ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет», Волгоград, Россия:

О. Б. Крючков, заместитель декана, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: bardb@mail.ru
А. В. Крохалев, декан, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: kroch@vstu.ru
А. А. Белов, старший преподаватель, эл. почта: aa-belov@bk.ru

ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет», Тула, Россия:
П. И. Маленко, доцент кафедры «Сварка и литье и технология конструкционных материалов», канд. техн. наук, эл. почта: malenko@tsu.tula.ru

Проведено исследование влияния расположения блюмов в электрическом нагревательном колодце и слитков из стали ШХ15 в топливной печи с выкатным подом на время их нагрева, температурное поле по сечению и производительность печи. C использованием литературных данных о начальном распределении температуры в слитке массой 7 т из стали 02Х22Н5АМ3 с жидкой сердцевиной рассчитано температурное поле в горячем слитке после его «раздевания», полной кристаллизации и дальнейшего нагрева под ковку. Температурное поле в исследуемом металле и время его нагрева в камерных печах рассчитаны с использованием программы Excel для решения дифференциального уравнения теплопроводности в частных производных методом конечных разностей с использованием неявной разностной схемы в условиях исходного равномерного и неравномерного распределения температуры по сечению металла. Расчеты коэффициентов теплоотдачи конвекцией и излучением, теплофизических параметров нагреваемого металла для исследуемых печей, заготовок и схем их укладки, проведены с использованием математического пакета MathConnex (часть МаthСаdPro).

1. Голубева Н. В. Математическое моделирование систем и процессов : учебное пособие. — СПб. : Лань, 2013. — 192 c.
2. Жирков А. М., Подопригора Г. М., Цуцунава М. Р. Математическое моделирование систем и процессов : учебное пособие. — СПб. : Лань КПТ, 2016. — 192 c.
3. Белов В. В. и др. Компьютерное моделирование и оптимизирование составов композиционных строительных материалов. — М. : АСВ, 2015. — 262 c.
4. Афонин В. В., Федосин С. А. Моделирование систем : учебно-практическое пособие. — М. : Интуит, 2016. — 231 c.
5. Гусенкова Н. П. Совершенствование режимов нагрева насыпных садок в термических печах: дис. … канд. техн. наук. — Иваново, 2000. — 177 с.
6. Ефименко Н. И. Улучшение качества нагрева садки и топливо использования в камерных термических печах периодического действия: дис. … канд. техн. наук. — Днепропетровск, 1984. — 202 с.
7. Пат. 722964 РФ. Способ нагрева массивной садки металла в камерных печах периодического действия / Бербенев В. И., Кудрин Н. А., Петров Н. Ф., Рябоконь Л. А., Энно И. К., Яшкин А. В. ; заявл. 21.12.78; опубл.
25.03.80, Бюл. № 11.
8. El Fakir O., Wang L., Balint D., Dear J. P., Lin J., Dean T. A. Numerical study of the solution heat treatment, forming, and in-die quenching (HFQ) process on AA5754 // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2014. Vol. 87. P. 39–48.
9. Su B., Han Z., Zhao Y., Shen B., Xu E., Huang S., Liu B. Numerical simulation of microstructure evolution of heavy steel casting in casting and heat treatment processes // ISIJ International. 2014. Vol. 54, Iss. 2. P. 408–414.
10. Zhou S., Song B., Xue P., Cai C., Liu J., Shi Y. Numerical simulation and experimental investigation on densification, shape deformation, and stress distribution of Ti6Al4V compacts during hot isostatic pressing // The
International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017. Vol. 88, Iss. 1-4. P. 19–31.
11. Guo Z., Zhou J., Zhang D., Li Y., Yin Y. Numerical simulation of the through process of aerospace titanium alloy casting filling, solidification, and hot isostatic pressing // 8th International Conference on Physical and
Numerical Simulation of Materials Processing (ICPNS), 14–17 October 2016, Seattle, Washington.
12. Wang H., Li G., Lei Y., Zhao Y., Dai Q., Wang J. Mathematical heat transfer model research for the improvement of continuous casting slab temperature // ISIJ International. 2005. Vol. 45, Iss. 9. P. 1291–1296.
13. Jang J. H., Lee D. E., Kim M. Y., Kim H. G. Investigation of the slab heating characteristics in a reheating furnace with the formation and growth of scale on the slab surface // International Journal of Heat and Mass
Transfer. 2010. Vol. 53, Iss. 19-20. P. 4326–4332.
14. Крючков О. Б., Иванов А. С., Кострюков А. С. Компьютерное моделирование для анализа температурных полей в нагреваемых металлических заготовках // Известия ВолгТУ. Серия «Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении». 2014. Вып. 9. № 9(136). C. 127–129.
15. Крючков О. Б. Использование физического моделирования для определения температурного поля в заготовке // Известия вузов. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 1. С. 12–20.
16. Крючков О. Б., Габельченко Н. И., Маленко П. И., Саранин Л. Г. Использование математического пакета MathConnex для теплотехнического расчета нагревательных печей // Черные металлы. 2019. № 12. С. 52–60.
17. Мастрюков Б. С. Теория, конструкция и расчеты металлургических печей. В 2-х т. Т. 2. Расчеты металлургических печей. — М. : Металлургия, 1986. — 376 с.
18. Корягин Ю. Д., Ильичев В. Л. Расчет тепловых потерь через многослойную футеровку термических печей : учебное пособие. — Челябинск : Издательский центр ЮУрГУ, 2016. — 36 с.
19. Кривандин В. А., Марков Б. Л. Металлургические печи. — М. : Металлургия, 1977. — 464 с.
20. Семенов Е. И. Ковка и штамповка : справочник в 4-х т. — М. : Машиностроение, 1985. — 464 с.
21. Макуров С. Л., Силкин Д. В. Новый комплексный метод исследования процесса затвердевания стального слитка // Вiсник Приазовського державного технічного університету. Серія «Технічні науки». 2014. Вип. 28. С. 43–47.
22. Кабишов С. М., Трусова И. А., Ратников П. Э., Корнеев С. В. Определение границ двухфазной зоны углеродистых и легированных сталей // Литье и металлургия. 2015. № 2(79). C. 82–88.