Исследование и совершенствование технологии производства мелкосортного проката из перлитных сталей с заданными показателями качества

• Автор: Соснин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 215 с. : ил.

Введение

1 Состояние вопроса и постановка задачи исследования

1.1 Формирование показателей качества мелкосортного проката

1.1.1 Требования российских и международных стандартов к качеству мелкосортных профилей

1.1.2 Схема показателей качества сортового проката

1.1.3 Влияние технологических параметров прокатки на формирование показателей качества мелкосортных профилей

1.2 Тенденции в математическом моделировании процессов сортовой прокатки

1.3. Постановка задачи исследования

2 Экспериментальное исследование влияния технологических параметров на

показатели качества мелкосортного проката из перлитных сталей

2.1 Методика проведения экспериментальных исследований

2.2 Исследование формирования точности геометрических размеров мелкосортного проката из перлитных марок сталей
2.3 Исследование влияния технологических параметров на глубину обезуглероженного слоя и слоя окалины мелкосортного проката из инструментальных сталей 5
2.4 Исследование влияния деформационноскоростных и температурновременных параметров на структуру и механические свойства
2.4.1 Влияние степени деформации на структуру и механические свойства
2.4.2 Влияние скорости деформации на структуру
2.4.3 Влияние температурных условий прокатки на структуру и механические свойства
2.4.4 Влияние ускоренного охлаждения на структуру и механические свойства
2.5 Исследование энергосиловых параметров прокатки при пониженных
температурах
2.6 Пластометрические исследования сопротивления деформации углеродистых и легированных сталей
2.6.1 Экспериментальное исследование сопротивления металла деформации
2.6.2 Методика расчета сопротивления деформации
Выводы по главе
3 Разработка математической модели процесса горячей прокатки мелкосортных профилей из перлитных сталей с заданными показателями качества
3.1 Определение деформационных параметров
3.2. Временные и скоростные параметры процесса прокатки
3.3. Расчет температурного режима прокатки
3.3.1 Двумерная задача теплопроводности
3.3.2 Численная реализация решения температурной задачи с различными условиями теплоотдачи по периметру сечения металла
3.3.3 Температурное поле металла в очаге деформации при прокатке
3.3.4 Вычисление коэффициента теплоотдачи для различных условий охлаждения
3.4 Расчет энергосиловых параметров процесса прокатки сортовых профилей
3.5 Проектирование деформационного режима в чистовой линии стана с целью получения проката с заданной точностью геометрических размеров
3.6 Моделирование формирования механических характеристик сортового проката
3.7 Моделирование процесса формирования структуры перлитных сталей в процессе горячей деформации и последующего охлаждения
3.8 Математическое моделирование диффузионных процессов в поверхностных слоях проката
3.9 Обобщенный критерий оптимизации
Выводы по главе
4 Система для проектирования технологических процессов производства мелкосортных профилей с заданными показателями качества
4.1 Функциональные особенности работы системы автоматизированного проектирования технологических процессов
4.2 Проверка адекватности комплексной математической модели
Выводы по главе
5 Совершенствование технологии производства мелкосортного проката из перлитных сталей с заданными показателями качества
5.1 Разработка технологических режимов производства проката для буровых штанг с заданными показателями качества
5.1.1 Анализ технологии производства проката для буровых штанг
5.1.2 Краткая характеристика оборудования и технологии производства проката для буровых штанг
5.1.3 Требования, предъявляемые к прокату для буровых штанг
5.1.4 Исследование качества исходной заготовки из стали ХГСМА
5.1.5 Исследование показателей качества проката для буровых штанг,
полученного по технологии с ускоренным водяным охлаждением
5.1.6 Исследование показателей качества проката для буровых штанг
полученного по технологии с ускоренным воздушным охлаждением
5.2 Разработка технологии прокатки при пониженной температуре круглого профиля 0 мм с заданными показателями качества
5.3 Апробация и внедрение результатов диссертационной работы
Выводы по главе
Общие выводы по работе
Список использованных источников


