Повышение эффективности процессов прокатки и точности сортовых профилей на основе совершенствования технологии с использованием структурно-матричных моделей

Повышение эффективности процессов прокатки и точности сортовых профилей на основе совершенствования технологии с использованием структурно-матричных моделей

Автор: Тулупов, Олег Николаевич

Шифр специальности: 05.16.05

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2001

Место защиты: Магнитогорск

Количество страниц: 404 с. ил

Артикул: 2278695

Автор: Тулупов, Олег Николаевич

Стоимость: 250 руб.

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОКАТКИ И ТОЧНОСТИ РАЗМЕРОВ СОРТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ.
1.1. Известные методы моделирования формоизменения и расчета калибровки валков при сортовой прокатке.
1.1.1. Основные подходы к аналитическому моделированию формоизменения металла.
1.1.2. Известные методы описания параметров формоизменения при прокатке в калибрах
1.1.3. Основные известные методы расчета калибровки валков
1.2. Подходы к оценке эффективности технологических схем производства сортового проката.
1.3. Проблемы обеспечения точности сортовых профилей
1.3.1. Проблемы точности геометрических размеров в различных процессах сортовой прокатки
1.3.2. Технические решения по обеспечению точности геометрических размеров сортового проката.
1.4. Анализ существующих моделей и подходов, используемых при решении задач управления технологическими режимами сортовой прокатки
1.4.1. Современные зребования к адаптивным моделям
1.4.2. Опыт применения адаптивных моделей при решении задач управления технологическими режимами прокатки .
1.5. Постановка целей и задач исследования
2. СТРУКТУРНОМАТРИЧНЫЙ ПОДХОД К РАЗРАБОТКЕ АДАПТИВНЫХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ ОМД.
2.1. Основные положения структурноматричного подхода.
2.2. Принципы структурноматричного описания профилей
и технологических схем прокатки
2.3. Использование математического аппарата векторных пространств в структурноматричном подходе к моделированию формоизменения металла в калибрах
2.3.1. Контурная матричная модель формоизменения металла в калибрах.
2.3.2. Определение геометрических и кинематических параметров формоизменения.
2.3.3. Использование шаровой и девиаторной составляющих матрицы формоизменения.
2.3.4. Уровневая структура моделирования формоизменения .
2.4. Использование норм и метрик в в структурноматричном подходе для анализа процессов формоизменения.
2.5. Адаптация структурноматричных моделей к различным видам
решаемых задач
2.6. Выводы по главе 2.
3. МАТРИЧНЫЕ МОДЕЛИ КАЛИБРОВКИ ВАЛКОВ.
3.1. Статистические исследования матричной модели для различных систем калибров.
3.2. Оценка параметров конечного формоизменения при матричном моделировании калибровки.
3.3. Разработка критериев оценки процесса формоизменения в калибрах различной сложности.
3.3.1. Матричные критерии оценки эффективности
формоизменения.
3.3.2. Критерии оценки точности и стабильности формоизменения
3.3.3. Особенности матричных критериев оценки формоизменения для фланцевых профилей на примере равнополочной угловой стали
3.4. Методика оценки работы формоизменения в матричных моделях
3.4.1. Разработка методики определения работы формоизменения при прокатке в калибрах
3.4.2. Связь критерия технологичности и работы формоизменения
3.5. Разработка методики расчета усилия прокатки в калибрах, учитывающей геометрические особенности очага деформации
3.5.1. Применение структурноматричного описания для уточнения инженерных методов расчета усилия прокатки.
3.5.2. Определение параметров очага деформации при прокатке в калибрах.
3.5.3. Уточненный расчет полей нормальных давлений металла на валки при прокатке в калибрах
3.6. Выводы по главе
4. АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПРОКАТКИ ПРОСТЫХ И ФАСОННЫХ ПРОФИЛЕЙ
4.1. Краткая характеристика программного обеспечения, разработанного для исследования и совершенствования калибровки.
4.2. Исследование технологичности формоизменения в системах двух и многовалковых калибров простой формы
4.2.1. Исследование и классификация технологичности систем двухвалковых вытяжных калибров
4.2.2. Особенности оценки технологичности в четырехвалковых вытяжных калибрах
4.3. Исследование и совершенствование процессов формоизменения в калибрах черновых групп сортовых станов.
4.3.1. Примеры совершенствования калибровки валков сортовых станов с использованием пакета программ Калибровщик
4.3.2. Применение разработанной модели и программных средств для анализа вариантов калибровок валков при их совершенствовании.
4.3.3. Анализ усовершенствованных калибровок с применением коэффициентов технологичности формоизменения в отдельных вытяжных калибрах и коэффициента кантовки
4.4. Определение и анализ технологичности формоизменения в различных процессах ОМД.
4.5. Моделирование и совершенствование технологической схемы прокатки блюмов из непрерывнолитых слябов в условиях ММК
4.5.1. Основные проблемы современного производства блюмов
4.5.2. Совершенствование схемы прокатки с использованием матричных характеристик энергозатрат на формоизменение.
4.6. Моделирование и исследование различных схем калибровок валков для прокатки угловой стали
4.6.1. Исследование действующих технологических схем прокатки угловой стали.
4.6.2. Анализ известных эмпирических методов расчета калибровки угловой стали.
4.7. Использование математической модели калибровки при разработке рациональной схемы прокатки угловой стали малого размера на стане ММК.
4.8. Совершенствование калибровки в сквозной технологической схеме прокатки равнополочной угловой стали среднесортного стана УМЗ.
4.8.1. Анализ проблем стабильности формоизменения при получении равнополочной угловой стали.
