Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М. Д. Миллионщикова, Грозный, Россия

Н. Д. Айсунгуров, доцент кафедры «Технологии машиностроения и транспортных процессов» (ТМиТП), канд. техн. наук, эл. почта: aysungurov91@mail.ru
Л. Х.-А. Саипова, доцент кафедры ТМиТП1, канд. техн. наук, эл. почта: saipova.lara@mail.ru
Х. Х. Аптаев, старший преподаватель ТМиТП1, эл. почта: halid.aptaev@mail.ru
М. А. Хаджиева, старший преподаватель кафедры ТМиТП1, эл. почта: kafedratm2020@mail.ru

Рассмотрены решение научно-технической проблемы производства листового проката из высокопрочных термически укрепляемых алюминиевых сплавов путем их бесслитковой разливки – прокатки, разработка научно-методических подходов и практических рекомендаций по ее реализации. Приведен краткий анализ состояния и тенденций развития современных промышленных технологий, используемых для производства листового металлопроката. Показано, что одним из перспективных способов производства листового металлопроката из высокопрочных алюминиевых сплавов является их бесслитковая разливка – прокатка, позволяющая гармонизировать работу всех металлургических агрегатов вдоль технологической цепочки и снизить сопутствующие энергетические и капитальные затраты. Приведена причина отсутствия в мире технологии бесслитковой разливки – прокатки листов из рассматриваемых материалов, которая заключается в очень широком интервале кристаллизации (≥ 160 ^оC) алюминиевых сплавов систем Al – Cu и Al – Zn. Отмечено, что сложность получения качественной листовой заготовки заданной толщины методом валковой разливки металлов связана с тем, что формирование таких заготовок происходит мгновенно и сопровождается исключительно сложным взаимодействием тепломассообменных процессов. В связи с этим данные процессы изучены методом математического моделирования в компьютерной программе ProCAST. Исходными данными для математического моделирования были геометрические размеры валкового кристаллизатора (диаметр и ширина валков), толщина заготовок, химические составы изучаемых алюминиевых сплавов, температура и скорость их разливки. Математическое моделирование процессов бесслитковой разливки – прокатки исследуемых сплавов позволило изучить влияние тепло- и массообменных процессов в двухвалковом кристаллизаторе на формирование листовых заготовок из них для разных значений главных технологических параметров разливки: линейных скоростей разливки (0,3–1,2 м/с) и толщин заготовок (2–4 мм). В результате вычислительных экспериментов для всех исследованных алюминиевых сплавов (В95, АМг5 и АД35) получены уравнения вида V = f (Δt) для определения главного технологического параметра валковой разливки металлов – линейной скорости разливки при заданных технологических параметрах процесса: толщины заготовок (δ = 2–4 мм), угла мениска металла (β = 10–33 град.), радиуса валков (R = 200–400 мм); температур перегрева расплава (Δt = 10–60 ^оС). Полученные результаты являются весомой научной базой для разработки технологии бесслитковой разливки – прокатки широкого спектра алюминиевых сплавов, в том числе высокопрочных сплавов с очень широким интервалом кристаллизации.

1. Menet P.-Y., Basson F., Maiwald K., Cayol R. Strip casting technology. A key to product quality // Proc. of Melt Quality Workshop. – Madrid, 2001. – P. 25–29.
2. Смирнов А. Н., Куберский С. В., Смирнов Е. Н. Будущее непрерывной разливки стали: тонкий лист // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. № 4. С. 73–78.
3. Nuradinov A. S., Eldarkhanov A. S., Kondratyev Yu. I., Nuradinov I. A. Development of production regimes for twin-roll casting of metal alloys // Steel in Translation. 2021. № 10. P. 723–727.
4. Эльдарханов А. С., Нурадинов А. С., Кондратьев Ю. И., Нурадинов И. А. Формирование структуры и свойств алюминиевых сплавов при их валковой разливке–прокатке // Металлург. 2022. № 2. С. 26–32.
5. Эльдарханов А. С., Нурадинов А. С., Уздиева Н. С., Ахтаев С. С.-С., Нурадинов И. А. Управление теплообменными процессами в валковом кристаллизаторе при бесслитковой прокатке металлов // Сталь. 2022. № 4. С. 7–11.
6. Шалимов А. Г. Двухвалковые литейно-прокатные агрегаты для производства тонких горячекатаных стальных полос // Электрометаллургия. 2014. № 2. С. 12–16.
7. Нурадинов А. С., Уздиева Н. С., Ахтаев С. С. С., Исаева М. Р. Моделирование процесса валковой разливки-прокатки металлов // Вестник ГГНТУ. Технические науки. 2021. Т. 17. № 3. С. 25–32.
8. Buchner Achim R. Thin strip casting of steel with a twin roll castercorrelation between feeding system and strip quality // Steel Research. 2004. Vol. 1. Р. 5–12.
9. Zapuskalov N. Comparison of continuous strip casting with conventional technology // ISIJ International. 2003. Vol. 43, Iss. 8. P. 1115–1127.
10. Sa Ge, Isac M., Guthrie R. I. L. Progress of Strip Casting Technology for Steel; Historical Developments // ISIJ Int. 2012. Vol. 52, Iss. 12. Р. 2109–2122.
11. Arvedi G. The Arvedi endless strip production line (ESP), from liquid steel to hot rolled coil in seven minutes // Metallurgical Research and Technology. 2008. Vol. 105, Iss. 7, 8. P. 398–407.
12. Kawalla R. Properties of magnesium strips produced by twin-rollcasting and hot rolling // Materials Science Forum. 2011. Vol. 690. P. 21–24.
13. Watari H. Twin roll casting of magnesium alloys with high aluminum contents // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2006. Vol. 18, Iss. 1–2. P. 419–422.
14. Мазур В. Л., Ноговицын А. В. Теория и технология тонколистовой прокатки. – Днепропетровск : РВА Днипро – VAL, 2010. – 500 с.
15. Зайков М. А., Полухин В. П., Зайков А. М., Смирнов Л. Н. Процесс прокатки. – М. : МИСИС, 2004. – 640 с.
16. Nuradinov A. S., Eldarkhanov A. S., Uzdieva N. S., Isaeva M. R., Akhtaev S. S.-S., Nuradinov I. A. Physical simulation of sheet billet formation under ingotless metal rolling // Steel in Translation. 2022. Vol. 52. No. 7. Р. 677–682.
17. Эльдарханов А. С., Нурадинов А. С., Кондратьев Ю. И., Нурадинов И. А. Формирование структуры и свойств алюминиевых сплавов при их валковой разливке–прокатке // Металлург. 2022. № 2. С. 26–32.
18. Нурадинов А. С., Уздиева Н. С., Ахтаев С. С.-С. Валковая разливка – прокатка высокопрочных алюминиевых сплавов // Вестник ГГНТУ. Технические науки. 2023. Т. XIX, № 1. С. 55–66.