Совершенствование процессов прокатки и охлаждения листов из трубных марок сталей на стане-5000

• Автор: Зинягин, Алексей Геннадиевич
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Концепция контролируемой прокатки

1.2. Неравномерность деформации при черновой прокатке с высоким очагом деформации

1.2.1. Литературный обзор по конечно-элементному моделированию процесса прокатки

1.2.1.1.Принципы построения конечно-элементных моделей процесса прокатки

1.2.1.2.Граничные условия

1.3. Литературный обзор по определению величины сопротивления деформации

1.3.1. Анализ методов определения величины
сопротивления деформации
1.3.2. Анализ формул по определению сопротивления деформации
1.3.3. Анализ существующих работ по определению сопротивления деформации сталей класса прочности К
1.4. Эксплуатация установки охлаждения на стане-5
компании ОМК
1.4.1. Обзор существующих методов моделирования охлаждения
листа на отводящем рольганге
1.4.1.1.Коэффициент теплопередачи
1.4.1.2.Учет фазовых превращений
1.5. Выводы по главе

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ СТАЛИ КЛАССА
ПРОЧНОСТИ К
2.1. Испытания на установке Gleeble
2.2. Определение сопротивления деформации стали класса прочности К60 прокаткой
2.2.1. Аппроксимация кривых о(е)
2.3. Сравнение экспериментальных данных с промышленными
2.4. Выводы по Главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ДЕФОРМАЦИЙ ПО ТОЛЩИНЕ ПОЛОСЫ НА
ТОЛСТОЛИСТОВОМ СТАНЕ-5
3.1. Создание модели прокатки на стане 5
3.1.1. Определение коэффициента трения
3.1.2. Определение коэффициента теплопередачи от полосы к валку
3.2. Результаты моделирования
3.2.1. Температура
3.2.2. Распределение эквивалентных деформаций по толщине проката
3.2.3. Неравномерность распределения высотных деформаций
3.2.4. Оптимизация режимов прокатки на стане-5
3.3. Выводы по Главе
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПРОЦЕССА УСКОРЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ЛИСТА
НА СТАНЕ-5
4.1. Введение
4.2. Постановка задачи
4.3. Создание модели

4.3.1. Решение матричных уравнений
4.3.2. Учет граничных условий
4.3.3. Учет фазовых превращений
4.4. Применение и адаптация модели
4.5. Экспериментальное сравнение стратегий с включением
коллекторов подряд и через один
4.6. Результаты работы
4.7. Выводы по Главе 4
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ev - объемная скорость деформации;
F - нагрузка, приложенная к поверхности;
и - вектор скорости.
Как и в предыдущем случае, дискретизация данной задачи стандартными конечно-элементными методами и решением матричных уравнений методом Ньютона-Рафсона, можно получить все параметры процесса деформации
Для описания трения на поверхности материала, в подавляющем большинстве работ используется формула Ли и Кобаяши [37]:
д(.щ) = -и-Ё^ап-Чт1)]-^’ (1Л°)
где ut - вектор скорости; а - константа.
Описание конечно-элементной процедуры для тепловой задачи приводится в третьей главе, однако, поскольку вычисление напряжений зависит от температуры полосы, а температура полосы зависит от деформации (вследствие выделения тепла от деформации), то температурная и деформационная задачи должны решаться совместно итеративным методом.
В статье [38] приводится следующий способ совместного решения деформационной и температурной задачи:
о о (№] |[К] О r{F}|
0 [cT]l{f}j + |o [KT]ll{r}j ({ {Г} - вектор температур, {Q} - суммарный вектор тепловых потоков, (и) -
вектор перемещений, [К] - матрица жесткости, [Кт] и [Ст] - матрицы теплопроводности и теплоемкости.
В статье [39] приводится алгоритм (см. Рис. 1.13) для решения данной задачи.
Методы, использованные в приведенных выше работах, применялись и во многих других трудах [39, 40, 41 и др.] с незначительными различиями. Позже данные методики легли в основу программных комплексов для моделирования методом конечных элементов, таких как Ansys, Deform 3D и др.