Приходилось ли кому сталкиваться с данным эффектом: В одну из кампаний наблюдалось резкое увеличение осевой химической ликвации? В 2раза!!! (Должен отметить, что технология разливки не изменилась, по словам обслуживающего персонала МНЛЗ не отмечено сбоев в работе агрегата).
Olg on Сентябрь 15th 2009
Насколько разливщики понимают механизм возникновения продольных и поперечных трещин?? В основном эти знания стремятся к нулю, за исключением случаев, когда причины лежат на поверхности и в особых коментариях не нуждаются. До сих пор нет ни единой понятной теории кристаллизации, ни теории возникновения трещин и других дефектов. Мне приходилось сталкиваться с подобными специалистами, которые кроме чужого мнения ничего и не имеют. Хотя и чужой опыт всегда нужно рассмартивать критически, как и свой, и при этом верить только в неоспоримые факты, которые пусть и не вписываются в общее представление, но имеют место быть. Из своего опыта могу сделать несколько предположений (хотя и представление о МНЛЗ у меня скорее теоретические, но кое-какой опыт в кристаллизации сталей всетаки есть)
1. Резкое увеличение химической ликвации. Проверьте правильность подключения полярности установки электромагнитного перемешивания - если поток при перемешивании совпадает с конвективным потоком металла при кристаллизации, то ликвация уменьшается, если перемешивание работает в противотоке с естественной конвекцией, то дело - труба и ликвации не избежать.
2. Трещинообразование. В основном процесс надо рассмартивать как результат внешних тепловых (нагрев-охлаждение) воздействий на металл, кристаллизующийся в условиях жесткого охлаждения и изначально имеющим большие внутренние напряжения. Для начала поробуйте уменьшить охлаждение за зоной кристаллизатора до достижения заготовкой режимов термического отпуска. При этом необходимо отслеживать температурный режим заготовки по длинне.
Тут всего не раскажешь, ведь я не могу приделать свою голову другому человеку, надо ориентироваться на месте по ситуации.
Kulak on Сентябрь 15th 2009
Я должен был сразу отметить, что электромагнитное перемешивание на МНЛЗ установлено в кристаллизаторе (мое упущение), поэтому наблюдалось размывание формирующейся корочки (тоже что наблюдается и при применении погружных стаканов с боковыми отверстиями) и как следствие появление грубых продольных трещин на заготовки.
Olg, я с ЭМП работаю очень мало, поэтому опыта работы не имею. Специалистов, которые предоставили данную установку нет, рекомендации по ней сведены практически к нулю.
Прошу совета!!!
1) На установке имеются два параметра: частота (Гц), сила тока (А). За что отвечает каждый из них.
2) Почему если поток при перемешивании не будет совпадать с конвективным потоком при кристаллизации будет наблюдаться осевая ликвация?
Т.е. если мы не будем вымывать ликваты с фронта кристаллизации, то получим химическую неоднородность? Я правильно понял? Прошу объяснить!
Olg on Сентябрь 16th 2009
1. По аналогии с асинхронными двигателями с частотным регулированием - Регулирование частоты изменяет скорость вращения (в твоем случае скорость потока), Сила тока регулирует мощность установки (в данном случае мощность потока).
2. Браво, молодой человек!!!!!! Вы на верном пути и каждый такой факт считайте своим личным открытием. Но хочу предостеречь. Далеко не каждый сможет Вас понять и оценить, и за советом обратится не к кому(во всяком случае в вашей конторе, если до сего дня Вам этого ни кто не объяснил).
Попробуйте оформить тему НИР или ОКР и провести работы по проверке Ваших находок. Производство при этом останавливать не надо, просто, в потоке изменяя условия кристаллизации (некоторые рычаги у Вас уже есть) на рубке заготовок отбирайте пробы с определением макро-, микро- и мех. свойств. Условия меняйте постепенно без резких скачков, и наткнетесь на оптимум. Во всяком случае будет пища для размышлений и последующих выводов, которые могут быть еще более логичными для Вас и парадоксальными для окружающих Вас специалистов.
P.S. В свое время мы с отцем изучали свойства металла при кристаллизации. теоретически вышли на использование ЭМП на слитках, но понимания и поддержки не получили. Это Вы можете прочитать на главной странице сайта в заметках с почтовым ящиком. Но в Вашем случае могу сказать, что металл при кристаллизации и сам образует не хилый поток и мы изучали именно его. А ЭМП взаимодействуя с этим потоком может его либо затормозить, либо усилить.