4.8.2. Адаптивная математическая модель технологической схемы
прокатки на стане УМЗ
4.8.3. Исследование действующей технологической схемы прокатки
угловой стали .
4.8.4. Совершенствование калибровки валков с целью стабилизации формоизменения при прокатке уголка
4.8.5. Рекомендации по расширенному использованию разработанной модели для автоматизированного анализа технологических схем прокатки
4.9. Выводы по главе 4.
5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТРУКТУРНОМАТРИЧНОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ СЛУЧАЯ ПРОКАТКИ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ .
5.1. Исследование неравномерности формоизменения в калибрах при помощи структурноматричной модели
5.1.1. Распределенные показатели неравномерности формоизменения .
5.1.2. Интегральные показатели неравномерности формоизменения
5.1.3. Исследование закономерностей неравномерности формоизменения в различных системах калибров.
5.1.4. Методика построения контуров двух и четырехвалковых калибров с минимизацией неравномерности формоизменения
5.2. Снижение неравномерности формоизменения при анализе и совершенствование технологической схемы прокатки сталемедной катанки.
5.2.1. Существующая технология получения сталемедной катанки.
5.2.2. Исследования систем двухвалковых калибров для прокатки сталемедной катанки
5.2.3. Совершенствование калибровки чистовой группы стана 0 МММЗ.
5.3. Промышленное опробование разработанной схемы калибровки при прокатке сталемедной катанки на стане 0 МММЗ
5.3.1. Методика и объем экспериментальных исследований и обработки данных.
5.3.2. Анализ результатов промышленного эксперимента
5.4. Выводы главе 5.
6. РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОЙ МОДЕЛИ НАСТРОЙКИ НЕПРЕРЫВНЫХ ГРУПП КЛЕТЕЙ СОРТОВЫХ СТАНОВ
6.1. Математическое моделирование настройки.
6.1.1. Основные принципы построения математической модели
6.1.2. Разработка итерационного метода настройки клетей
6.1.3. Разработка метода расчета контура калибра при изменении межвалкового зазора
6.2. Учет основных технологических параметров в математической модели настройки стана.
6.2.1. Матричное представление износа калибров
6.2.2. Моделирование влияния температуры прокатки, марки стали и диаметров валков на формоизменение и настройку стана.
6.3. Построение адаптивной математической модели настройки клетей непрерывных групп.
6.3.1. Структура математической модели.
6.3.2. Предварительная оценка точности работы модели.
6.4. Варианты практического применения разработанной модели в адаптивной системе настройки стана
6.4.1. Условия, необходимые для функционирования модели на стане
6.4.2. Способы адаптации модели для использования в условиях промышленного стана
6.4.3. Вариант частичного задействования модели в управлении настройкой стана режим I
6.4.4. Вариант полного задействования модели в управлении настройкой стана режим I.
6.5. Взаимосвязь разработанной модели настройки с системой регулирования минимального натяжения
6.5.1. Целесообразность связи разработанной модели настройки с другими способами стабилизации размеров профиля
6.5.2. Алгоритм взаимодействия адаптивной модели настройки и системы минимальных натяжений при настройке стана
6.6. Выводы по главе 6.
7. ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ АДАПТИВНОЙ МОДЕЛИ
НАСТРОЙКИ ПРИ АНАЛИЗЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ И
УПРАВЛЕНИИ НАСТРОЙКОЙ В ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ
7.1. Тестирование модели настройки.
7.2. Применение модели для исследование режимов настройки непрерывных групп клетей
7.2.1. Применение модели для определения рациональных режимов настройки в различных непрерывных iiix стана 0 БМК.
7.2.2. Универсальная методика анализа калибровки, компоновки оборудования и конфигурации исполнительных механизмов стана
7.3. Адаптация структурноматричной модели формоизменения к условиям промежуточных групп стана 0 БМК.
7.4. Исследование формоизменения подката перед блоком стана 0 БМК и разработка режимов настройки калибров промежуточных
групп.
7.4.1. Исследование износа калибров промежуточных групп стана 0 и его влияния на ширину подката перед блоком
7.4.2. Исследование влияния диаметров валков на ширину раската в непрерывных группах.
7.4.3. Исследование влияния марки стали на ширину подката перед блоком
7.5. Выводы по главе 7.
8. СТАБИЛИЗАЦИЯ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ
СОРТОВОЙ ПРОКАТКЕ
8.1. Основные причины нестабильности геометрических характеристик
профиля по длине раската на проволочных станах.
8.2. Стабилизация геометрических параметров раската с применением
технологии дифференцированного охлаждения на стане ММК
8.2.1. Технологические особенности стана в современных условиях.
8.2.2. Исследование геометрических параметров катанки на стане ММК
8.2.3. Использование адаптивной математической модели формоизменения для исследования влияния температуры прокатки на поперечное формоизменение раската
8.2.4. Разработка и промышленное внедрение технологии дифференцированного охлаждения для повышения точности прокатки катанки.
8.2.5. Исследование технологии дифференцированного охлаждения в промышленных условиях
8.3. Стабилизация геометрических параметров промежуточного раската с
ирименем дифференцированного обжатия на стане 0 БМК
8.3.1. Оценка характера разноширинности подката перед чистовым блоком по длине
8.3.2. Исследование влияния настройки калибров непрерывных промежуточных групп на ширину подката перед блоком
8.3.3. Разработка и внедрение метода дифференцированной настройки калибров промежуточной группы по длине раската.
8.4 Выводы по главе
Заключение.
Библиографический список.
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ


