автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Разработка эффективной технологии контролируемой толстолистовой прокатки трубных сталей повышенных категорий прочности на основе моделирования температурных условий процесса

На правах рукописи"'

ШМАКОВ АНТОН ВЛАДИМИРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ТОЛСТОЛИСТОВОЙ ПРОКАТКИ ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ ПОВЫШЕННЫХ КАТЕГОРИИ ПРОЧНОСТИ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЙ ПРОЦЕССА

Специальность 05.16.05 - Обработка металлов давлением

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 2 СЕН 2011

Магнитогорск - 2011 г.

4853175

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Салганик Виктор Матвеевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гун Игорь Геннадьевич,

кандидат технических наук, профессор Ионов Сергей Михайлович.

Ведущая организация - ГОУ ВПО «Южно-Уральский государ-

ственный университет», г. Челябинск.

Защита состоится 4 октября 2011 г. в 14 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.111.01 при ФГБОУ «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина 38, Малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Автореферат разослан « » сентября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Селиванов В.Н.

-3 -

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Последние годы Россия активно реализует масштабные проекты по освоению новых нефтегазовых месторождений и транспортировке нефти и газа. Среди наиболее крупных проектов такие, как:

«Алтай» — проектируемый газопровод между газовыми месторождениями Западной Сибири и Синьцзян-Уйгурским автономным районом на западе Китая. Планируемая протяженность — около 6700 км, из которых 2700 км пройдут по территории России. Планируемый диаметр труб — 1420 мм.

«Бованенково — Ухта» — строящийся магистральный экспортный газопровод. Проектная протяжённость — 1100 км, производительность — 140 млрд. м3 газа в год. При строительстве планируется использовать трубы диаметром 1420 мм категории прочности К65, рассчитанные на давление 11,8 Н/мм2.

«Северный поток» — газопровод между Россией и Германией, проходящий частично по дну Балтийского моря. Планируемая протяженность газопровода — около 1200 км; трубы категории прочности К56-К60 диаметром 1420 мм (давление 9,8 Н/мм2) для наземной и 1220 мм (давление 22,0 Н/мм2) для подводной части.

«Южный поток» — российско-итальяно-французский проект газопровода из Новороссийска в Италию и Австрию, проходящего через Балканский полуостров и по дну Чёрного моря.

Указанные проекты обусловливают потребность в трубах большого диаметра категорий прочности К60-К65 и соответственно необходимость обеспечения подкатом производителей газопроводных труб.

Для удовлетворения этой потребности необходима разработка эффективной технологии производства трубной заготовки указанных категорий прочности, обеспечивающей формирование заданного структурного состояния и достижение требуемого уровня механических свойств.

Цель работы и задачи исследования. Целью настоящей работы является обеспечение процесса получения подката для труб большого диаметра с заданным структурным состоянием и требуемым комплексом механических свойств ресурсо- и энергосберегающей технологией, разрабатываемой на основе моделирования температурных условий контролируемой прокатки.

Для реализации указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

- выбор размеров и массы слябов с учетом технологических ограничений толстолистовой прокатки;

- выбор химического состава;

- определение температуры нагрева под прокатку;

- обеспечение равномерного нагрева сляба в печах;

-4- математическое моделирование температурных условий процессов формоизменения в черновых и чистовых проходах и междеформационного охлаждения толстых листов;

- разработка и применение модели формирования температурного состояния раската при ускоренном охлаждении;

- обобщение полученных результатов и осуществление технических и технологических разработок, обеспечивающих формирование заданного структурного состояния и достижение требуемых механических свойств подката для труб большого диаметра.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем.

Разработана и реализована процедура определения рациональных размеров и массы слябов, отличающаяся достижением минимального расходного коэффициента при требуемой производительности стана с обеспечением минимального превышения числа мерных листов сверх требуемого в партии.