Удачи, Буду ждать когда поделитесь радостными новостями.
Kulak on Сентябрь 16th 2009
Опыт надеюсь провести в ближайщее время, обязательно расскажу, однако, уже сейчас есть некоторые результаты работы. Несмотря на то, что ЭМП установлено в кристаллизаторе и почти не захватывает зону вторчного охлаждения (подбой), однако ориентация столбчатых кристаллов изменяется и очень даже заметно ))
Дендриты направлены не к центру заготовки (круглая заготовка), а под наклоном к поверхности! Пока еще не прочувствовал данный эффект (хорошо это или плохо или все равно)? Как на ваш взгляд?
Olg, эти вопросы меня мучили долгое время, прошу ответить:
1)Если представить (теоретически), что ЭМП на МНЛЗ располагается по всей длине затвердевания слитка и что если мы будем вымывать ликваты ЭМП и у нас будет отсутствовать междендритная ликвация (хорошо!). Но! жидкий металл, который мы постоянно мешаем будет обогащаться ликватами, что в конечном итоге приведет к значительному росту ликвирующих элементов в жидком металле затвердевшей в последний момент (в случае отсутсвия зоны равноосных кристаллов) и как следствие очень большое количество ликвирующих элементов в центральной части слитка!
Я правильно представил картину влияния ЭМП на ликвацию?
В связи с этим непонятно, что лучше, иметь ликваты расположенные "равномерно" по слитку (без ЭМП) либо иметь в центре слитка большую ликвацию? В таком случае эффективность ЭМП ставиться под сомнение. Правильно?
2) Кстати, и Ефимов В.А. в своей книге "Разливка и кристаллизация стали" отдавал большущую роль влияния конвективных потоков на образование ликвации (там есть опыт). Я точно помню его мысль, при обеспечении условий отсутствия конвективных потоков наблюдается полное исключение развития ликвационных процессов.
Тогда по Ефимову следует что, нужно тормозить конвективный поток??? Но мы же ЭМП разгоняем конвективные потоки, правильно?
А я говорю давайте усилим конвективный поток (с помощью ЭМП) и еще лучше вымыем ликваты из междендритной области или как Ефимов давайте предотвращать конвективные потоки?
P.S. Голова идет кругом )) может я чего неправильно представляю.
Olg on Сентябрь 17th 2009
К преамбуле. Дендриты отклоняются не просто от перпендикуляра к охлаждающей поверхности, а в сторону потока переохлажденного металла, идущего вдоль фронта кристаллизации. Это ни хорошо, ни плохо. Это нормально. Это говорит о том, что поток есть, и он работает и делает свое дело.
1. Междендритная ликвация останется в любом случае, т.к. она представляет собой ликваты, выдавленные в междендритную зону и захваченные в междендритном пространстве. А вот те ликваты, которые выдавлены в жижкую фазу и обрабатываются с помощъю ЭМП. А дальше Вы начинаете противоречить сами себе. Говорите о потоке, а жидкую фазу рассматриваете как неподвижный объект. Но при этом забываете, что ликваты имеют склонность к коагуляции и всплыванию в соответствии с законом Стокса. При этом они захватывают на своем пути и газы, растворенные ы жидкой стали, и неметаллические включения.
Но следует учесть, что закон Стокса написан для спокойной жидкости, а в потоке эти процессы усиливаются в соответствии с мощностью потока, и ликваты вымываются на зеркало металла с последующим переходом в шлаковую фазу.Эти процессы мы наблюдали во время наших опытов на слитках. В Вашем случае ликваты вымываются на зеркало металла и переходят в шлаковую фазу и далее на смазку стенок кристаллизатора.
