Управление качеством заготовок при прокатке из слитков методами математического моделирования

• Автор: Уманский, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ДИССЕРТАЦИОННОГО

ИССЛЕДОВАНИЯИ

1.1 Анализ влияния технологических факторов на величину потерь

при производстве заготовок из слитков.

1.1.1 Влияние металлургических факторов на качество

поверхности заготовок.

1.1.2 Влияние температурновременных условий нагрева

и прокатки слитков на качество поверхности заготовок

1.1.3 Влияние режимов обжатий слитков на блюминге

на качество поверхности заготовок.
1.1.4 Влияние технологических факторов на величину
торцевой утяжки.
1.2 Режимы нагрева слитков с жидкой сердцевиной.
1.3 Выводы и постановка задачи исследования.
2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Выбор объекта исследования
2.2 Методика статистического исследования влияния технологических факторов на качество поверхности заготовок.
2.3 Методика исследования влияния геометрических факторов при реверсивной прокатке на формоизменение торцевой
утяжки раскатов.
2.4 Выводы.
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ФАКТОРОВ НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВОК.
3.1 Исследование влияния металлургических факторов на качество поверхности заготовок
3.1.1 Исследование влияния дискретных факторов.
3.1.2 Исследование влияния непрерывных факторов
3.2 Исследование влияния температурновременных условий нагрева
и прокатки слитков на качество поверхности заготовок
3.3 Выводы
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ НАГРЕВА СЛИТКОВ С ЖИДКОЙ СЕРДЦЕВИНОЙ ДЛЯ КАЧЕСТВЕННЫХ КИПЯЩИХ
МАРОК СТАЛЕЙ.
4.1 Выбор продолжительности нагрева слитков.
4.2 Исследование влияния технологии нагрева слитков на качество поверхности заготовок
4.3 Исследование влияния технологии нагрева слитков
на макроструктуру заготовок.
4.4 Исследование влияния технологии нагрева слитков
на ликвацию химических элементов по высоте слитка.
4.5 Исследование влияния технологии нагрева слитков
на механические свойства проката.
4.6 Оценка расхода энергоносителей при нагреве слитков
по различным технологиям.
4.7 Выводы.
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРИ ПРОКАТКЕ НА ВЕЛИЧИНУ ТОРЦЕВОЙ УТЯЖКИ БЛЮМОВ,
5.1 Лабораторные исследования
5.1.1 Влияние формы очага деформации и положения полосы при прокатке на величину торцевой утяжки слитка уширенного
5.1.1.1 Закономерности изменения величины и формы торцевой утяжки донной части раската при односторонней прокатке слитков головной частью вперд.
5Л .1.2 Закономерности изменения величины и формы торцевой утяжки донной части раската при односторонней
прокатке слитков головной частью вперд
5.1.1.3 Закономерности изменения величины и формы торцевой утяжки донной части раската при реверсивной
прокатке слитков.
5 Л .2 Характер распределения продольных деформаций
в раскате в зависимости от формы очага деформации
5.1.3 Построение математической модели развития
торцевой утяжки
5.2 Экспериментальные исследования
5.3 Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Определены зависимости качества поверхности заготовок конструкционных кипящих марок сталей от технологических факторов сталеплавильного и прокатного переделов. Разработана математическая модель формирования и развития торцевой утяжки донной части уширенного книзу слитка в зависимости от геометрических факторов при реверсивной прокатке. Разработана технология использования слитков конструкционных кипящих сталей с жидкой сердцевиной для производства заготовок по ГОСТ 2. Для оптимизации режимов обжатий слитков с точки зрения уменьшения величины технологической обрези разработана математическая модель образования и развития торцевой утяжки донной части уширенного книзу слитка при реверсивной прокатке. На основе выполненных исследований внедрена технология использования слитков конструкционных кипящих сталей с жидкой сердцевиной для производства заготовок по ГОСТ 2. Внедрение технологии позволило увеличить выход годной заготовки на 4 за счт снижения отсортировки по дефектам поверхности рванинам, уменьшить расход топлива на нагрев слитков на 6 кг у. Экономический эффект от внедрения результатов работы в ценах г. Предмет защиты и личный вклад автора. Результаты исследования влияния технологических факторов сталеплавильного и прокатного переделов на качество поверхности заготовок углеродистых конструкционных кипящих сталей по ГОСТ 2. Результаты исследования влияния технологии нагрева слитков с жидкой сердцевиной на макроструктуру заготовок, ликвацию химических элементов по высоте слитка, механические свойства проката. Результаты исследования механизма образования и развития торцевой утяжки в зависимости от геометрических факторов при реверсивной прокатке. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых учных Наука и молодежь проблемы, поиски, решения г. Новокузнецк г. УК Евразхолдинг г. Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 5 печатных работах, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования результатов кандидатских и докторских диссертаций. Структура и объм диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, приложения. Изложена на 9 страницах, содержит рисунков, таблиц, список использованных источников из наименований. При производстве заготовок из слитков величина отходов находится в пределах кгт в зависимости от марочного сортамента. Для рядовых марок стали основной составляющей отходов является обрезь концевых участков раската на ножницах после блюминга от общей величины потерь 1. При этом для ряда качественных марок сталей на первый план выходит отбраковка по дефектам поверхности, которая достигает 2. В частности в условиях обжимного цеха ЗападноСибирского металлургического комбината при производстве заготовок конструкционных кипящих марок сталей Юкп, кп, кп из слитков отсортировка по дефектам поверхности в среднем составляет от общего количества заготовок, технологическая обрезь порядка 6,5 от массы всада, потери в угар и окалину 1,5 от всада, потери при огневой зачистке около 3,5. Таким образом, в структуре потерь при производстве данного вида продукции отсортировка по дефектам поверхности занимает рисунке 1. По мнению большинства исследователей 3 на отсортировку заготовок по дефектам поверхности оказывает влияние, как качество исходного полупродукта слитков, так и технологические параметры прокатного передела. Среди технологических параметров прокатного передела чаще всего выделяют температурновременные условия нагрева и прокатки слитков 3,7,, режимы обжатий на блюминге 3,7,,. При этом первый фактор структура металла оказывает решающее влияние на величину обрези с головной части раската, а величина торцевой утяжки определяет величину обрези с донной части. Содержание и соотношение химических элементов в стали определяет механические свойства проката, в том числе пластичность. Пластичность в свою очередь оказывает значимое влияние на устойчивость металла к образованию поверхностных дефектов рванин, трещин при прокатке.