Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

К широкополосным станам горячей прокатки (ШСГП) относятся многоклетьевые станы с размещением клетей в черновой и чистовых группах. В черновой группе применяют как нереверсивные, так и реверсивные клети, расположенные прерывно или непрерывно, а в чистовой группе клети всегда расположены непрерывно. Всю продукцию на ШСГП сматывают в рулоны на моталках.

Листопрокатный цех №2 - Стан 2000

Рисунок 1 – Листопрокатный цех №2 - Стан 2000

Стан «2000» (рисунок 1) предназначен для производства металла различного назначения: для автомобилестроения, судостроения, топливно-энергетического комплекса (ТЭК), машиностроения, электротехнической и оборонной промышленностей. Структурно подразделяется на 2 отделения – прокатное производство и отделка листа.

Прокатное отделение состоит:

1. Участок нагревательных печей.

2. Стан «2000». Предназначен для производства рулонного проката толщиной от 1,2 до 16 мм, шириной от 900 до 1835 мм.

3. Участок электрошлаковой наплавки. Предназначен для производства двух- и трехслойных слябов с последующей их прокаткой. Весь сортамент рулонов прокатывается из слябов углеродистых, низколегированных, качественных, нержавеющих и других марок сталей, по химическому составу удовлетворяющих требованиям соответствующих государственных стандартов.

Отделение отделки листа состоит:

1. Агрегат продольной резки № 1. Предназначен для продольной порезки рулонов толщиной от 1,2 до 8,0 мм, шириной от 900 до 1850 мм.

2. Агрегаты поперечной резки № 2, 3, 4. Предназначены для поперечной порезки рулонов толщиной от 1,2 до 16,0 мм, шириной от 900 до 1850 мм.

3. Участок горячекатаных рулонов. На участке производится охлаждение, доработка, упаковка и отгрузка рулонов со стана «2000» и агрегата поперечной резки №1 (АПР-1).

4. Участок формирования и отгрузки листа. На участке производится упаковка и отгрузка продукции с агрегатов поперечной резки.

Листопрокатный цех №2 - Склад готовой продукции

Рисунок 2 – Листопрокатный цех №2 - Склад готовой продукции

1. Актуальность темы

Форма концов раската и величина концевой обрези зависит от характера распределения обжатий по горизонтальным валкам черновых клетей широкополосного стана горячей прокатки.

Расход металла в концевую обрезь на станах горизонтальной прокатки во всех универсальных черновых клетях зависит от отношения обжатия в вертикальных валках к обжатию в горизонтальных валках.

Известно, что форма раската после обжатия в горизонтальных валках выпуклая, а после вертикальных валков вогнутая. Концевая обрезь составляет 15-25% от суммарного расхода металла (1,04-1,05).

Поэтому в настоящее время актуальной задачей при прокатке полос на ШСГП является снижение концевой обрези раската, так как это позволяет уменьшить расход металла и энергии на прокатку полос.

Вопросу распределения обжатий по черновым клетям (проходам) широкополосных станов посвящено большое количество литературы. Как правило, за основные критерии распределения обжатий принимается равномерность загрузки механического и электрического оборудования черновых клетей относительно допустимых значений. С учётом этих критериев в действующих технологических инструкциях по прокатке слябов в черновых группах клетей широкополосных станов приводятся допустимые диапазоны относительных обжатий по клетям. При распределении толщин раската по клетям черновой группы клетей широкополосного стана, обеспечивающих загрузку клетей пропорционально допустимым мощностям, использованы кривые удельного расхода энергии. Обжатия могут быть распределены по клетям (проходам) и неравномерно.

Из технической литературы известно, что оптимальное отношение В/Н обеспечивающее форму концов раската близкую к прямоугольной составляет 0,6-0,8. Работы в этом направлении выполнены только для узкого диапазона отношения ширины сляба B к толщине H (для условий прокатки в первой черновой клети), и только при обжатии в гладких вертикальных валках с цилиндрической бочкой. Влияние отношений В/Н по универсальным клетям на форму раската на выходе черновой группы клетей не исследовано. В этой связи работа является актуальной, так как направлена на уменьшение концевой обрези.

2. Анализ методов распределения обжатий по клетям черновой группы широкополосного стана горячей прокатки

На практике существует несколько методов распределения обжатий по клетям черновой группы ШСГП. Есть три метода распределения обжатий по горизонтальным валкам: распределение обжатий по условию равенства относительных обжатий; распределение обжатий при заданном относительном обжатии в последней клети и равных относительных обжатиях в предыдущих клетях; распределение толщин и обжатий по горизонтальным клетям по условию равномерной относительной загрузки клетей по различным ограничениям. Совместно с выбранным методом распределения обжатий по горизонтальным валкам применяется метод распределения обжатий по вертикальным валкам.

Мы знаем, что от характера распределения обжатий по горизонтальным валкам черновых клетей широкополосного стана горячей прокатки зависит форма концов раската в плане, а, следовательно, и величина концевой обрези. Снижение концевой обрези является актуальной задачей, так как позволяет уменьшить расход металла и энергии на прокатку полос.