2.Уважаемый мною Ефимов В.А. написал очень грамотную книгу, в которой отразил уровень знаний того времени. На этом наука о кристаллизации заканчивается и начинается нетоптанная территория. В свое время мы с отцем погуляли по этой территории, но не оставили ни дорог, ни тропинок. Из теорий и предположений есть только то, что осталось в моей голове. И из этих знаний я и позволяю себе немного направлять ход Ваших мыслей по "нетоптанной территории"
Для того, что бы совсе Вас запутать позволю себе посоветовать открыть любой учебник по теплотехнике, раздел Конвективный теплообмен. Ну не может быть никаких конвективных потоков при кристаллизации, это антинаучно, т.к. температурный градиент стремится к нулю. Так, что этого не может быть потому, что не может быть никогда. И в книге "Разливка и криталлизация стали" нет физического объяснения возникновения и существования конвекционных потоков при кристаллизации. Объяснение, что конвективный поток создается за счет "осаждения" переохлажденной жидкой фазы вдоль фрона кристаллизации может быть для кого-то и объяснение, но для меня, с учетом прошлого опыта "не катит"
Доказывать то, что непонятно и не всегда очевино крайне сложно и опасно. Еще раз прочитайте на главной странице публикации, помеченные почтовым ящиком и поймете, что этот путь - путь одиночки, где надо самому думать, доходить до истины и умереть непонятым и отвергнутым. Подумайте - а Вам это надо?????????????????
Kulak on Сентябрь 17th 2009
1) Но мне кажется что всплывание ликватов и их вынос к зеркалу металла затруднен мягко говоря и не возможен (по моему мнению). Во-первых, скорость всплывания ликватов должна быть больше скорости вытягивания заготовки (т.е больше 1м/мин, возможно небольшая величина, но для ликватов мне кажется большая). Возможно Вы уже считали скорость всплывания ликватов. Во-вторых, МНЛЗ как правильно криволинейная либо радиальная, и даже если всплывание ликватов возможно, они все осядут по малому радиусу заготовки.
2) Хорошо Вы говорите, что конвективных потоков в кристаллизующемся металле нет (или почти нет). Тогда что при кристаллизации металла не существует никаких других потоков?
3) Понятно, дендриты растут в ту сторону, где существует переохлаждение (концентрационное). Но изменение ориентрировки дентритов от ЭМП произошло (как мне кажется) не от того что изменилось направление концентрационного переохлаждения. Возможно несколько изменилось направление ветвей их изогнуло, но они не смотря на это пошли дальше расти.
Спасибо!
P.S. Я уверен, что мне это надо )) Поскольку, считаю это очень даже интересным.
Olg on Сентябрь 18th 2009
1. Не удобно возвращать Вас назад, но говорилось о всплывании ликватов в восходящем конвекционном потоке.
2. Вообще-то я пытаюсь натолкнуть Вас на мысль, что конвекционные потоки есть, но пока современной наукой еще не объяснен механизм его возникновения и функционирования, и по этому не пытайтесь найти ответов в книгах и учебниках. Здесь надо самому сквозь пот кровь и слезы.
3. Дендриты растут в сторону, противоположную отводу тепла, а отклоняются в сторону переохлажденного потока, т.к. поток несет с собой основной строительный материал для растущего кристалла. Точно так же растут и деревъя - из земли, вверх в сторону максимально благоприятную для обеспечения солнечным светом, и с южной стороны ветвей всегда больше и они гуще.
Со следующей недели я ухожу в отпуск, так что следить за развитием событий буду, но не регулярно. Надеюсь за это время вы проведете оговоренные выше опыты и поделитесь результатами.
Для того, что бы поиметь собственное мнение о поведении металла при кристаллизации можете при запуске МНЛЗ в работу проследить за состоянием зеркала металла в начальный период без засыпки ШОС, на длинне головной обрези. Далее пусть все идет своим чередом, но меня интересует Ваше описание происходящих процессов на открытом зеркале металла. Только давайте условимся, что разговор будет идти между инженерами, т.е. на языке системы СИ (сантиметр, грамм, секунда и т.д.), понятия "лучше, хуже, хреновато и т.д." оставим для других профессий. Информация должна быть достоверной и точной до "занудства", без последующих "ах я забыл...". Вы работаете в металлургии. Вспомните сколько стоит оборудование, на котором Вы работаете, сколько стоит ковш с жидким металлом в денежном выражении, когда говорите о браке надо понимать сумму годовых потерь от брака в рублях и т.д. Когда начнете понимать и мыслить этими категориями, то сами станете дотошным ( точным до тошноты, до занудства) и нетерпимым к людям, упускающим "мелочи" с их точки зрения, т.к. начнете понимать сколько стоит каждое упущение, забывчивость и недосмотр в рублях. Насколько важны точные формулировки своих мыслей и последовательность их изложения. Начнете более глубоко и внимательно относиться к информации, которую Вы получаете от других металлургов(я имею в виду не только себя). Но эти профессиональные черты металлурга в жизни непривлекательны, по этому ими надо пользоваться на работе.
