Совершенствование методов моделирования энергосиловых параметров станов холодной прокатки для повышения эффективности производства тонких полос

• Автор: Шалаевский, Дмитрий Леонидович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Введение

Глава 1. Состояние проблемы

1.1. Актуальность проблемы повышения точности расчета энергосиловых параметров процесса холодной прокатки
1.2. Анализ существующих моделей энергосиловых параметров процесса холодной прокатки

1.2.1. Методы расчета длины очага деформации.

1.2.2. Модели сопротивления деформации.

1.2.3. Модели коэффициента трения

1.2.4. Методы расчета усилия прокатки и среднего контактного напряжения.

1.2.5. Методы расчета работы и мощности холодной прокатки

Выводы по главе 1

Глава 2. Моделирование напряженного состояния полосы и расчет усилия прокатки в очаге деформации с двумя нейтральными
сечениями
2.1. Обоснование структурного типа очага деформации с двумя нейтральными сечениями.
2.2. Методика расчета переменных контактных напряжений в очаге деформации с двумя нейтральными сечениями
2.3. Определение средних значений нормальных контактных
напряжений и усилия прокатки в очаге деформации с двумя нейтральными сечениями.
2.4. Распределение контактных напряжений по длине очага деформации
с двумя нейтральными сечениями.
2.5. Проверка достоверности методики расчета усилия прокатки и
контактных напряжений
Выводы по главе 2
Глава 3. Усовершенствование методики расчета длины очага деформации путем учета влияния технологических факторов на протяженность упругих участков
3.1. Анализ технологических факторов, оказывающих влияние на протяженность упругих участков.
3.2. Методика расчета длины упругих участков, учитывающая влияние технологических факторов прокатки и износ шероховатости поверхности бочки валков
3.3. Проверка достоверности разработанной методики расчета длины упругих участков очага деформации
3.4. Уточнение закономерностей напряженнодеформированного
состояния полосы в очаге деформации
Выводы по главе 3
Глава 4. Разработка методики расчета мощности прокатки, момента
и мощности главного привода рабочей клети с учетом количества
нейтральных сечений в очаге деформации
4.1. Методика расчета удельной работы и мощности прокатки.
4.2. Расчет момента и мощности двигателей главного привода стана
холодной прокатки.
Выводы по главе 4.
Глава 5. Разработка комплексного алгоритма энергосилового расчета стана холодной прокатки и проверка достоверности новой методики расчета мощности его главных двигателей
5.1. Комплексных алгоритм энергосилового расчета стана холодной прокатки
5.2. Проверка достоверности новой методики расчета мощности главных
двигателей стана
Выводы по главе 5.
Глава 6. Использование новых методов моделирования энергоенловых параметров для совершенствования технологии холодной прокатки.
6.1. Анализ факторов, влияющих на положение второго нейтрального сечения в очаге деформации
6.2. Усовершенствование режима холодной прокатки на 5и клетевом стане с целью экономии энергии и улучшения чистоты
поверхности прокатываемых полос.
6.3 Моделирование и усовершенствование режимов прокатки на
4х клетевом стане Мариупольского металлургического
комбината ММК им.Ильича.
Выводы по главе 6.
Заключение общие выводы по диссертации
Литература


Опыт энергосиловых расчетов станов холодной прокатки показал, что существует и третий вариант структурной схемы очага деформации, когда, наряду с нейтральным сечением, расположенным на пластическом участке, появляется еще одно нейтральное сечение на втором упругом участке. Указанный вариант очага деформации упоминался некоторыми учеными , однако, методы расчета в нем энергосиловых параметров не публиковались. Один из параметров, оказывающих значительное влияние на точность результатов энергосилового расчета длина упругого участка очага деформации на выходе полосы из валков. Для ее вычисления принято использовать формулу Герца, которая в теории упругости применяется для расчета полуширины площадки упругого контакта неподвижного цилиндра и полупространства, ограниченного плоской поверхностью. В классической теории упругости отсутствуют формулы, альтернативные формуле. Герца, с помощью которых можно было бы рассчитать длину указанного упругого участка с учетом реальных особенностей контакта полосы и валков. Устранение указанных выше пробелов в теории холодной прокатки является актуальной научной задачей, решение которой будет способствовать совершенствованию технологического процесса производства холоднокатаных полос и листов, экономии энергии и улучшению качества продукции. Разработка достоверной методики расчета энергосиловых параметров процесса холодной прокатки, пригодной для любых типов очагов деформации, имеющих одно, два нейтральных сечения или состоящих целиком из зоны отставания. Уточнение методики расчета длины упругих участков очага деформации, путем учета факторов, не используемых в формуле Герца наклепа, толщины полосы и коэффициента трения в очаге деформации. Использование теоретических разработок для совершенствования технологических процессов холодной прокатки с целью повышения качества готовой продукции и эффективности работы оборудования. Впервые разработана достоверная методика идентификации типа очага деформации, позволяющая в процессе энергосилового расчета стана определить, сколько нейтральных сечений имеет очаг деформации каждой рабочей клети. Впервые для очага деформации, имеющего два нейтральных сечения, разработана методика энергосилового расчета, с помощью которой можно достоверно определит все структурные составляющие такого очага, коэффициент опережения, толщину полосы в нейтральных сечениях, контактные напряжения, усилие прокатки, удельную работу и мощность прокатки, мощность и момент двигателей главного привода рабочих клетей. Ее применение позволило снизить на погрешности вычисления усилий прокатки и уточнить ряд закономерностей напряженнодеформированного состояния полосы в очаге деформации. Применение разработанной усовершенствованной методики энергосилового расчета существенно уменьшило расхождения между измеренными и рассчитанными усилиями прокатки, мощностями и моментами двигателей главного привода станов холодной прокатки, создав условия для более точной их настройки и оптимизации технологических режимов. С использованием новых научных результатов рассчитаны и успешно испытаны на многоклетевых непрерывных станах усовершенствованные режимы прокатки, позволяющие улучшить качество поверхности полос, уменьшить расход энергии и сократить количество порывов полос во время прокатки. Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых и модернизации действующих рабочих клетей прокатных станов, а также в качестве технологической основы их АСУТП. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из наименований и 6 приложений. Объем диссертации 2 страниц машинописного текста, рисунков, таблиц, в том числе в приложениях страниц текста и 4 таблицы. Основные результаты работы докладывались на 2ой международной научнотехнической конференции Современные достижения в теории и технологии пластической обработки металлов г. СанктПетербург, сентябрь г. Международной научнотехнической конференции Автоматизация и энергосбережение машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования, г. Вологда декабрь г. МАМИ и МГУ им. Ломоносова г. Москва апрель г. По материалам диссертации опубликовано 9 статей, в том числе 5 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.