CC BY
42
Samara State Technical University, Samara, Russia
COMPARISON OF QUALITY OF HOT DIP GALVANIZED COATED STEEL 08PS ON AUTOMATIC LINES
Abstract. Here were report about comparison of the two samples of hot dip galvanized steel. On the scanning electron microscope Analysis Station JED-2300 photo of sample surface was received.
Keywords: galvanizing, zinc coating, corrosion of steel, steel 08ps, structural analysis, zinc, oxygen, oxidation
УДК 669-147
КОМПЛЕКСНЫЙ БАЗОВЫЙ РЕГЛАМЕНТ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МАКРОСТРУКТУРЫ НЕПРЕРЫВНО-ЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ
НА ОАО «ИЖСТАЛЬ» Зинченко Сергей Александрович, к.т.н., начальник лаборатории металловедения и термообработки ОАО «Ижсталь», г. Ижевск, Россия (e-mail: feb-zinchenko@yandex.ru) Ибрагимов Анвар Усманович, к.т.н., доцент, заведующий кафедрой управления качеством (e-mail:uk@istu.ru) ИжГТУ имени М.Т.Калашникова, г.Ижевск, Россия
В данной статье приведен освоенный на ОАО «Ижсталь» марочный сортамент стали, разливаемой методом непрерывной разливки. Описаны основные типы дефектов макроструктуры непрерывно-литой заготовки. Разработан комплексный базовый регламент оценки качества макроструктуры непрерывно-литой заготовки с обоснованными параметрами дефектности.
Ключевые слова: качество непрерывно-литого металла, методика оценки макроструктуры, параметры дефектности.
На ОАО «Ижсталь» введена в эксплуатацию машина непрерывного литья заготовки (МНЛЗ) радиального типа производства фирмы «STS», Италия. Машина предназначена для получения непрерывно-литых заготовок (НЛЗ) сечением 125х125 и 140х180 мм. МНЛЗ имеет следующие основные технические характеристики: технологический радиус - 7 м; радиус разгиба - 13 м; количество ручьев - 3; расстояние между осями ручьев - 1300 мм; вместимость стальковша - 40 т; вместимость промковша - 14,5 т; Отливка возможна как открытой струей с использованием системы MNC и стаканов-дозаторов, так и закрытой струей с использованием стопорного механизма SM-3 с аварийным шиберным затвором EG 115; для перемешивания металла в кристаллизаторе и в конце зоны затвердевания предусмотрено электромагнитное перемешивание; для вытягивания и выпрямления заготовки используется пятивалковая тянуще-правильная клеть, диапазон
скоростей вытягивания 0,7 - 4,0 м/мин.; газокислородная резка заготовки на длины 4 - 12 м; маркировочная машина на передаточном рольганге. МНЛЗ оснащена тремя водоохлаждаемыми кристаллизаторами с медными конусными гильзами длиной 1000 мм. Конструкция кристаллизатора включает «рубашку» вокруг гильзы, внешний корпус и фланцы. На нижнем фланце установлены опорные ролики. Внутренняя поверхность гильз имеет хромовое покрытие. Внешний корпус кристаллизатора и «рубашка» изготовлены из коррозионной стали. Зазор между гильзой и «рубашкой» кристаллизатора составляет 4 мм. В процессе разливки кристаллизаторы совершают возвратно-поступательное движение (качание). Амплитуда и частота качания кристаллизаторов регулируется автоматически в зависимости от скорости вытягивания заготовок. Охлаждение кристаллизаторов обеспечивается водой, протекающей в зазоре между гильзой и «рубашкой». Поддержание уровня металла в кристаллизаторе производят с помощью автоматической системы регулирования: при разливке открытой струей - изменением диаметра калибровочного отверстия сменного стаканчика и изменением уровня металла в ковше; при разливке закрытой струей - изменением скорости вытягивания заготовки. Вторичное охлаждение заготовки производят с помощью трехсекционной системы кругло-факельных форсунок.