Обоснована возможность снижения температуры нагрева слябов при прокатке трубной заготовки повышенных категорий прочности, исходя из обеспечения требуемой растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов.

Установлена необходимость учета температурного градиента по толщине металла, формирующегося на входе в очаг деформации в каждом проходе, для повышения точности определения напряженно-деформированного состояния металла и энергосиловых параметров процесса толстолистовой прокатки.

Впервые на основе численного конечно-элементного моделирования напряженно-деформированного и температурного состояний в процессе контролируемой толстолистовой прокатки определены зоны максимального энерговыделения по высоте очага деформации и установлен температурный градиент по толщине раската в черновых и чистовых проходах.

Практическая значимость. На основе выполненных технических и технологических разработок создан ряд изобретений.

Алгоритм, позволяющий определять размеры и массу слябов в условиях производства, положен в основу «Способа изготовления партий горячекатаного листа» (патент РФ №2405639 на изобретение).

Способ управления нагревом металла в печах прокатных станов, обеспечивающий достижение его равномерности, защищен патентом РФ №2337293 на изобретение. Согласно указанному способу предлагается корректировать термическое состояние металла и уставки агрегатов при нагреве по измерению усилий прокатки в первых черновых проходах.

Разработана методика проведения эксперимента и последующей обработки данных для определения временных и температурных условий

фазовых превращений при ускоренном охлаждении в процессе контролируемой прокатки трубных сталей. Указанная методика используется при лабораторном определении и анализе траекторий охлаждения согласно «Способу термической обработки изделий из стали и сплавов» (патент

РФ №2413777 на изобретение).

Предложено снизить температуру нагрева слябов под прокатку до 1150°С. В результате сокращается время повторного нагрева, расход энергоносителя и угар в печи; уменьшается толщина обезуглероженного слоя и степень вскрытия поверхностных дефектов; повышается производительность стана.

Разработана модель формирования температурного состояния раската при ускоренном охлаждении. С использованием указанной модели определены параметры режимов ламинарного охлаждения проката доя производства труб большого диаметра категории прочности Х80 по АР1-

5L на стане 5000 ОАО «ММК».

Реализация pafin-гы в промышленности. Процедура определения

размеров и массы слябов с учетом технологических ограничений непрерывной разливки и толстолистовой прокатки реализована в виде автоматизированного рабочего места «Расчет размеров слябов» в ЛПЦ-9 ОАО «ММК» и активно используется работниками цеха и сбытовых служб для анализа поступающих заказов на стане 5000 и выдачи заданий на выплавку и разливку.

Заключен договор с ОАО «ММК» №РД0047524, зарегистрированный в ФГУ ФИПС 02.03.2009, на право использования патента РФ №2337293 на изобретение «Способ управления нагревом металла в печах

прокатных станов».

Разработанные технологические режимы прокатки листов по 1У 14-1-5574-2009 категории прочности К60 толщиной 15,7-16,8 мм приняты к использованию на стане 5000 ОАО «ММК» (акт испытаний №ГП-2672 от 26.11.2010, акт внедрения от 06.12.2010 по договору №171653 от 28 04 2009) По результатам опытно-промышленных прокаток внесены изменения (Изменение №9 от 06.12.2010) во временную технологическую инструкцию (Г) ВТИ-101-П-ГЛ0-2-2009 «Технология производства

горячекатаных листов на стане 5000».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на 67, 68 и 69 Межрегиональных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования» (Магнитогорск, 2009-2011); VIII Международном конгрессе прокатчиков (Магнитогорск, 2010); XVII и XVIII Международных научно-технических конференциях «ТРУБЫ-2009» и «ТРУБЫ-2010» (Челябинск, 2009-2010); X Международной конференции по применению численных методов в промышленных процессах ОМД «NUMI-FORM 2010» (Корея, 2010); VIII Международной научно-техническои конференции «Современные металлические материалы и технологии»

(Санкт-Петербург, 2009); VI Школе-семинаре «Фазовые и структурные превращения в сталях» (Магнитогорск, 2008).