Измерения, выполненные при прокатке кругов диаметром , и мм, показали, что разница температур по длине раската перед чистовой клетью составляет С, а перепад температуры от первой к последней клети стана 0 достигает 0 0 С. Улучшение технологии прокатки и равномерность нагрева металла позволяют значительно уменьшить колебания давления металла на валки до . На размеры калибра а, следовательно, и точность размеров проката оказывает влияние температура рабочих валков, нагрев которых после входа полосы происходит до температуры 0 С и затем или не изменяется или увеличивается на С, при этом температура приконтактных слоев достигает С . Изменение высоты калибра в данном случае для чугунного валка диаметром 0 мм составило 0,2 мм, а для стального валка диаметром 0 мм 0, мм . Влияние износа валков и деталей клети. Отклонения размеров калибра от номинальных, вызываемые износом валков, приводят к изменению размеров прокатываемого профиля. Общий износ калибра складывается из равномерного износа по высоте, местного износа по высоте и по ширине калибра. В таблице 5 приведены данные абсолютного износа калибров чугунных валков чистовых клетей . Равномерный по высоте износ калибров легко устранить периодической настройкой стана. Однако местный износ, образование сетки трещин, а также износ по ширине этим методом устранить невозможно. Наибольший износ круглого калибра наблюдается в местах расположенных на диагоналях, наклоненных к вертикали под углом примерно . Одна из причин такого износа объясняется тем, что входящий в круглый калибр овальный раскат под действием пары сил, возникающей при отклонении его от вертикали, стремится быть опрокинутым, но удерживается вводными пропусками. В результате поворота овала на некоторый угол максимальное обжатие осуществляется не по центру круглого калибра, что ведет к повышенному его износу. Для уменьшения такого износа круглого калибра необходимо правильное заполнение предчистового овала и более тщательная установка вводных пропусков, материал которых должен обладать высокой износостойкостью. Влияние усилия прокатки. При прокатке сортовых и фасонных профилей давление на валки рабочих клетей непрерывно изменяется, вызывая колебания размеров проката . Измерения показали, что разница между фактическими значениями максимальных и минимальных давлений составляет , что вызывает соответствующее изменение упругой деформации рабочих клетей. Например, при прокатке круга диаметром мм усилие прокатки понижается с 2 кН в первой клети до кН в пятой клети . Изменение давления показано на рисунке 3. Разность между максимальным и минимальным усилием в предчистовой и чистовой клетях составляет более . Изменение упругой деформации клети и, следовательно, размера профиля, вызываемое колебанием усилия прокатки составляет 0, мм. Влияние межклетевого натяжение металла. Существенное влияние на точность прокатываемого профиля оказывает натяжение, которое вызывает понижение давления металла на валки и уменьшение поперечного сечения средней части полосы по сравненшо с передним и задним концами. Фактические отклонения размеров по высоте наблюдались в интервале от , до ,2 мм для квадрата, от ,2 до , мм для круга и от 6, до 6,4 мм для полосы . Более существенное влияние оказывает межклетевое натяжение на ширину профиля. Так, утяжка горизонтальной диагонали квадрата мм при рассогласовании достигала 2 мм. Для круга мм и полосы x6 мм при рассогласовании 8 утяжка составляла соответственно 1,7 и 2,1 мм. На рисунке 4 приведено влияние рассогласования скоростей вращения валков на высоту и ширину круга 0 мм. Оптимальная величина рассогласования скоростей валков, при которой утяжка профиля не превышает 0,4 мм, и в случае, если процесс прокатки с натяжением протекает устойчиво, составляет . А , , 1. Данные измерения усилия прокатки в чистовых клетях подтверждают положение о том, что с увеличением натяжения уменьшается давление металла на валки. Например, при прокатке квадрата мм снижение давления в предчистовой клети составляло и в чистовой клети 8 .