Разработка эффективной технологии контролируемой толстолистовой прокатки трубных сталей повышенных категорий прочности на основе моделирования температурных условий процесса

• Автор: Шмаков, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Технологические системы получения трубного проката и направления повышения их эффективности
1.1. Понятие технологической системы и обзор существующих технологических систем для получения трубного проката.

1.1.1. Компоновка на основе ШСГП.

1.1.2. Компоновка на основе ЛПА

1.1.3. Компоновка на основе ТЛС

1.2. Эффективная технология производства толстолистового проката

и роль моделирования при ее разработке.

1.3. Тенденции развития трубных сталей.

1 .4. Закономерности формирования конечного структурного состояния и достижения требуемых потребительских свойств при прокатке низколегированных трубных сталей
1.4.1. Легирование стали.
1.4.2. Процесс контролируемой прокатки.
1.4.3. Ускоренное охлаждение металла.
1.5. Формулировка цели и постановка задач исследования.
Глава 2. Выбор размеров и массы слябов с учетом технологических ограничений толстолистовой прокатки
2.1. Разработка процедуры выбора параметров сляба в технологической системе МНЛЗТЛС.
2.2. Реализация процедуры выбора параметров сляба
2.3. Автоматизированное рабочее место Расчет размеров слябов
2.4. Выбор параметров слябов для производства трубной заготовки
из сталей категорий прочности К и Х
Выводы по главе 2.
Глава 3. Комплексное математическое моделирование температурных условий в технологической системе производства толстого листа
3.1. Методика выбора химического состава и определения температуры нагрева сляба.
3.1.1. Температура нагрева слябов под прокатку
3.1.2. Анализ влияния карбонитридообразующих элементов
3.1.3. Математическая модель расчета фазового равновесия
3.1.4. Обеспечение равномерного нагрева слябов в печах
3.2. Математическое моделирование температурных условий процессов формоизменения и междеформационного охлаждения листа.
3.3. Математическая модель охлаждения раската.
3.3.1. Описание тепловых процессов
3.3.2. Описание математической модели.
3.3.3. Экспериментальное исследование фазовых превращений.
Выводы по главе 3.
Глава 4. Разработка эффективных технологических режимов производства трубной заготовки и их промышленная апробация на толстолистовом стане ОАО ММК
4.1. Технологические режимы прокатки и ускоренного охлаждения трубной заготовки категории прочности К.
4.1.1. Разработка и анализ температурных режимов прокатки.
4.1.2. Моделирование процесса ускоренного охлаждения
раската.
4.2. Системная технология производства трубной заготовки категории прочности Х по стандарту АРЬ.ЮЗ
4.2.1. Выбор химического составаЮЗ
4.2.2. Определение температуры нагрева сляба
4.2.3. Разработка и анализ температурных режимов прокатки.
4.2.4. Разработка режимов ускоренного охлаждения раската
Выводы по главе
Заключение.
Список литературы


Известные, эмпирические модели, используемые при разработке режимов нагрева, прокатки и ускоренного охлаждения, не учитывают влияние температурного градиента, формирующегося по толщине металла. Указанное выше обусловливает необходимость комплексного подхода к анализу и разработке химического состава и рациональных режимов нагрева, формоизменения и ускоренного охлаждения, которые обеспечат однородность структурного состояния проката по толщине и требуемый уровень прочностных и пластических характеристик. Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам ГОУ ВПО Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Исследовательскотехнологического центра Аусферр, ЗАО Институт квантового материаловедения, ОАО Магнитогорский металлургический комбинат, Института физики металлов Уральского отделения РАН и ГОУ ВПО ЮжноУральский государственный университет за полезные консультации, участие в проведении совместных экспериментальных исследований и обсуждении результатов работы. ГЛАВА 1. Получение конкурентоспособной продукции является для каждого предприятия технологически и экономически наиболее приоритетной задачей. Ее решение, в частности в области металлургии, невозможно без системного анализа сквозной технологии от производства стали до получения готового проката и изделий из него 1. В рамках государственного стандарта под технологической системой понимается совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций 2. В отношении получения зрубного проката технологической системой можно считать упорядоченную совокупность основных и вспомогательных агрегатов непрерывной разливки, прокатки, охлаждения и, при необходимосги, термической обработки со связями между ними, а также измерительных систем, устройств автоматизации, вычислительной техники и персонала, которые во взаимодействии реализуют необходимые технологические процессы и, в конечном итоге, обеспечивают получение подката для. В настоящее время основными технологическими системами производства подката для нефтегазопроводных труб большого диаметра являются литейнопрокатные комплексы. Машина непрерывного литья заготовок толстолистовой стан. Рассмотрим их основные особенности. В общем виде технологическая система выглядит следующим образом рис. Рис. К настоящему времени сформировались две основные компоновки ШСГП компактный стан с низкими капитальными затратами, но ограниченной производительностью и производительный стан с относительно высокими капитальными затратами рис. Рис. В настоящее время все большую долю в сортаменте широкополосных станов горячей прокатки занимают высокопрочные свариваемые конструкционные стали в т. Эти стали производят по технологии контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением 5. Таблица 1. Производительность, млн. На современных широкополосных станах горячей прокатки таких, как, например, высокопроизводительный стан фирмы ВаоБЬап. Китай и новый стан фирмы Еко Германия, существует возможность контролируемой прокатки микролегированных трубных сталей табл. При этом производительность этих станов может достигать 5,4 млн. Максимальная толщина прокатываемых полос составляет ,9 мм, а максимальная ширина мм 4. Таблица 1. Компания производитель Тип Производительность, млн. Полоса указанного типоразмера позволяет производить только двушовные и спиралешовные трубы диаметром до мм. Возрастала масса рулонов. Большое внимание уделялось наращиванию производительности, увеличению КПД, экономии энергии и ресурсосбережению при горячей прокатке. С точки зрения ресурсосбережения более эффективной является технологическая система производства трубной заготовки с использованием литейнопрокатных агрегатов. Это позволяет избежать дополнительных расходов топливных и энергетических ресурсов, связанных с нагревом заготовок под прокатку. В общем виде эта технологическая система выглядит следующим образом рис. Рис.