Александров Ігор Валентинович. Удосконалення технологічних режимів і конструктивних параметрів чистових робочих клітей широкоштабових станів гарячої прокатки

brief description

Александров Ігор Валентинович. Удосконалення технологічних режимів і конструктивних параметрів чистових робочих клітей широкоштабових станів гарячої прокатки : Дис... канд. наук: 05.03.05 2006

Александров І.В. Удосконалення технологічних режимів і конструктивних параметрів чистових робочих клітей широкоштабових станів гарячої прокатки. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05 «Процеси та машини обробки тиском». Донбаська державна машинобудівна академія, Краматорськ, 2005.
Дисертація присвячена розширенню сортаменту, підвищенню якості забезпеченню економії матеріальних ресурсів при виробництві особливо тонких гарячекатаних штаб на основі розвитку методів автоматизованого розрахунку і проектування технології та обладнання, а також розробки практичних рекомендацій з вдосконалення технологічних режимів і конструктивних параметрів робочих клітей чистових груп широкоштабових станів гарячої прокатки.
В роботі розроблено комплекс математичних моделей та на їх основі встановлено основні закономірності механізму формування напружено-деформованого стану металу та показників якості металопродукції при гарячій прокатці особливо тонких штаб товщиною менш 1,4 мм.
З використанням методу кінцевих елементів уточнено особливості напружено-деформованого стану основних вузлів робочих клітей широкоштабових станів. Розроблено конструкцію і технологію виготовлення біметалевих лицювальних планок станин.
Експериментальними дослідженнями підтверджено вірогідність одержаних теоретичних результатів.
На основі проведених досліджень розроблені практичні рекомендації з удосконалення, а також сформульовані критеріально і вирішені програмно задачі з автоматизованого проектування відповідних технологій та обладнання.
Ключові слова:: гаряча прокатка, широкоштабові стани, чистові робочі кліти, напружено-деформований стан, сортамент, якість, автоматизований розрахунок і проектування, рекомендації з удосконалення.

У дисертації виконані нові науково-технічні розробки з розвитку методів автоматизованого розрахунку і проектування, а також з удосконалення технологій і устаткування процесу гарячої прокатки відносно тонких штаб і рішення на цій основі актуальних задач, що мають практичне значення, спрямованих на підвищення техніко-економічних показників широкоштабових станів гарячої прокатки .

Подальший розвиток технологій і устаткування процесів промислового виробництва гарячекатаних штаб нерозривно зв'язаний з розширенням сортаменту за рахунок зменшення кінцевої товщини і підвищенням якості готової металопродукції. З огляду на особливості процесу гарячої прокатки особливо тонких штаб рішення зазначених задач робить необхідним розвиток методів автоматизованого розрахунку і проектування технологій і устаткування, а також розробку і впровадження практичних рекомендацій, спрямованих на їхнє удосконалення.
На основі результатів двомірного аналізу напружено-деформованого стану металу встановлено, що при гарячій прокатці особливо тонких штабступінь неоднорідності розподілів по товщині нормальних осьових напруженьі швидкостейне перевищує 8,0%, у той час як відносна зміна нормальних осьових напружень, обумовлена додатковим впливом дотичних компонент девіатора напружень, є значимою і може досягати 25% і більше.
З урахуванням результатів двомірного аналізу на основі чисельного рекурентного рішення кінцево-різницевих форм умов балансу енергетичних витрат та статично-динамічної рівноваги, розглянутих у рамках виділених елементарних об’ємів осередку деформації, розроблена одномірна за кінематикою і двомірна за напруженнями математична модель процесу гарячої прокатки відносно тонких штаб, що дозволяє врахувати вплив дотичних компонент девіатора напружень, а також реальний характер розподілів геометричних параметрів, механічних властивостей, температур і умов контактного тертя. Ступінь уточнення локальних і інтегральних характеристик напруженого стану металу в цьому випадку склав 2030%
Розроблено комплекс чисельних математичних моделей і програмних засобів з автоматизованого розрахунку основних показників точності геометричних характеристик гарячекатаних штаб, з використанням методу кінцевих елементів одержали розвиток методи розрахунку напруженого й пружно-деформованого станів основних вузлів і конструктивних елементів механічного устаткування чистових робочих клітей широкоштабових станів гарячої прокатки. Вірогідність отриманих теоретичних рішень підтверджена експериментально.
З використанням детермінованих математичних моделей і узагальнених критеріїв оптимальності сформульовані і вирішені програмно задачі з автоматизованого проектування технологічних режимів роботи й основних конструктивних параметрів механічного устаткування чистових груп клітей ШСГП. На прикладі вузла станин показана можливість зниження його металоємності на 20% і більш при збереженні того ж показника модуля жорсткості і забезпеченні необхідних умов міцності. Показано доцільність використання у вузлах сполучень валків і станин біметалевих планок, що забезпечують зниження максимумів нормальних контактних напружень на 30% і більше.
Стосовно до технологічних режимів роботи й устаткування чистової групи робочих клітей ШСГП 1700 МарМК ім. Ілліча на основі результатів виконаних теоретичних і експериментальних досліджень установлено, що установка сьомої робочої кліти забезпечує з використанням розроблених режимів обтиснень і температурах 800 С і вище, можливість гарячої прокатки штаб з мало- і середньовуглецевих сталей типорозмірів 0,8х1000; 1,0х1250 і 1,2х1500 мм. Одночасно з цим обґрунтована необхідність реалізації комплексу технологічних і конструктивних заходів, спрямованих на забезпечення необхідних рівнів і ступеня стабільності температур кінця прокатки, а також на забезпечення необхідної точності геометричних характеристик готової металопродукції.
Результати роботи у вигляді програмних продуктів, конкретних технічних рішень і практичних рекомендацій використані на АТ «Новокраматорський машинобудівний завод» у рамках розробки проектно-конструкторської і проектно-технологічної документації, а також у Донбаській державній машинобудівній академії при реконструкції промислово-лабораторного стану 105/260х250. Запропоновано технологію виготовлення й в умовах Маріупольського ім. Ілліча і Новолипецького металургійних комбінатів упроваджених біметалевих планок вузлів сполучення подушок валків з напрямними станин станів гарячої прокатки.