Как показывает практика, самым оптимальным методом распределения обжатий на ШСГП является метод распределения толщин и обжатий по горизонтальным клетям по условию равномерной относительной загрузки клетей по различным ограничениям. За критерий оптимального распределения обжатий в горизонтальных валках (ГВ) черновых клетей можно принять одно из условий равномерности загрузки оборудования черновых клетей относительно допустимых значений: электродвигателей главных приводов – по мощности; главных линий – по крутящему моменту; валковых систем – по силе прокатки и др.

3. Методика исследования

3.1 Общее описание возможностей программы UNIVERSAL

Пакет программ «Универсал» (версия 4.2) предназначен для расчёта параметров горячей прокатки на полосовом стане произвольной конфигурации. Программа разработана в среде Windows и занимает примерно 3 Мб дисковой памяти.

Пользователь пакета может самостоятельно сформировать стан нужной конфигурации и для этого стана выполнить расчёт. Конфигурация стана формируется из стандартных объектов (машин).

При этом рольганги и экран вводится в конфигурацию стана автоматически (т.е. пользователь вводить их не должен).

Алгоритм не предъявляет никаких ограничений на число объектов, порядок их расположения, последовательность выполнения и число технологических операций. Такая возможность обеспечивается модульной структурой алгоритма, в которой в качестве модулей выступают стандартные объекты с взаимно совместимыми входами и выходами. Последовательность подключения объектов в расчёт управляется специальным массивом, созданным на основе схемы прокатки, заданной пользователем.

В отличие от самого алгоритма пакет УНИВЕРСАЛ ставит определенные ограничения на число объектов и операций. Они обусловлены размерами экрана монитора, на котором должна быть размещена схема стана, и разумными соображениями.

В версии 4.2 максимальное число объектов (машин) – 35, число операций – 100, максимальное число проходов в одном объекте – 25. При необходимости, эти ограничения могут быть изменены.

Разработанная схема стана 2000 в программе UNIVERSAL

Рисунок 3 – Разработанная схема стана 2000 в программе UNIVERSAL

Программа позволяет выполнить расчёт режимов работы станов произвольной конфигурации предназначенных для производства тонколистового проката и включающих: клети, печные моталки, перемоточные устройства, системы экранирования раскатов, гидросбивы, установку охлаждения полосы. Она выполняет расчёт режимов прокатки, расчет температурных и энергосиловых параметров, расчёт формоизменения раската при прокатке в вертикальных и горизонтальных клетях, а также технологических требований к основному оборудованию. Особенностью математического обеспечения является возможность учёта работы стана по сложной тахограмме прокатки, включающей пять участков с постоянной, но различного уровня скорости, чередующихся с участками разгона и торможения; учёт зависимости теплофизических характеристик металла от температуры.

За основу математической модели расчёта энергосиловых параметров принята модель, использованная ранее в широко апробированной программе ЭСПАРМ.

3.2 Результаты исследования

За критерий оптимального распределения обжатий в ГВ черновых клетей можно принять одно из условий равномерности загрузки оборудования черновых клетей относительно допустимых значений: электродвигателей главных приводов - по мощности; главных линий - по крутящему моменту; валковых систем -по силе прокатки и др.

Загрузка клетей по силе прокатки

Рисунок 4 – Загрузка клетей по силе прокатки

График Адамецкого

Рисунок 5 – График Адамецкого

Выводы

Приведенные выше способы распределения обжатий являются оптимальными только по одному выбранному условию равномерности загрузки оборудования рабочих клетей. Они не учитывают качественные параметры технологического процесса: равномерности относительной загрузки клетей по другим энергосиловым параметрам; суммарную массу обрези переднего и заднего концов подката; суммарный расход мощности, сил и моментов прокатки в клетях черновой группы; снижение температуры металла за цикл прокатки сляба в черновой группе и другие.

В дальнейшем нашем исследовании поставлена задача оценить все рассмотренные выше способы распределения обжатий по горизонтальным черновым клетям с использованием комплексного критерия оптимальности, учитывающего качественные и экономические показатели.

