Повышение качества холоднокатаной полосы на основе моделирования контактных процессов с использованием элементов теорий колебания и эластогидродинамики

• Автор: Наконечный, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 145 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение
1. Направления исследований и работы по повышению
качества холоднокатаного проката
1.1. Требования к производству холоднокатаного листа
1.1.1. Технологическая последовательность производства полосы
1.1.2. Смазочно-охлаждающие жидкости в прокатном производстве
1.2.Актуальность проблемы качества
1.3. Факторы, влияющие на разнотолщинность холоднокатаного листа
1.3.1. Жесткость технологического оборудования
1.3.2. Качество подката
1.3.3. Прокатные валки
1.4. Влияние технологической смазки на процесс деформации металла и толщину проката
1.5. Цели исследований. Постановка задачи исследования
2. Теоретическое исследование факторов, определяющих качество проката в очаге деформации
2.1. Описание формирования продольной разнотолщинности полосы
2.2. Колебательные процессы, влияющие на размеры очага деформации
2.3. Деформация стыков компонентов силового привода рабочей нажимного механизма рабочей клети
2.4. Влияние характеристик валков на объем очага деформации
2.5. Описание контакта валка и деформируемого металла с использованием эластогидродинамической теории
3. Построение и адаптация модели стабилизации очага деформации
3.1. Формирование модели. Построение связей прямых и обратных. Блок-схема модели
3.2. Адаптация модели
3.3. Исследование восприимчивости модели к способам управления
4. Экспериментальное исследование модели стабилизации очага деформации
4.1. Разработка метода измерения толщины распределенного по плоскости слоя СОЖ
4.2. Проверка модели в промышленных условиях
4.3. Применение разработанного алгоритма для коррекции настроек
стана холодной прокатки
Общие выводы
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Создание высокорентабельного металлургического производства определяется комплексом факторов как организационного, так и технологического направления. Вместе с этим существует экономически обоснованная тенденция к развитию так называемого “четвертого передела” производства высококачественной металлургической продукции: различные виды холоднокатаного проката, проката с металлическим покрытием поверхности.
Потребители холоднокатаного листа предъявляют требования точности размеров, высокой планшетности, отсутствию поверхностных дефектов, однородности физико-механических свойств, обеспечивающих качественную переработку проката.
Важной характеристикой качества холоднокатаного листа является точность его геометрических размеров: разнотолщинность, плоскостность, шероховатость поверхности и т.п. Повышение точности размеров позволяет улучшить качество изделий и эксплуатационные показатели машин, обеспечить экономию металла в процессе дальнейшей переработки. Оптимальная шероховатость способствует улучшению штампуемости металла, адгезии к покрытиям и виду поверхности после грунтовки, окрашивания, или нанесения покрытия.
Одним из путей повышения точности размеров проката является уменьшение разнотолщинности и повышение плоскостности листа на основании учета влияния наибольшего количества влияющих факторов. Так, например, важно учитывать упругие деформации технологического оборудования, а также как их следствие, колебания валковой системы. В процессе холодной прокатки в результате упругого сжатия валков и полосы дуга контакта значительно возрастает по сравнению с номинальной. Это приводит к изменению величины и характера распределения контактных

поверхности, является граничным слоем с кристаллической структурой. В случае жидких смазочных материалов наличие сплошной пленки еще не свидетельствует о гидродинамическом трении, потому что вязкость масел при высоких давлениях возрастает настолько, что тонкая пленка не проявляет свойств жидкости, особенно при высоких скоростях скольжения. Можно говорить о псевдо гидродинамической смазке, которая переходит в гидродинамическую, если толщина пленки достаточно велика, а давление мало. Жидкие смазочные материалы, при слое толщиной порядка 2 мкм в условиях прокатки допустимо описывать с применением описания контакта в условиях граничного трения [98]. На толщину слоя смазки влияет только ее вязкость, давление и скорость скольжения. Поэтому толстые пленки смазки могут получаться при применении загущенных и вязких масел, которые как граничная смазка могут быть хуже менее вязких. Таким образом, по физическим свойствам и способу описания контакт характеризуют граничным трением, а по сути находящихся в паре трения тел - жидкостным, т.е. жидкость при высоких давлениях проявляет свойства твердого тела. Авторы подобной теории допускают для расчета толстых, «густых» пленок гидродинамическую модель [23]. Полагая, что по всей длине дуги контакта имеет место жидкостное трение, принимается в основе расчета обобщенное уравнение Рейнольдса из которого интегрированием получено:
^ = ^(°,55СмГо + ов;-ч), (1 7_)
ёх §см
где q - константа интегрирования, равная секундному объему смазочного материала; 8СМ - толщина смазочной пленки; ов- окружная скорость валков; о - скорость полосы; ц - динамическая вязкость смазки.
При расчете сделаны следующие допущения: принята абсолютная пластичность полосы, постоянство толщины смазочной пленки по дуге контакта, температурный фактор не учитывается, вязкость смазочного материала принята постоянной.