Разработка технологических режимов горячей прокатки стальных полос с применением систем принудительного охлаждения

• Автор: Макаров, Евгений Валерьевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Концепция широкополосных станов горячей прокатки.

1.2. Анализ моделей теплового состояния металла в линии непрерывного широкополосного стана
1.3. Процессы разупрочнения и структурное состояние металла в линии непрерывного широкополосного стана

1.4. Межклетевое охлаждение полосы в чистовой группе клетей.

1.5. Постановка задач исследования.

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА В ЛИНИИ НЕПРЕРЫВНОГО

ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

2.1. Конечноразностное моделирование теплового состояния металла.

о о Г Ь I ii 1 . ь . I .V . СиЙЧ лс
.2.Тепловое состояние металла на промежуточном рольганге Л
1 Л 11 I ч г Ч г К
2.3. Тепловое состояние металла в чистовой группе клетей
2.4. Тепловое состояние металла на отводящем рольганге
2.5. Структурное и фазовое состояния металла в линии стана
2.6. Выводы.
3. АДАПТАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА В ЛИНИИ НЕПРЕРЫВНОГО ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ.
3.1. Физические свойства металла
3.2. Моделирование и исследование распределения температуры по толщине раската
3.3. Результаты адаптации математической модели.
3.3.1. Участки промежуточного рольганга и чистовой группы клетей
3.3.2. Участок отводящего рольганга.
3.4. Выводы
4. РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕЖИМОВ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ПОЛОС.
4.1. Горячая прокатка с применением принудительного межклетевого охлаждения
4.2. Горячая прокатка с повышением температуры конца прокатки
4.3. Режимы ускоренного охлаждения толстых полос.
4.4. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Система межклетевого охлаждения является эффективным способом повышения скорости прокатки и соответственно пропускной способности чистовой группы клетей. Система антишелушения валков предназначена для охлаждения поверхности полосы непосредственно перед входом в очаг деформации. При высоком значении относительного обжатия (>%) и высокой термической нагрузке происходит выкрашивание валков в зоне кромок и поверхности. Использование данной системы позволяет снизить количество поступающего тепла в рабочие валки от прокатываемой полосы, что увеличивает срок их службы. Сопла системы антишелушения находятся вверху и внизу на входной стороне клети. Благодаря создаваемой водяной «завесе» пары и частицы пыли связываются и подавляются. Система поперечного душирования полосы служит для удаления свободной окалины и воды с верхней поверхности полосы. Коллектор поперечного душирования устанавливается на входной стороне клети и имеет одно сопло на всю ширину полосы. Сопло распыляет воду на поверхность полосы против направления прокатки. Для удаления окалины с поверхности полосы, образовавшейся за время прохождения раскатом промежуточного рольганга, в чистовой группе устанавливаются двухвалковый горизонтальный окалиноломатель и гидросбив высокого давления. Для обеспечения требуемой температуры смотки полос на отводящем рольганге всех ШСГТТ применяется установка ускоренного охлаждения полосы, которая состоит из верхних и нижних коллекторов водяного охлаждения. Тепловое состояние металла в линии непрерывного широкополосного стана горячей прокатки определяется количеством тепла, полученным при нагреве в методических печах, и тепловыми потерями в процессе обработки и транспортировки металла до момента смотки полосы в рулон. Повышение температуры металла осуществляется за счет энергии пластической деформации, работы сил трения в очаге деформации, тепловыделения вследствие полиморфного превращения и экзотермических реакций окисления (образования окалины). Статистические модели отражают конкретные условия и соответствуют определенным диапазонам изменения параметров прокатки, что ограничивает их применение тем станом, для которого модель построена. Нр, (1. Я,, (1. Kn - температура конца прокатки, °С; tH - температура раската перед ножницами непрерывной группы, °С; VX2 - скорость в последней клети стана, м/мин; /zj2 - толщина полосы, мм. Аналогичные статистические исследования выполнены авторами работ [2, , ]. В работе [] на основе искусственных нейронных сетей разработана математическая модель, прогнозирующая температуру конца прокатки для непрерывного широкополосного стана горячей прокатки с семиклетевой чистовой группой. В качестве исходных данных для построения использовались геометрические параметры прокатываемых полос, технологические параметры прокатки и признаки включения систем охлаждения в чистовой группе клетей. Разработанная модель на % точней, чем модель с линейной аппроксимацией статистических параметров. Теоретический метод основан на описании физических процессов математическими уравнениями с определенной степенью допущений. При расчете температуры по моделям первой группы решающее значение имеют коэффициенты теплоотдачи на различных этапах охлаждения металла. Главный недостаток моделей этой группы заключается в усреднении температуры по толщине полосы, что ограничивает их применение и снижает точность расчета при изменении толщины в широком диапазоне. В моделях, основанных на использовании распределения температуры по объему металла, необходимо решать уравнение теплопроводности с соответствующими начальными и граничными условиями. Согласно работе [] модели расчета температурных режимов прокатки можно разделить на пять групп. Модели [, ], учитывающие потери тепла только излучением и имеющие в своей структуре дополнительные эмпирические коэффициенты для учета влияния других факторов. Модели [, ], учитывающие потери тепла излучением и его приток вследствие пластической деформации металла. Модели [], учитывающие статьи теплового баланса моделей п. Модели [, -], учитывающие статьи теплового баланса моделей п. Модели [6, -], учитывающие статьи теплового баланса моделей п.