Установка совмещенного процесса непрерывного литья и деформации для производства биметаллических полос

О. С. Лехов,  
М. М. Шевелев 

УСТАНОВКА СОВМЕЩЕННОГО ПРОЦЕССА 
НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ И ДЕФОРМАЦИИ 
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА  
БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛОС 

Монография 

-2021

– -– ----1 
 
- 
 
 
 
 
 
 
ISBN ----1 
 
- 
-

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение ........................................................................................................ 6 

1. Аналитический обзор ................................................................................ 9 
1.1. Технология и оборудование для производства 
биметаллических полос ................................................................... 9 
1.2. Установка совмещенного процесса непрерывного литья 
и деформации для производства трехслойных 
биметаллических полос ................................................................. 24 
1.2.1. Способ получения трехслойной  
биметаллической полосы ............................................. 26 
1.3. Опытно-промышленная установка непрерывного литья 
и деформации ОАО «Уральский трубный завод» ............................ 28 
1.4. Общая постановка задачи ............................................................... 31 

2. Расчет температурных полей плакирующих слоев и основной полосы
при получении трехслойного биметалла легированная сталь –
конструкционная сталь – легированная сталь на установке
непрерывного литья и деформации ........................................................ 34 

2.1. Постановка задачи, исходные данные, расчетная схема 
и граничные условия ...................................................................... 34 
2.2. Методика расчета температурных полей трехслойной 
биметаллической полосы .............................................................. 35 
2.3. Модель для расчета и конечно-элементная модель ........................ 39 
2.4. Температурные поля основной полосы и плакирующих слоев 
при получении трехслойного биметалла 
сталь 09Г2С – сталь Ст3 – сталь 09Г2С ........................................... 40 

3. Напряженно-деформированное состояние металлов
плакирующего слоя и основной полосы при получении
трехслойных стальных биметаллических полос легированная сталь –
конструкционная сталь – легированная сталь
на установке непрерывного литья и деформации ............................... 54 

3.1. Постановка задачи, исходные данные, расчетная схема 
и граничные условия ...................................................................... 54 
3.2. Результаты расчета течения металлов плакирующих слоев 
и перемещения основной полосы при обжатии стального 
трехслойного биметаллического слитка ........................................ 60 
3.3. Распределение осевых и касательных напряжений в очаге 
деформации при получении трехслойных 
биметаллических полос ................................................................. 80 
3.3.1. Напряжения в очаге деформации при получении  
биметалла с толщиной плакирующего слоя 2 мм .......... 80 
3.3.2. Напряжения в очаге деформации при получении  
биметалла с толщиной плакирующего слоя 4 мм .......... 98 

3.3.3. Напряжения в очаге деформации при получении  
биметалла с толщиной плакирующего слоя 6 мм .......... 94 
3.4. Напряженное состояние и выбор материала бойков установки 
непрерывного литья и деформации при получении стальных 
биметаллических полос ............................................................... 103 

44. Напряженно-деформированное состояние металла
плакирующего слоя из алюминия при получении трехслойных
биметаллических листов на установке непрерывного литья
и деформации ........................................................................................ 109 
4.1. Постановка задачи, исходные данные и расчетная схема ............. 110 
4.2. Результаты расчета течения металла плакирующих слоев ............ 114 
4.3. Результаты расчета осевых и касательных напряжений 
в очаге деформации .................................................................... 120 

5. Напряженно-деформированное состояние металла плакирующего слоя
при получении трехслойных биметаллических полос
медь – сталь – медь на установке
непрерывного литья и деформации ................................................. 134 

5.1. Постановка задачи, исходные данные, расчетная схема 
и граничные условия .................................................................... 134 
5.2. Результаты расчета течения металла плакирующего слоя 
в очаге деформации трехслойного 
биметалла медь – сталь – медь .................................................... 137 
5.3. Распределение осевых и касательных напряжений в очаге. 
Деформации по линиям контакта плакирующего слоя с бойком 
и основной полосой ..................................................................... 145 

6. Напряженное состояние бойков без каналов от усилия обжатия
и температурной нагрузки при получении трехслойного биметалла
медь – сталь – медь на установке совмещенного процесса
непрерывного литья и деформации ...................................................... 154 
6.1. Постановка задачи, исходные данные и граничные условия ......... 154 
6.2. Методика решения задач теории упругости методом конечных 
элементов в объемной постановке .............................................. 161 
6.2.1. Результаты расчета осевых  
и эквивалентных напряжений 
от усилия обжатия биметаллической полосы .............. 162 
6.3. Расчет температурных полей и напряжений в бойках 
без каналов при получении трехслойных биметаллических полос 
медь – сталь – медь на установке непрерывного литья  
и деформации ............................................................................. 175 
6.3.1. Методика расчета температурных полей и термоупругих 
напряжений в бойках без каналов методом конечных  
элементов в объемной постановке с использованием  
пакета ANSYS .............................................................. 175 
6.3.2. Теория расчета температурных полей и термоупругих  
напряжений в бойках методом конечных элементов  
в объемной постановке ............................................... 177 

6.3.3. Постановка задачи, исходные данные  
и граничные условия ................................................... 181 
6.3.4. Результаты расчета температурных полей бойков  
без каналов при обжатии  
биметаллической полосы ........................................... 182 
6.3.5. Распределение осевых термоупругих напряжений  
в бойках без каналов при обжатии биметаллического  
слитка и на холостом ходу .......................................... 187 
6.3.6. Распределение осевых термоупругих напряжений  
по толщине приконтактного слоя и длине бойка  
при обжатии биметаллического слитка ....................... 199 
6.3.7. Распределение осевых и эквивалентных напряжений  
в бойках от усилий обжатия и температурной нагрузки  
при получении биметаллических  
полос медь – сталь – медь на установке  
непрерывного литья и идеформации .......................... 218 

77. Экспериментальное исследование совмещенного процесса
непрерывного литья и деформации для производства
биметаллических полос на опытно-промышленной установке
ОАО «Уральский трубный завод» ........................................................... 231 
7.1. Оборудование участка непрерывного литья и деформации .......... 231 
7.2. Методика эксперимента, используемая аппаратура и датчики ..... 232 
7.3. Результаты экспериментального исследования процесса 
получения трехслойных биметаллических полос .......................... 233 

Заключение…………………………………………………………………. .................... 240 

Список литературы………………………………………………………… .................. 243

ÂÂÅÄÅÍÈÅ 


[1–


[1]-

[1–]
–%) 

[–
-

1. ÀÍÀËÈÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÎÁÇÎÐ

1.1. Òåõíîëîãèÿ è îáîðóäîâàíèå 
äëÿ ïðîèçâîäñòâà áèìåòàëëè÷åñêèõ ïîëîñ 

–

– 

– 
-

–% 

– –– -– 

-– – – – – – 

– – – – 

– –2-– 

–10–%
–2× × 2
–°