Список источников

  1. Оратовский Е.Л., Липухин В.А, Артамонова Е.А. Непрерывные и полунепрерывные широкополосные станы горячей прокатки // Бюллетень института «Черметинформация». - 1980. - №13. - С.22-35.
  2. Матвеев Б.Н. Совершенствование непрерывного производства горячекатаной широкополосной стали // Производство проката. - 2002. - №4. - С.17-24.
  3. Технология и оборудование, проблемы и перспективы бесконечной горячей прокатки на широкополосных станах / О.В. Дубина, А.Л. Остапенко, Л.А. Никитина и др. // Черная металлургия. Бюл. научн.-техн. и эконом. информации. - 2002. - Вып.5. - С.10-30.
  4. Поляков Б.А., Белянский А.Д. Распределение нагрузки по клетям НШС с использованием кривых удельного распределения энергии // Тонколистовая прокатка. Межвузовский сборник. – Воронеж: ВПИ. - 1981. - С.35-41.
  5. Экспериментальное исследование параметров прокатки в черновой группе клетей стана 2000 ЧерМК / Е.А. Руденко, А.К. Кужель, Т.С. Литвинова, В.З. Риднер // Интенсификация процессов производства тонколистового проката. - М.: Металлургия. - 1988. - С.27-31.
  6. Литовченко Н.В. Станы и технология прокатки листовой стали / Н.В. Литовченко. – Москва.: «Металлургия», 1979 – 272с.
  7. История производства горячекатаной полосы после 1926 г. / М. Дегнер, К. Гарбрахт, Х-У. Линдерберг и др. // Черные металлы.- 2003.- Апрель.-С.31-41.
  8. Сафьян М.М. Горячая прокатка листов на непрерывных и полунепрерывных станах.-М.: Металлургиздат, 1962.- 380с.
  9. Технология процессов прокатки и волочения. Листопрокатное производство / М.М. Сафьян, В.Л. Мазур, А.М. Сафьян, А.И. Молчанов. -К.: Вища школа, 1988.- 351с.
  10. Липухин В.А. Современные непрерывные широкополосные станы горячей и холодной прокатки Японии // Бюллетень института «Черметинформация».-1972.-№2.- С.3-14.
  11. Опыт эксплуатации стана горячей прокатки 2050 на заводе фирмы «ВАО STEEL» / Ян Гуан, Джинь Сэджунь, Си Джаньпин, Д. Розенталь, Л. Фойгтман, Г. Кнеппе // «Черные металлы».- 2002.- Апрель.- С.39-48.
  12. Дёринг К., Кала К.-П., Хачман Р. Новый компактный широкополосный стан горячей прокатки на заводе фирмы «EKO STAHL GmbH» и система его автоматизации // «Черные металлы».-1998.-Июль-август.- С.62-70.
  13. Кnерре G., Rozenthal D. Hot Strip rolling technology: Tasks for the new century // MРT International.- 1998.- 22.- №3.- Р.56-58, 60, 62, 64, 66, 67.
  14. Новейшая технология производства горячекатаной полосы/В. Бальд, Г. Кнеппе, Д. Розенталь, П. Зудау // Черные металлы.- 2000.- Февраль.-С.36-44.
  15. Тарасевич Ю.Ф., Ефименко С.П., Юсупов В.С. Литейно-прокатные агрегаты воздействуют на структуру производства и рынок тонколистовой стали // Производство проката.- 2000.- №5.- С.33-42.
  16. Снижение энергозатрат при прокатке полос / А.Л. Остапенко, Ю.В. Коновалов, А.Е. Руднев, В.В. Кисиль. – К.: Техніка, 1983. – 223 с.
  17. Экспериментальное исследование параметров прокатки в черновой группе клетей стана 2000 ЧерМК / Е.А. Руденко, А.К. Кужель, Т.С. Литвинова, В.З. Риднер//Интенсификация процессов производства тонколистового проката.- М.: Металлургия.- 1988.- С.27-31.
  18. Третьяков А.В.,Зюзин В.И. Механические свойства сталей и сплавов. – М.: Металлургия, 1972. – 222с.
  19. Зюзин В.И., Бровман М.Я., Мельников А.Ф. Сопротивление деформации сталей при горячей прокатке. – М.: Металлургия, 1964. – 270с.
  20. Мазур В.А., Хижняк А.Д. Сопротивление деформации низколегированных сталей // Сталь, 1991, №8. – С. 41-43.
  21. Измерение сопротивления горячей деформации легированных сталей / В.Л.Мазур, А.Д.Хижняк, И.Пете и др. // Сталь, 1992, №10.– С.44-46.
  22. Производство горячекатаной товарной продукции из стали 10ХСНД / А.Г.Свечинский, А.А.Чмелев, Р.Я.Шарафутдинов и др. // Сталь, 1993, №1. – С.246-250.
  23. Андреюк Л.В., Тюленев Г.Г. Аналитическая зависимость сопротивления деформации от температуры, скорости и степени деформации // Сталь, 1972, №9. – С.545-547.
  24. Андреюк Л.В., Тюленев Г.Г., Прицкер Б.С. Аналитическая зависимость сопротивления деформации стали и сплавов от их химического состава// Сталь, 1972, №6, - С.522-524.
  25. Бровман М.Я. Применение теории пластичности в прокатке. – М.: Металлургия, 1966. – 245с.
  26. Суяров Д.И., Гилевич Ф.С. Расчет оптимальных режимов при горячей прокатке широких полос на реверсивных станах. – Красноярское книжное изд-во, 1971. –111с.
  27. Бровман М.Я., Зепличенок Б.Ю., Герцев А.И. Усовершенствование технологии прокатки толстых листов. – М.: Металлургия, 1969. – 253с.