Известные конструкции проволочных блоков фирм I, , II, и 6,9 объединяет использование группового привода клетей. Так, блоки фирмы обычно состоят из распределенного редуктора, валковых головок и консольно закрепленных валков диаметром 0 мм оси валков попеременно наклонены под углом к горизонтальной плоскости 6,1. Практика эксплуатации проволочного стана 0 БМК 2 показывает, что в условиях изменяющихся технологических параметров прокатки групповой привод с жесткой кинематической связью, рассчитанной на прокатку с небольшими натяжениями, ведет к возникновению продольных усилий между клетями блока, неравномерной их загрузке и снижению точности и стабильности чистовой прокатки. Проблема точности и стабильности размеров подката перед чистовым блоком должна быть рассмотрена отдельно, поскольку даже при обеспечении рациональных параметров прокатки в блоке точность готовой катанки существенно зависит от геометрических размеров сечения подката, сформированного в промежуточных группах клетей. России вышеописанные методы повышения точности прокатки в промежуточных группах мало применимы. Однако регулирование скоростного режима и настройка калибров осуществляются конкретными операторами интуитивно, исходя из личного опыта работы на стане 6,6. Поэтому актуальной является проблема соблюдения точности прокатки в промежуточных группах клетей, связанная с отсутствием единых обоснованных и универсальных принципов и способов настройки непрерывных групп в различных технологических ситуациях. Следует отдельно отметить проблему обеспечения стабильности геометрических размеров сечения раската по длине, характерную для всех непрерывных проволочных станов 4,7. Нестабильность геометрических размеров сечения и механических свойств металла как по длине отдельной, так и для различных заготовок неизбежны. Поэтому прокатку катанки в черновых и промежуточных группах осуществляют со значительными величинами межклетевых натяжений, которые хотя и приводят к существенной нестабильности формоизменения по длине раската, но обеспечивают безаварийное протекание процесса прокатки. Нестабильность размеров, приобретенная профилем в черновых и подготовительных проходах, полностью не снимается в чистовых клетях и по наследству переходит на готовый профиль, проявляясь в отклонениях от предельно допустимых значений, регламентируемых стандартами. Возникающая неравномерность натяжений приводит к избыточному уширению переднего и заднего концевых участков по длине подката. Кроме этого, по данным 4,4,7, на большинстве проволочных станов имеет место заметный перепад температур между передним и задним концами раската, составляющий . С, что соответственно ведет к формированию различного горизонтального диаметра профиля на этих участках. Проблемы обеспечения точности актуальны не только для простых, но и для фланцевых профилей. При прокатке уголков в закрытых калибрах деформация металла протекает со стесненным уширением. Вместе с очевидными плюсами использование схем закрытых калибров угловой стали имеет существенные недостатки, связанные с повышенным расходом валков, неуниверсальностью при прокатке различных размеров уголка, а следовательно, неэффективностью технологической схемы. Поэтому на непрерывных станах, имеющих клети с вертикальным и горизонтальным расположением валков, используется прокатка в открытых калибрах со свободным уширением в горизонтальных клетях и контроль ширины полок в ребровых калибрах вертикальных клетей ,,9. Данный способ обеспечивает универсальность схемы калибровки одни и те же калибры могут применяться для прокатки нескольких профилеразмеров, упрощает форму калибров, увеличивает стойкость валков и уменьшает число проходов. Однако вследствие прокатки со свободным уширением ширина полок готового профиля подвержена существенно большим колебаниям, чем при прокатке в закрытых калибрах. Эффективность контрольных функций ребровых калибров значительно снижается при изменении технологических параметров прокатки, вызывающих колебания уширения в открытых калибрах. Отсюда и основной недостаток второго варианта технологии нестабильность ширины полок.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.196, запросов: 232