Повышение эффективности производства горячекатаных полос на непрерывных станах за счет совершенствования условий прокатки в черновой группе и теплообмена на промежуточном рольганге

• Автор: Тинигин, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 199 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Обзор научно-технической литературы
1.1 Теоретические методы исследования температурных полей
1.2 Температурный режим прокатки на ШПС г.п
1.2.1 Влияние температурного режима на энергозатраты
1.2.2 Способы экранирования подката
1.2.3 Влияние температурного режима на качество горячекатаных полос
1.3 Обзор исследований течения металла неустоявшейся стадии прокатки горячих полос
1.4 Развитие ШПС г.п
Выводы и постановка задачи исследования
2 Концепция изменения технологии прокатки на НШПС г.п
2.1 Создание условий размещения 2-х подкатов на промрольганге
2.2 Движение подкатов в технологической линии НШПС г.п
2.2.1 НШПС г.п. с удлиненным промежуточным рольгангом
2.2.2 НШПС г.п. с ППУ на промежуточном рольганге
2.3 Изменение технологических параметров прокатки
2.4 Реконструктивные мероприятия
2.5 Возможная энергоэффективная и металлосберегающая работа комплекса МНЛЗ-ШПС

Выводы к главе
3 Анализ производительности ШПС г.п
3.1 «Классическая» технология прокатки
3.2 Прокатка слябов группами в черновой группе клетей
3.3 Поштучная прокатка слябов согласно новой концепции
3.4 Зависимость производительности стана от скоростного режима прокатки
Выводы к главе
4 Исследование температурного режима подката в условиях ШПС г.п
4.1 Решение уравнения теплопроводности к некоторым задачам производства
горячекатаного листа на ШПС г.п
4.2 Исследование ТСУ ПАТАЭ в лабораторных условиях
4.3 Высокоэффективное нижнее экранирование окалиной
4.4 Исследование температурного режима подката в технологической линии
«классического» ШПС г.п
4.4.1 Влияние ТСУ на температуру подката
4.4.2 Эффективность экранирования

4.4.3 Энергопотребление ТСУ
4.4.4 Работа ТСУ при различных технологических параметрах прокатки (на примере НТППС г.п. 2000 ОАО «НЛМК»)
4.5 Исследование температурного режима подката в технологической линии ШПС г.п. с новой компоновкой
4.6 Разработка опытно-промышленного модуля ПАТАЭ
Выводы к главе 4
5 Неустоявшаяся стадия плоской прокатки и её особенности в рекомендуемых условиях деформации слябов в черновой группе
5.1 Основы метода конечных элементов (МКЭ)
5.1.1 Механика твердого тела - плоские деформации и плоские напряжения
5.1.2 Трехмерный анализ напряжений
5.2 Условия расчета в МКЭ-комплексе Бейнт-ЭВ
5.3 Закономерности деформации металла в вертикальных валках
5.3.1 Поштучная прокатка слябов
5.3.2 Прокатка слябов встык
5.4 Закономерности деформации металла в горизонтальных валках
5.4.1 Поштучная прокатка слябов
5.4.2 Прокатка слябов встык
5.5 Формообразования в МКЭ-комплексе Вей>гт-ЗВ
5.6 Влияние технологии прокатки встык на обрезь металла
Выводы к главе
Общие выводы
Список использованных источников
Приложение
Приложение
Приложение
Введение
Широкополосовые станы горячей прокатки (ШПС г.п.) продолжают сохранять лидерство в мировом производстве горячеполосового проката. Специфика создания ШПС г.п. позволяет каждый стан отнести к уникальному оборудованию черной металлургии, исключающему полное его повторение (единственное исключение составляют непрерывный ШПС г.п. 2000 «НЛМК» РФ и в Бокаро, Индия). Родоначальником ШПС г.п. принято считать стан, построенный в 1924 г. в АзЫапБ, США.
Развитие ШПС г.п. шло по пути увеличения массы прокатываемых слябов, что влекло за собой удлинение технологической линии, применение более мощного оборудования, увеличение скоростей прокатки, реализацию деформации с ускорением в чистовых клетях, созданию систем интенсивного охлаждения водой на отводящем рольганге, переход на смотку готовой полосы в плотносмотанный рулон.
Часовая производительность НШПС г.п. определяется работой чистовой группы клетей. Увеличение производительности НШПС г.п. за счет увеличения массы прокатываемых слябов после многих дискуссий привело к определенному ограничению этого показателя удельной массой 28 т/(м ширины). Увеличение машинного времени прокатки (тмаш) в общем объеме эксплуатации ШПС г.п. повысило производительность НШПС г.п., но этот резерв во многом использован металлургами, в том числе за счет межклетевого охлаждения. Ведутся работы по существенному сокращению потерь календарного времени на паузы между штуками подкатов, резерв в этом направлении работы станов еще достаточно велик.
Серьезной проблемой ШПС г.п. является устранение образования на промежуточном рольганге температурного клина по длине раската. Для поддержания постоянной температуры по длине полосы, на выходе из чистовой группы, в чистовых клетях ШПС г.п. прокатка осуществляется с ускорением. Для полунепрерывных ШПС г.п. распространено применение промежуточного перемоточного устройства (Койпбокс) для подачи подката, смотанного в рулон, с практически постоянной температурой по длине для прокатки в чистовых клетях.
скоростью, на отводящем рольганге. При этом размерные показатели качества полосы и температуры конца прокатки могут быть проконтролированы только после прохождения чистовой группы клетей, а температуры смотки - после прохождения полосой системы охлаждения, т.е. в обоих случаях с существенным транспортным запаздыванием и в любом случае с требованием постоянства контролируемых параметров по длине полосы.
Компьютерное управление процесса прокатки на НШПС г.п. существенно облегчило, но кардинально не решило влияние совокупности отмеченных условий реализации технологического процесса на этих станах на их производительность и качество прокатываемых полос.
В связи с этим целью диссертационной работы является повышение эффективности производства г/к полос на непрерывных станах за счет совершенствования условий прокатки в черновой группе и теплообмена на промежуточном рольганге, позволяющее повысить производительность стана, уменьшить энергозатраты производства и потери металла с обрезью на летучих ножницах, а так же стабилизировать температурно-скоростные и деформационные параметры прокатки в чистовой группе клетей (и на этой основе улучшить качество прокатываемых полос).
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
1. Разработать и исследовать реконструкцию непрерывного ШПС горячей прокатки, обеспечивающую возможность прокатки слябов в черновой группе стана группами и существенное повышение на этой основе производительности стана;
2. На основе экспериментальных исследований разработать принципиально новую теплосохраняющую установку (ТСУ) для промежуточного рольганга. Основу которой составляет применение кассет, экранирующие элементы которых нагревают до температуры поверхности экранируемого металла;
3. Методами компьютерного моделирования выполнить сопоставительный анализ температурного поля подката в технологической линии стана, а также