Оптимизация формы вытяжных калибров по критерию эффективности деформации с целью энергосбережения

• Автор: Калугина, Ольга Борисовна
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ
ЕЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ И ОЦЕНКИ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ В ПРОЦЕССАХ СОРТОВОЙ ПРОКАТКИ
1.1. Применение методов оптимизации и теории оптимального управления для решения задач ОМД
1.2. Методы определения показателей формоизменения при сортовой прокатке
1.3. Выводы, постановка цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА УТОЧНЕННОЙ МЕТОДИКИ ДЛЯ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ
2.1. Выбор формулы определения формоизменения при прокатке в калибрах
2.2. Анализ области применения «базовой» формулы расчета коэффициента вытяжки
2.3. Определение регрессионной зависимости поправочного коэффициента от параметров очага деформации
2.4. Разработка программного обеспечения для моделирования процесса прокатки на сортовых станах
2.5. Сравнительный анализ результатов расчета уширения по различным формулам
2.6. Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ ФОРМЫ КАЛИБРОВ СОРТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ
ПО КРИТЕРИЮ МАКСИМУМА ЭФФЕКТИВНОСТИ КАЛИБРОВКИ 53 ЗЛ. Постановка задачи оптимизации калибровки сортовых профилей
3.2. Разработка алгоритма численного решения задачи оптимизации
3.3. Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КАЛИБРОВКИ ВАЛКОВДЛЯ СТАНА 370 ОАО «ММК» НА ОСНОВЕ МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ ФОРМЫ ВЫТЯЖНЫХ КАЛИБРОВ
4.1. Краткая техническая характеристика основного
и вспомогательного оборудования стана 370 ОАО «ММК»
4.2.Решение задачи оптимизации формы калибров
для клетей 1-10 стана 370
4.3. Построение чертежей калибровки по результатам численного моделирования для вытяжных клетей стана 370
4.4. Расчет возможного экономического эффекта
от внедрения разработанной калибровки
4.5. Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Энергоэффективность и энергосбережение входят в пятерку приоритетных направлений технологического развития, сформулированных президентом России в 2009 году. К 2020 году страна планирует сократить потребление первичной энергии на 40% по сравнению с показателями 2007 года.
Производство сортового проката характеризуется большим количеством и разнообразием входящих в него профилей, сложной структурой сортамента.
Расширение сортамента сортопрокатного производства позволяет более полно и рационально использовать все виды сырья, а также повысить степень экономической устойчивости производства проката. Повышение эффективности производства достигается в том числе и комплексом мер, направленных на снижение издержек. Для снижения себестоимости продукции необходима разработка и реализация мероприятий, направленных на энергосбережение производства.
Существует несколько путей снижения энергоемкости производства при горячей сортовой прокатке: уменьшение рабочей температуры, оптимизация скоростных режимов и режимов деформации, направленная на уменьшение количества проходов. Для достижения этой цели, уже на стадии проектирования технологического процесса при обновлении сортамента, необходимо производить направленный поиск оптимальных калибровок профилей, провести большое количество предварительных оценок и расчетов. Необходим сравнительный анализ для определения формоизменений металла и размеров калибров при прокатке по различным схемам, для оценки системы калибров по вытяжной способности и затратам энергии на прокатку, для определения критериев оптимальности калибровки валков. При этом очень важным моментом является быстродействие используемых алгоритмов и методик, поскольку именно от быст-

Наиболее существенно влияние на уширение оказывает ширина очага деформации. Было исследовано влияние ширины полос и методом наименьших квадратов получены нелинейные зависимости второго порядка поправочного коэффициента от ширины полосы [99]. Однако заметно и влияние толщины раската, или высоты очага деформации на формоизменение. Влияние параметра высоты очага деформации на функцию формы носит предположительно нелинейный характер.
Чтобы формализовать эту зависимость, необходимо выполнить нелинейный множественный регрессионный анализ данных, полученных на основе серии экспериментов.
2.3. Определение регресссионной зависимости поправочного коэффициента от параметров очага деформации
Для количественного определения поправочного коэффициента к «базовой» формуле расчета формоизменения были обработаны фактические данные, полученные при прокатке на гладких валках и в калибрах на сортовых станах — 250, 370 и 450 Магнитогорского металлургического комбината. Всего было
проанализировано около 200 очагов деформации с отношениями

(0,4 -г 3,25) и отношением — = (ОД -ь 0,87). Эти показатели охватывают

весь диапазон соотношений длины очага деформации к ширине и к высоте при прокатке в черновых клетях для всего сортамента сортовых станов ОАО «ММК» (табл. 2.2).