Повышение эффективности горячей листовой прокатки за счет разработки и внедрения научно обоснованных технологических решений на основе комплексного экономико-математического моделирования

• Автор: Койнов, Тончо Атанасов
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 303 с.

Содержание
Введение.

Общая характеристика диссертации.

1. Разработка методики и комплексной экоио.мнкомагематнческой модели для исследования и оптимизации процессов горячен прокатки полос

1.1. Разновидности исследовательских и оптимизационных задач

1.2. Виды и целесообразная сложность и точность математических моделей.

1.3. Общее описание алгоритма экономикоматематической модсл

1.4. Подробное описание алгоритма экономикоматематической модели.

1.5. Описание алгоритма для расчета напряжения течения металла

1.6. Алгоритм для расчета формирования микроструктуры металла.

1.7. Порядок использования моделей и программы

1.8. Заключение.
1.9. Основные результаты и выводы по главе 1
2. Исследование и анализ процессов горячей прокатки полос.
2.1. Описание исследованных станов горячей прокатки полос
2.2. Анализ технологических процессов горячей листовой прокатки на основе пассивных экспериментов и расчетов.
2.2.1. Особености горячей прокатки тонких полос
2.2.2. Особености горячей прокатки толстых полос.
2.3. Исследования возможностей управления температурой конца прокатки на ШПСГП.
2.4. Исследование динамики образования продольной разнотолщинности и методов повышения точности прокатки.
2.5. Теоретические и эксперимстнальные исследования формирования структуры металла
2.6. Исследование технологических режимов прокатки полос в черновых группах клетей.
2.7. Анализ технологической эффективности применения экранирования
металла на ШПСГП.
2.8. Системный анализ взаимозависимостей между технологическими
решениями, сортаментом и конструкцией ШПСГП
2.9. Основные результаты и выводы по главе 2
3. Оптимальные решении для повышении эффективности горячей листовой прокатки
3.1. Оптимальные решения для переднего конца полосы.
3.1.1. Разработка алгоритма для отыскания оптимальной начальной
настройки комплекса МНЛЗШГСГП.
3.1.2. Оптимальные технологические решения для комплекса МНЛЗШПСГП ЛМЗ
3.1.3. Оптимальные технологические решения для комплекса СлябингШПСГП КМК.
3.1.4. Оптимизационные исследования для стана i
3.1.5. Оптимизация темперагурнодеформационноскоростных режимов прокатки комплекса печитолстолистовой стан .
3.2. Разработка оптимальных режимов прокатки но длине полосы
3.3. Разработка методики планирования перевалок рабочих валков при
горячей прокатке полос.
3.4. Анализ некоторых характеристик ШПСГП.
3.5. Основные результаты и выводы по главе 3
Основные выводы
Список использованных источников


Определяется нагрузка стана во всех клетях и по длине полосы - усилие (Р), момент (М) и мощность (Ы) прокатки и сила тока (I) в главных приводах. Моделируется изменение толщины полосы. Специальным алгоритмом определяется производительность стана для всех профилеразмеров, устанавливается узкое место стана по производительности, вычисляются себестоимость С и расходы по переделу ПР. Определяется изменение механических свойств металла по его длине и по линии стана, учитывая остаточное упрочнение . Эти параметры вычисляются и для очага деформации. По отдельному агл оритму определяется формирование и изменение структуры металла по линии стана - от печей НИ до выхода из непрерывной группы клетей НГ. Па основе экспериментальных данных проверена адекватность модели реальным условиям работы ШПСГП , , . Ошибка по температуре не превышает °С, а по усилию прокатки Р - %. Введены циклы, с помощью которых можно вычислять параметры технологического процесса для различных деформационно-скоростных режимов прокатки и для различных Вл и Тел. Для расчета сопротивления металла деформации а5 и его изменения по длине полосы и очага деформации применена теория ползучести и механика сложной среды. Ь - (Ь - а)ехр(-В. Ь, Ви Ял - параметры, характеризующие реологические характеристики металла для данной температуры Т. Ь и В описывают граничную кривую уякчения, а Аі и Ал - кривые релаксации. Методика вычисления микроструктурных изменений в металле разработана на основе полученных рядом авторов результатов исследований кручением с программным управлением нагрузкой. И.-универсальная газовая постоянная; Аир- коэффициенты. Ъ - отражает влияние и и Т деформации на накопленную в металле энергию, способную обеспечить рекристаллизацию. КТ)=:А. Т( )=(4,-0,. Твых(К-1,1Ч)). ЖЕХ(К^)=А(. Л0^2'^О(К-1,1Ч)/е,мкм (1. А - коэффициент;! Эта зависимость моделирует нарастание размера зерна в условиях классической рекристаллизации. С помощью экономико-математической модели исследованы технологические режимы для различных: Нел; Тел; Вл; V; схем расположения прокатных клетей и температурно-деформационно-скоростных режимов прокатки. КО=тт1>П=пйп1(Рпо1+1>прО (1. При этом критерии оптимальности создается возможность объединения различных технологических процессов и их сравнивания, для решения более сложных и объёмных оптимизационных задач. КО=ттПР=тш(РП+аКВ), (1. Коп) для нагревательных печей НП при изменении их производительности. ПР=Р(Р1(П),Р2(РТ),РЗ(РЭ),К4(0),Е5(Ог),Р6(РВ),Р7(Рпос),Р8(Рпо), Р9(Ар),Р (Аз),П 1 (Кор),Р (Коз),Р (Ап),Р (Кон» (1. При решении задач, не связанных с изменением конструкции станов, когда критерием оптимальности являются РП, функции Р9 ч- Р зависимости (1. Определение экстремума функционала (1. Р1-Р затруднено и практически нереализуемо. Для решения этой проблемы применен разработанный Ю. Д.Арсеньевым '^Метод базовой точки" (базового варианта). В этом случае влияние каждой составляющей (П) на РП и ПР исследуется не в диапазоне от 0 до ос, а в сравнительно узком диапазоне между базовым и оптимальным значениями (Пб ч- Поит). Согласно принципу Льо Шателие базовое значение данной компоненты (Пб) всегда близко к своему оптимальному значению Попт. П=(П/Пб-1) (1. П=(1П. КЕ=(П/(Пб-1)). КЕ , руб/т, (1. КЕ - постоянный экономический коэффициент, в величину которого включается значение данной составляющей при базовом варианте. Целевой функционал (1. Р(У)=(РТ (У)/РТб -1). КЕт +. Кон(У)/ Коиб) -1). КЕкоп (1. W - оптимизированный параметр (температура металла, производительность агрегата, размеры подката и т. Зависимости отдельных расходов по переделу от ? РТ(? Исследуя процесс только в диапазоне (Пб ч* Попм), создается возможность получения простых и достаточно точных аппроксимирующих зависимостей. Значительно возрастает точності, и упрощаются вычисления. Оптимизируемый параметр консервативен к изменениям технико-экономических показателей. Это означает, что определенное оптимальное значение данного параметра XV может быть с достаточной точностью отнесено и к другому, подобному исследованному, стану. Разработанная модель и методика включены в фонд алгоритмов и программ для ЭВМ России под №.