Марочный сортамент разливаемой на МНЛЗ стали разделен на 11 групп: низкоуглеродистая; перитектическая; №-Сг-Мо-жаропрочная; Сг-В-ТьУ-жаропрочная; среднеуглеродистая; №-Сг-Мо-улучшаемая; Сг-В-ТьУ-улучшаемая; высокоуглеродистая; пружинная; подшипниковая; повышенной обрабатываемости резанием; коррозионно-стойкая мартенситная; коррозионно-стойкая ферритная. В каждую группу включены марки стали, имеющие одинаковое поведение при разливке и, соответственно, требующие одинаковых настроек оборудования.
Контроль поверхности непрерывно-литых заготовок (НЛЗ) проводится по ОСТ 3-3163-86 [1]. Поверхность годных заготовок не должна иметь трещин, газовых пузырей, заворотов корки, поясов, крупных шлаковых и неметаллических включений.
В процессе освоения производства непрерывно-литой стали разработана общезаводская методика оценки макроструктуры НЛЗ. Контроль макроструктуры литых заготовок осуществляется на основе ОСТ 14-1-235-91 [2]. На рисунке представлена методика выявления и оценки следующих параметров макроструктуры:
- центральная (осевая) пористость (ЦП);
- осевая ликвация (ОЛ);
- краевое точечное загрязнение с фиксацией расстояния от поверхности НЛЗ (КТЗ);
- светлая полоска (контур) (СП);
- ликвационные полоски и трещины (ЛПТ): по сечению, угловые, осевые.
Причинами образования центральной пористости являются специфические условия формирования непрерывно литого слитка, связанные с образованием относительно глубокой лунки жидкого металла. Фронт кристаллизации по высоте слитка ввиду значительной протяженности лунки жидкого металла, сходится к концу затвердевания под очень малым углом, что определяет наличие мостов и перехватов в центре слитка, при которых образуются усадочные раковины.
Центральная пористость - 2,5 балла Осевая ликвация - 2,5 балла Ликвационные полоски и трещины 4 балла Светлая полоска (контур) 4 балла
Центральная пористость - 3 балла
Осевая ликвация - 2 балла Светлая полоска (контур) 4 балла Краевое точечное загрязнение - 0,5 балла Рисунок. Примеры макроструктуры темплетов непрерывно-литой
Заготовки М 1:2
В зависимости от величины и скорости усадки металла в осевой зоне, а это, в свою очередь, определяется маркой стали, скоростью разливки, интенсивностью вторичного охлаждения, размерами сечения заготовки и рядом других факторов, усадочные полости приобретают различную форму и размеры. Повышенная температура и скорость разливки способствуют развитию центральной пористости, так как при этом увеличивается длина жидкой лунки металла. Наибольшее развитие явление центральной пористости получает при отливке заготовок малого сечения с высокой скоростью. Она также имеет тенденцию к увеличению при разливке высокоуглеродистых марок стали [3].
Осевая ликвация обусловлена двумя факторами: ликвационным обогащением центральных зон примесями и усадкой осевой зоны при затвердевании. Скорость разливки не оказывает прямого влияния на величину осевой ликвации в заготовках (за исключением случаев, когда возникают нарушения геометрической формы слитка). Влияние интенсивности вторичного охлаждения заготовок также носит ограниченный характер, так как при толстой корке охлаждение воздействует преимущественно на наружную поверхность слитка.
Краевое точечное загрязнение проявляется в виде точечных скоплений ликватов (в основном сульфидов и оксидов) по сечению НЛЗ и определяется величиной точек и плотностью их расположения. На загрязненность стали неметаллическими включениями могут оказывать влияние точность и быстрота выполнения технологических операций в процессе разливки стали на МНЛЗ: наполнение промежуточного ковша металлом; количество шлака, попадающего из стальковша в промковш; минимизация уровня падения стали в промковше при замене стальковша и т. п. Скопления шлаковых и неметаллических включений в НЛЗ обусловлены, прежде всего, всплытием и коагуляцией неметаллических включений в кристаллизаторе, а также захватом частиц шлака непосредственно с зеркала металла вследствие всплесков и конвективных потоков.