Что то я разворчался как старый дед, наверно точно пора в отпуск.
Жду от Вас описания результатов того, что вы наделаете.
P.S. Спросите у друзей, родственников, знакомых литературу по регулировке без копъютера, на слух, карбюраторов старых жигулей. там то же две регулировки - количество и качество топливной смеси, и не задавайте вопрос "к чему это я говорю". Удачи.
Olg on Сентябрь 20th 2009
Да, что бы эксперимент был достаточно чистым, то при запуске, на головной обрези, запускайтесь без ЭМП и ШОС.
Удачи, жду результатов и Вашего анализа увиденного.
Olg
Kulak on Сентябрь 20th 2009
Проследить поведение зеркала металла в момент отливки головной обрези (без ЭМП и ШОС) не представляется возможным. Поскольку сразу после набора кристаллизатора металлом отдают ШОС и только после этого запускают МНЛЗ (набирают скорость).
Не пойму зачем следить за поведением зеркала металла в момент разгона и что особенного в этом есть?
Olg on Сентябрь 21st 2009
Бессмысленно рассуждать о поведении металла в период кристаллизации, особенно если сам ничего не видел. Делать выводы можно только тогда, когда видел процесс своими глазами. Это дает уверенность в своих мыслях, т.к. видел своими глазами. Если без ШОС совсем нельзя, то им можно покрыть стенки кристаллизатора. На расстоянии головной обрези этого хватит. Что особенного в поведении металла в момент разгона? Постарайтесь увидеть своими глазами, и получите пищу для размышлений. А все остальное - зто гадание на кофейной гуще среди моря предположений. Почему на головной обрези? Просто этот металл уже заранее списан для производства и хозяев, и никто не будет за него спрашивать. А уж дальше - производство, где учтен каждый грамм, каждый метр. За него надо отвечать головой и карманом. И соваться с опытами можно только с "благословления" сверху, по заранее разработанному и утвержденному сверху плану. Слишком высоки ставки, да и ответственностью надо поделиться со старшими товарищами. Ведь планируя опыт Вы заранее не знаете куда приведет изменение того или иного параметра. "Для отработки параметров отливки с целью исключения дефектов НЛЗ" Вам позволят провести опыты в производстве, но в достаточно узких пределах (каждый защищает свою ......). Получив официальное разрешение вы можете двигаться дальше со своей инициативой. в противном случае Вас просто вышибут "по 58 статье как врага народа". И не надейтесь, что в случае неудачи вас кто-то поддержит, на Вас постараются свешать всех собак. Не судят только победителей, да и победителем становится далеко не всегда тот, кто одержал победу. Исходя из сказанного - работы должны проводиться гласно с оформлением всех бумаг, составленных тобою, по твоей инициативе, с благославления сверху. по результатам работ обязательно составление отчета с приложением всех результатов. Проводя работы руководствуйся одним принципом - ненавреди......... выводы по железу оставь для производства, а наработанный опыт и мысли - это твое.
Удачи,
Olg
Olg on Октябрь 04th 2009
Какие-то проблемы, невозможность получить результаты или найти адекватное объяснение полученным данным????? Не молчи, делись, будем думать вместе.
Olg.
Olg on Октябрь 15th 2009
Отпуск закончился. Можно продолжить работу, если у Вас остался к ней интерес .
Писарский С.Н. on Февраль 25th 2010
Вопрос на засыпку и практикам и теоретикам по технологии НРС. Допустим мастер МНЛЗ сообщил, что вот уже какое-то время, например последние 15-20мин. разливки по такому-то ручью (сортовой МНЛЗ) на одной из граней сортовой заготовки наблюдается продольная трещина уже на выходе из кристаллизатора. Осмотр отрезанных заготовок показывает, что трщина идет от торца до торца, 100% брак. При этом все параметры процесса по данному ручью не отличаются от параметров по другим ручьям и соответсвуют требованиям нормативной документации. Если не рассматривать крайний случай - закрытие и перезапуск ручья, каковы будут Ваши рекомендации для устранения трещинообразования? Я где-либо ранее не всречал ни в одной инструкции таких рекомендаций, но будучи в командировке на Ростовском электрометаллургическом заводе столкнулся с такой ситуацией. Мой многолетний опыт и интуиция подсказали мне правильное решение. Выполненные по моим рекомедациям оперативные действия сработали безотказно. Жду варианты. Мой служебный e-mail: pisarsky@istil.com.ua