Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Обработка металлов давлением

Диссертационная работа:

Цыбров, Дмитрий Сергеевич. Разработка структурно-компоновочных и технологических решений для повышения эффективности широкополосной горячей прокатки : диссертация ... кандидата технических наук : 05.16.05 / Цыбров Дмитрий Сергеевич; [Место защиты: Магнитог. гос. техн. ун-т им. Г.И. Носова].- Магнитогорск, 2010.- 172 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/704

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. В настоящее время в мире эксплуатируется около 250 широкополосных станов горячей прокатки (ШСГП). Поддержание конкурентоспособности продукции таких станов диктует необходимость их постоянного усовершенствования с целью повышения качества выпускаемой продукции (по точности размеров, механическим свойствам и состоянию поверхности), расширения размерного и марочного сортамента, снижения производственных затрат и, в редких случаях, повышения производительности.

Вследствие того, что каждый ШСГП является в значительной мере уникальным агрегатом, его реконструкция или модернизация - всегда сложная и многофакторная задача. Кроме того, из-за жесткой конкуренции на рынке металлов модернизация стана должна выполняться с минимальными потерями производства, т.е. практически «на ходу».

На предпроектной стадии реконструкции стана необходимо найти наиболее эффективное структурно-компоновочное решение (СКР), что может быть осуществлено с использованием методики автоматизированного поиска структурно-компоновочных решений, обобщающей опыт работы как проектировщиков в области создания широкополосных станов горячей прокатки, так и технологов по производству проката на таких станах.

Цель работы - повышение эффективности горячей прокатки на широкополосных станах на основе развития моделей для расчета рациональных деформационно-скоростных режимов и анализа структурно-компоновочных решений станов такого типа.

Задачи исследования:

  1. Выбрать представительное ограниченное множество расчетных профилей, которое окажется достаточно информативным для прогноза уровня энерговооруженности и потребности в энергетических ресурсах, необходимых для работы модернизируемого широкополосного стана горячей прокатки.

  2. Разработать методики и соответствующие математические модели для выбора рациональных размеров сляба и разработки режимов горячей прокатки на широкополосном стане, которые в совокупности обеспечат достаточную точность оценки возможностей стана по прокатке различных про-филеразмеров и потребность в энергоресурсах на основе результатов, полученных по множеству расчетных профилей.

  3. Разработать методику анализа структурно-компоновочных решений по реконструкции широкополосных станов горячей прокатки с применением моделей выбора рациональных размеров сляба, деформационных, скоростных и температурных режимов.

  4. Выполнить анализ структурно-компоновочных решений по реконструкции широкополосного стана горячей прокатки на примере ШСГП 2500

ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК») с учетом особенностей его расположения, влияющих на реализацию принципа «реконструкция на ходу».

Научная новизна заключается в следующем:

  1. Разработана классификация марок прокатываемых сталей, отличающаяся выделением классификационных групп, основанным на новом подходе к оценке технологичности стали, предусматривающем учет взаимосвязи сопротивления деформации как характеристики пригодности к прокатке; коэффициента теплопроводности как характеристики особенностей нагрева; критической температуры Аг3 как характеристики для выбора температуры конца прокатки. Выявлен также представительный ряд толщин расчетных профилей, отображающий современный сортамент станов указанного типа.

  2. Уточнена зависимость для выбора ширины сляба под прокатку на ШСГП, отличающаяся учетом ее взаимосвязи с ширинами промежуточного раската и готовой полосы на основе выражения для расчета стандартного отклонения ширины по длине для партии полос, отображающего влияние как суммарной степени деформации в чистовой группе, так и ширины прокатанной полосы.

  3. Определены коэффициенты загрузки приводов при прокатке полос толщиной 4 мм и более, в том числе и для случаев целенаправленного ограничения количества клетей, дополняющие методику Имаи выбора обжатий в чистовой группе ШСГП.

  4. Уточнена модель расчета результирующего уширения в паре «вертикальные - горизонтальные валки» путем разработки и применения зависимости, отображающей изменение коэффициента влияния степени проработки структуры сляба с увеличением его обжатия.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

  1. Разработаны модели для выбора рациональных размеров сляба, расчета режимов обжатий и скоростей прокатки в черновой и чистовой группах широкополосного стана с учетом особенностей технологии горячей прокатки, повышающие точность прогноза основных параметров процесса прокатки на стадии разработки структурно-компоновочных решений.

  2. Разработана методика определения потребностей в энергетических ресурсах, необходимых для производства широкополосной горячекатаной листовой стали, обеспечивающая повышение точности прогноза потребления энергоресурсов. Это в свою очередь повышает обоснованность выбора варианта модернизации стана как объекта инфраструктуры металлургического предприятия.

  3. Разработана методика для расчета и анализа параметров, характеризующих структурно-компоновочные решения при реконструкции ШСГП, формирующая комплекс исходных данных, необходимый для последующих

расчетов технико-экономической эффективности и конструирования основного технологического оборудования.

Реализация работы. Разработан и принят к реализации вариант компоновки ШСГП 2500 ОАО «ММК» с новым размещением черновой группы клетей. Этот вариант, в отличие от первоначального, позволяет получить следующие технологические преимущества: обеспечение заданной производительности стана в период реконструкции; увеличение выхода годного за счет сокращения периода освоения новой технологии; создание предпосылок для дальнейшего расширения сортамента и улучшения качества путем сооружения новой чистовой группы ШСГП 2500 ОАО «ММК» без длительной остановки производства.

На языке VISUAL BASIC FOR APPLICATION в среде электронных таблиц MS EXCEL разработана программа расчета комплекса параметров, необходимых для анализа вариантов реконструкции, а также последующих расчетов технико-экономической эффективности и конструирования основного технологического оборудования ШСГП. Программа прошла процедуру государственной регистрации, что подтверждено соответствующим свидетельством (№2010615121 от 10.08.2010 г.).

Классификация марок стали на группы технологичности, ряд толщин расчетных профилей, модели выбора расчетных профилей, рациональных размеров сляба, режимов обжатий и скоростей прокатки на ШСГП используются в лекционных и практических занятиях по дисциплинам «Основы технологических процессов ОМД», «Новые технологические решения в процессах ОМД» и «Проектирование прокатных цехов» для подготовки инженеров специальности 150106 «Обработка металлов давлением», «Основы технологии обработки металлов давлением» для подготовки бакалавров техники и технологии по направлению 150100 «Металлургия» и при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены и обсуждены на ряде научно-технических конференций и форумах различных уровней: ежегодных научно-технических конференциях ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» (2009 и 2010 гг.); международных научно-технических конференциях молодых специалистов ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (2009 и 2010 гг.); на конференции «Новые перспективные материалы, оборудование и технологии для их получения» в рамках форума «Неделя металлов в Москве» (2009 г.), третьем международном промышленном форуме «Реконструкция промышленных предприятий - прорывные технологии в металлургии и машиностроении» (г. Челябинск, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, из них две в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и трех приложе-

ний. Текст диссертации изложен на 172 страницах машинописного текста, иллюстрирован 55 рисунками, содержит 51 таблицу. Библиографический список включает 123 наименования.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net