Подкорковые пузыри образуются в результате скачкообразного снижения растворимости газов (кислорода, водорода, азота) при кристаллизации стали. Возникновение подкорковых пузырей в НЛЗ чаще всего связывают с недостаточной степенью раскисления стали. К образованию газовых пузырей также может привести повышенное содержание влаги в смазке кристаллизатора, завороты окисленной корки слитка, прожигания дозатора промковша. При деформации пузыри, близко расположенные к поверхности, в результате окисления при нагреве заготовок могут не свариваться и вызывать образование волосовин и плен на поверхности проката (в случае единичных пузырей) или рванин (в случае группового расположения крупных пузырей). Поэтому наличие подкорковых пузырей относят к недопустимым дефектам НЛЗ.
Заключение:
На основе анализа макроструктуры темплетов 1526-ти плавок разработан комплексный базовый регламент оценки качества макроструктуры НЛЗ с обоснованными параметрами дефектности (таблица).
Таблица 1. Нормируемые характеристики макроструктуры
непрерывно-литой заготовки
Оценка макроструктуры, балл
Г р у п п : Л « и ц а е я н ^ я & л 12 ¡у я о и Ликвационные полоски и трещины
а с т Марки стали СП
о вт а « а р о Я нт (ор кв Я 1= « С «ш» эоньэь олоск «СП»
а л Це оп в е с О то е тла 1» * 1
и м <и а ^ ш С Н С ч Т С Л« «ЛПТ,
1 а 20Г, Св-08, Св08ГА, Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-8А, Св-08ХГ2С, Св-10ГА, Св-08ГСНТ, Св-
10ГСМТ, Св-10Г2, Св-12ГС, Св-08ХМ, 10, 15, 20, А11, А20, 08ГСМТ, 09Г2С, 09Г2Д, 2 3 1 1 2 1 2
20Г2Р, Св-10НМА, 8355:2, 8235ЖС, Ст3, Ст3сп, Ст3сп1,Ст5, Ст5сп, С22.8
1 б 12ХН, 12ХН2, 12ХН2А, 12ХН3А, 12Х2Н4А, 20ХН, 20ХН3А, 20Х2Н4А, Св-06Н3 2 3 1 1 1 1 1
30ХН3А, 40ХН, 45ХН, 50ХН, 15ХГН2ТА, 16ХСН, 19ХГН, 20ХГНМ, 40ХГНМ,
2 40ХГМА, 20ХН2М, 40ХН2МА, 25Г, 25Г2С, 35Г, 40Г, 45Г, 50Г, 30Г2, 35Г2, 40Г2, 45Г2, 2 2 1 1 1 1 1
50Г2, 25Г2С, 25-50, А12, А35, АС35Г2, АС40, 17ГС, 20ГС, С35, С35Я, С35Е, С40Я, С45Я, С45Е, СБ53, 080А47, 080А42, 080М30, 080М40, ХС48Я
Не Не
до до
3 55-85, 60Г, 60пп, 65Г, 70Г, 50Р, У7А, У8А, Ш1, Ш2 3 2 1 пу ска ет-ся 1 1 пу ск ает ся
16ХГ, 18ХГ, 18ХГТ, 25ХГТ, 25ХГМ, 15ХМ, 20ХМ, 30ХМ, 30ХМА, 35ХМ, 38ХМ,
38ХМА, 38ХГСА, 40ХФА, 40ХМФА, 25ХГСА, 30ХГС, 30ХГСА, 30ХГСН2А, 35ХГСА,
4 15Х, 15ХА, 20Х, 30Х, 30ХРА, 34ГР, 35ГР, 40Г1Р, 35Х, 35ХА, 38ХА, 40Х, 40ХА, 45Х, 2 3 1 1 1 1 1
а 50Х, 40ХГ, 50ХГ, 20ХГР, 7Х3- 9Х1, 15Г, 35Г, 35ГС, 50Г, 10Г2, 10Г2С1, 40Г2, 17Г-17ХГ, 35ГС, 20ХГСА , 25Г2С, 16МпСй5, 16МпСгМо85, 20МпСй5, 42СгМо84, 27СД4, 709М40
4 б 20ХНР, 20ХГНР, 20ХГНТР 2 2 1 1 1 1 1
5 15ХФ, 40ХФА, 51ХФА,47ГТ, АС38ХГМ, АЦ20ХГНМ, 2 2 1 1 1 1 1
Не Не Не
до до до
6 ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ, У9А, У10А, У12А, У13А 3 2 1 пу ска ет-ся 1 пу ска ет-ся пу ск ает ся
