Повышение энергоэффективности широкополосной горячей прокатки на основе исследования системы "инструмент - заготовка" с подачей технологической смазки

• Автор: Ярославцев, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ШИРОКОПОЛОСНОЙ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ
1Л. Анализ состояния рынка и динамики изменения объемов производства горячекатаных полос
1.2. Анализ известных способов для повышения энергоэффективности широкополосной горячей прокатки
1.3. Роль смазочного материала в технологии производства горячего проката. Общая характеристика и классификация смазочных материалов

1.4. Технологии и оборудование подачи смазочных материалов

1.5. Обзор существующих математических моделей для описания взаимодействия системы «инструмент - заготовка» при горячей прокатке
1.6. Анализ известных подходов для определения и выбора расхода смазочных материалов

1.7. Цель и постановка задач исследования

2. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЯ ПОЛОСЫ В ОЧАГЕ ДЕФОРМАЦИИ
2.1. Определение влияния системы подачи технологической смазки на основные технологические параметры процесса горячей прокатки
2.2. Статистическая оценка влияния СМ на изменение энергосиловых параметров процесса горячей прокатки
2.3. Определение влияние смазочного материла на энергосиловые параметры процесса прокатки на основе напряженно-деформированного
состояния в очаге деформации
2.4. Определение контактного взаимодействия системы «рабочий -опорный валок» при подаче СМ
2.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ:
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФРИКЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАБОЧИЙ - ОПОРНЫЙ ВАЛОК, С УЧЕТОМ ПОДАЧИ СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА
3.1. Экспериментальное определение влияния внешних факторов на контактное взаимодействие системы «рабочий - опорный валок» при подаче смазочного материала
3.2. Исследование влияния СМ на изменение параметров шероховатости и износа рабочих валков станов горячей прокатки
3.2.1. Влияние параметров шероховатости валков на реализацию контактного взаимодействия системы «рабочий - опорный валок» при подаче СМ
3.2.2. Статистическая оценка влияния СМ на изменение параметров шероховатости
3.2.3. Аналитическое определение режима трения в системе «рабочий -опорный валок» при подаче СМ
3.3. Разработка методики для определения рекомендуемой вязкости смазочного материала
3.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ:
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОДАЧИ СМ НА СТАНАХ ШИРОКОПОЛОСНОЙ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ
4.1. Математическая модель расчета расхода смазочного материала при горячей прокатки
4.1.1. Аналитический расчет объема смазочного материала находящегося во входной и выходной зонах межвалкового контакта
4.1.2. Определение общего расхода смазочного материала при горячей прокатке
4.2. Проверка адекватности модели расчета расхода смазочного материала для условий горячей прокатки
4.3. Совершенствование конструкции системы подачи технологической смазки для смазывания опорных валков станов горячей прокатки
4.4. Внедрение результатов исследования на НШСГП 2000 ОАО «ММК»
4.5. Расчет экономического эффекта от снижения удельного расхода электроэнергии
4.6. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ:
4.7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Технологические параметры: скорость прокатки (V, м/с),
диаметры валков (Б, мм), угол установки коллектора подачи СМ (/?, град.), длина бочки валка (Ь, мм).
2. Реологические параметры инструмента и СМ: предел текучести металла {от ,МТ1а), динамическая вязкость (р0, Па ■ с), пьезокоэффициент вязкости {а, мм2 ■ 10/Н);
3. Расчетные параметры: толщина пленки СМ на участке адгезии
(ка,мкм) (и расход СМ на данном участке ((}ал/мин), параметры
микрогеометрии поверхности опорного валка (Яа, Яг);
4. Базовые коэффициенты: коэффициент базовой толщины СМ в контакте [10, 24] (Ь%), коэффициент шероховатости поверхности валка [61] (кш = 0,1).
Зависимость (1.22) была получена в известной работе [4], где автор предложил уравнение расхода СМ для снижения Мдв. Но в своей работе, автор не раскрыл следующие аспекты:
1. Не дал объяснения изменению напряженно-деформированного состояния полосы в очаге деформации с учетом подачи СМ.
2. Не было учтено распределение расхода СМ по длине бочки валка, а также влияние трибологических параметров и свойств СМ на общий расход по клетям.
1.7. Цель и постановка задач исследования
Из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что в последнее время наблюдается тенденция к увеличению выпуска металла обладающего высокими прочностными свойствами (оо>100МПа). Вследствие чего, на станах горячей прокатки наблюдается существенная загрузка оборудования, что ведет к увеличению энергосиловых параметров процесса прокатки. Одним из способов снижения энергосиловых характеристик является использование в технологическом процессе прокатки систем подачи технологических смазок. В 2008 году в условиях НШСГП 2000 была смонтирована, опробована и введена в эксплуатацию СТС. По экспериментальным значениям, были построены и графически отображены