Разработка и внедрение в производство устройств термоупрочнения проката регулируемым охлаждением на основе анализа процессов теплообмена

• Автор: Эйсмондт, Константин Юрьевич
• Шифр специальности: 05.16.01, 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Производство и потребление толстого листа в России и мире

1.1.1 Трубопроводный транспорт

1.1.2 Применение толстолистового проката в других отраслях

1.2 Стали для толстолистового проката и технологии их упрочнения

1.2.1 Требования к сталям для магистральных труб большого диа метра

1.2.2 Основные технологические направления повышения свойств толстолистового проката

1.2.3 Термическая обработка со специального нагрева

1.3 Теплообмен при водяном охлаждении проката

1.3.1 Основные закономерности кипения воды на высоконагретых поверхностях

1.3.2 Теплообмен при охлаждении высоконагрстых тел в объме жидкости.

1.3.3 Теплообмен при струйном охлаждении проката. Влияние режимных и конструктивных параметров на интенсивность
и равномерность струйного охлаждения
1.4 Устройства регулируемого охлаждения и закалки толстого листа
1.5 Выводы и задачи исследования
2 РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К УСТРОЙСТВАМ УСКОРЕННОГО КОНТРОЛИРУЕМОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
2.1 Технологические требования
2.2 Требования к конструкции устройства
2.3 Требования к системе управления и КИП
2.4 Выводы
3 МЕТОДИКА АНАЛИЗА ПРОЦЕССА ТЕПЛООБМЕНА ПРИ УСКОРЕННОМ ОХЛАЖДЕИИ ТОЛСТОГО ЛИСТА И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Постановка задачи и выбор методик исследования
3.2 Расчет температурного поля в листе при ускоренном и естественном охлаждении математическая постановка задачи
3.3 Методика обработки результатов промышленных исследований
3.4 Выводы
4 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ УСКОРЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ТОЛСТОГО СТАЛЬНОГО ЛИСТА ПОСЛЕ СПЕЦИАЛЬНОГО НАГРЕВА В ПОТОКЕ СТАНА МК АЗОВСТАЛЬ И ИХ ВНЕДРЕНИЕ
4.1 Теплофизический анализ процесса ускоренного охлаждения тол стого стального листа
4.2 Конструктивные и режимные параметры устройства ускоренного охлаждения после роликовой печи
4.3 Исследование опытнопромышленных и промышленных устройств. Разработка рекомендаций по их модернизации.
4.3.1 Методика исследования
4.3.2 Результаты исследований опытнопромышленных устройств
4.3.3 Результаты исследований промышленных устройств
4.3.4 Анализ работы реконструированных устройств
4.4 Стендовые исследования гидравлических параметров раздающих коллекторов изменнной конструкции
4.5 Разработка параметров и исследование модернизированных уст 5 ройств ускоренного охлаждения
4.6 Выводы
5 ОСВОЕНИЕ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛИРУЕМОГО ОХЛАЖДЕНИЯ 2 И ОТРАБОТКА РЕЖИМОВ ТЕРМОУПРОЧНЕНИЯ ТОЛСТЫХ ЛИСТОВ В ПОТОКЕ СТАНА ЧерМКОАО СЕВЕРСТАЛЬ
5.1 Конструктивные параметры устройства контролируемого охлажде 2 ния
5.2 Определение теплотехнических характеристик устройства контро 7 лируемого охлаждения. Разработка режимов прерванного охлаждения
5.3 Исследование равномерности охлаждения по площади широких 2 листов
5.3.1 Исследование равномерности раздачи воды по ширине листа
5.3.2 Исследование равномерности охлаждения по ширине листа 7 5. Анализ работы системы автоматизированного управления процес
сом ускоренного охлаждения
5.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


По прогнозам экспертов 1, , в году потребление толстого листа на внутреннем рынке вырастет до 6,2 млн. Потребность в ТБД прямошовных и спиралошовных с учетом строительства новых и реновации действующих трубопроводных систем может составить около 3,3 млн. По более скромным прогнозам потребность трубников в широком листе для одношовных труб диаметром . Поэтому как действующий стан ЧерМКОАО Северсталь, так и вновь построенные и планируемые к строительству станы должны быть ориентированы на более разнообразный ассортимент широкого толстого листа, используемого в других отраслях при сохранении большей части повышенных требований по механическим, технологическим и специальным свойствам толстолистовых проката. Российский внутренний рынок в г. ТБД, 0 внутреннего производства которых обеспечивали Волжский трубный завод ВТЗ, который входит в состав Трубной металлургической компании ТМК, Челябинский трубопрокатный завод группа ЧТПЗ и Выксунский металлургический завод входит в состав Объединенной металлургической компании ОМК. В г. Ижорский трубный завод входит в состав ОАО Северсталь. Всего в г. России произведено около 1,6 млн. ТБД 1, 3, . Большая часть этих труб закупается Газпромом и Транснефтью для строительства магистральных газо и нефтепроводов. Ыа . СевсроЕвропейского газопровода и нефтепровода Восточная Сибирь Тихий океан. Магистральный трубопроводный транспорт является важнейшей составляющей топливноэнергетического комплекса России. Он играет ключевую роль в обеспечении потребностей общества и всей экономики в энергоресурсах. Доля ТЭК в объеме промышленной продукции в прошлом году составила почти . По магистральным трубопроводам перемещается 0 добываемого газа, добываемой нефти, более 5 продукции нефтепереработки. Однако действующая в России система магистральных трубопроводов начала создаваться более лет назад. Из 0 трубопроводов, которые эксплуатируются в настоящее время, только 9 газопроводов и 3 нефтепровода были построены в прошлом десятилетии. Свыше газопроводов введены в строй до года. Более половины магистральных нефтепроводов были построены до года и давно отработали свой амортизационный срок, который составляет года. При любых вариантах развития ТЭКа трубопроводному транспорт необходимо обеспечить надежную и безопасную работу. Газпром и Транснефть ведут работы по диагностике и последующему восстановлению трубопроводов. Но это выборочные ремонты только самых опасных дефектов. Устранение их основной массы переносится на отдаленные сроки. Но обновление в объеме 0,5 в год не обеспечивает безопасной эксплуатации трубопроводов. Реально необходимая потребность ежегодного обновления 5. С каждым годом эта потребность будет только увеличиваться. То есть отложенный спрос ремонтных работ растет, а вместе с ним возрастает риск увеличения количества аварий. Другая, не менее важная проблема, недостаток существующих транспортных мощностей, а потому в повестке дня стоит разработка новых экспортных направлений. В связи с освоением разведанных газовых и нефтяных месторождений будет возрастать и потребность в трубах. Согласно программе Энергетическая стратегия России до года отечественному нефтегазовому комплексу для его стабильного развития необходимо 0. В . ВосточноСибирского нефтепровода дефицит транспортных мощностей составлял . Дефицит газотранспортных мощностей Газпрома в связи с возрастающими поставками с месторождений Заполярья в году составил млрд. Такой серьезный дефицит мощностей требует значительного увеличения объемов как реконструкции, так и строительства нефтегазотранспортных систем. Как показывает анализ расположения нефтегазовых месторождений в России Ямал, Восточная Сибирь, Дальний Восток, морские месторождения в северных широтах и перспективных программ их освоения, дальнейшее развитие самого перспективного трубопроводного транспорта связано со строительством сверхдальних нефтегазопроводов как в западном, так и в восточном направлениях . Уже сейчас в России эксплуатируются участки газопроводов на МПа и более, в частности, уникальный переход через Черное море длиной 0 км и диаметром 0 мм на давление МПа.