Не
до
7 33ХС, 38ХС, 40ХС, 55С2, 55С2А, 60С2, 60С2А, 60С2Г, 3 2 1 1 1 1 пу
60С2ХФА, 60С2ХА, 65С2ВА, 70С3А ск ает ся
8 Ац20ХН, 08Х13, Св-12Х13, 20Х13,12Х18Н9,12Х18Н10Т, 14Х17Н2 2 3 1 1 2 1 2
Список литературы
1. ОСТ 3-3163-86. Слитки и заготовки стальные. Общие технические условия.
2. ОСТ 14-1-235-91. Сталь. Метод контроля макроструктуры непрерывно-литой заготовки для производства сортового проката и трубных заготовок.
3. Дефекты стали. Справ. Изд. // Под ред. Новокщеновой С.М., Виноград М.И. - М.: Металлургия. - 1984. - С. 35 - 43.
Zinchenko Sergey Aleksandrovich, Candidate of Engineering Sciences, Head of Laboratories of metallurgical science and heat treatment, Joint-Stock Company "Izhstal", Izhevsk, Russia
(e-mail: feb-zinchenko@yandex.ru)
Ibragimov Anvar Usmanovich, Candidate of Engineering Sciences, the docent, Head of Department of Quality Management, "Kalashnikov Izhevsk State Technical University", Izhevsk, Russia
(e-mail: uk@istu.ru)
THE COMPLEX BASE REGULATIONS OF QUALITY ESTIMATION FOR MACROSTRUCTURE OF CONTINUOUS-CAST WORKPIECES ON JOINT-STOCK COMPANY "IZHSTAL"
Abstract. The paper describes the steel range, produced by "Izhstal" JSC by means of continuous casting. The basic types of defects of continuous-cast workpiece macrostructure are described. The complex basic regulations of quality estimation for continuous-cast workpieces macrostructure with proved defects parameters are developed.
Keywords: quality of continuous-cast metal, macrostructure estimation method, parameters of defects.
УДК 629.7
О СИСТЕМАХ СТАБИЛИЗАЦИИ И ОРИЕНТАЦИИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ Игнатенко Николай Михайлович,
д.ф-м.н., профессор кафедры ОПФ Громков Андрей Сергеевич, студент Сойников Игорь Борисович, студент Шеверев Владислав Юрьевич, студент E-mail: inmkstu@mail.ru Юго-Западный государственный университет, г.Курск, Россия
В статье приведен анализ некоторых систем стабилизации и ориентации космических аппаратов.
Ключевые слова: космические аппараты, стабилизация, ориентация
В настоящее время человечество ведёт активную работу по освоению и изучению космического пространства. По данным [3] на данный момент самым дальним от Земли и быстро движущимся объектом, созданным человеком, является «Вояджер-1». На начало 2016 года он достиг расстояния 134,064 а. е. (20,055 млрд. км) от Солнца.
Находясь в космическом пространстве, орбитальные тела могут вращаться относительно своего центра масс из-за многочисленных возмущающих моментов. Согласно [2] источниками возмущающих моментов являются: 1) аэродинамическое сопротивление; 2) магнитное поле; 3) дав-