Публикации. Результаты работы отражены в 12 публикациях, из них 9 научных статей, в т.ч. 3 статьи в рецензируемых изданиях из перечня ВАК и 3 патента на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 123 наименований и 4 приложений; содержит 52 рисунка, 17 таблиц; изложена на 160 страницах машинописного текста.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы задачи диссертационной работы, обоснована ее актуальность и практическая значимость.

В первой главе, являющейся обзорной, проведен анализ существующих технологических систем производства листового и рулонного трубного проката для одношовных, двушовных и спиралешовных труб большого диаметра: машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) в сочетании с толстолистовым станом (ТЛС), широкополосным станом горячей прокатки (ШСГП) и литейно-прокатные агрегаты (ЛПА).

Отмечено, что технологическая система МНЛЗ-ТЛС имеет ряд неоспоримых преимуществ при производстве трубного проката:

- широкие возможности управления температурным режимом процесса путем регулирования продолжительности пауз между проходами;

- наибольшие усилие и крутящий момент прокатки;

- возможность производства подката для одношовных труб диаметром 820 мм и выше, составляющих основную долю в строительстве магистральных трубопроводов;

- перспектива производства проката категорий прочности XI 00-Х 120 по АР1-5Ь.

Определены основные показатели эффективности технологии производства толстолистового проката:

- энергосбережение, достигаемое за счет применения рациональных температурных режимов нагрева, прокатки и ускоренного охлаждения;

- ресурсосбережение, обеспечиваемое экономной схемой легирования стали;

- повышение производительности за счет снижения времени нагрева заготовки и продолжительности междеформационной паузы;

- увеличение выхода годной продукции путем повышения стабильности достижения требуемого структурного состояния

металла, а также выбора заготовки, обеспечивающей минимальное значение расходного коэффициента.

Показана эффективность математического моделирования температурных условий процесса прокатки при разработке технологии производства трубного проката.

При получении трубной заготовки категорий прочности К60-К65 формирование заданного структурного состояния и достижение требуемого уровня механических свойств происходит в результате протекания разнородных по физической сущности процессов на разных стадиях производства.

Показано, что для обеспечения однородности конечного структурного состояния необходимо учитывать закономерности формирования температурного состояния по толщине проката. Экспериментальные методы его оценки неприменимы в потоке стана. Известные эмпирические модели, используемые при разработке режимов нагрева, прокатки и ускоренного охлаждения, не учитывают влияние температурного градиента, формирующегося по толщине металла.

Проанализированы существующие закономерности формирования конечного структурного состояния и достижения требуемых потребительских свойств при прокатке низколегированных трубных сталей, а также основные тенденции их развития. Обозначена проблема выбора химического состава и разработки температурных режимов формоизменения, процесса ускоренного охлаждения, обеспечивающих твердорас-творное, дислокационное, зернограничное упрочнение, дисперсионное твердение и получение требуемого структурного состояния металла.

Таким образом, обоснована необходимость комплексного подхода к анализу и разработке химического состава и рациональных режимов нагрева, формоизменения и ускоренного охлаждения, которые обеспечат однородность структурного состояния проката по толщине и требуемый уровень прочностных и пластических характеристик.

На основании проведенного анализа сформулированы цель и задачи работы.

Во второй главе представлена начальная стадия разработки эффективной технологии производства подката для труб большого диаметра: определение параметров исходной заготовки и рационального раскроя листов с учетом технологических ограничений процесса.

Предложена аналитическая процедура определения размеров и массы слябов в производственных условиях с учетом технологических ограничений непрерывной разливки и толстолистовой прокатки, позволяющая при заданных размерах готового листа, объеме партии, допусках на массу партии и величине обрези:

- определить возможные сочетания размеров слябов;

- рассчитать значение расходного коэффициента;

- определить схему порезки раската;

-8- обеспечить минимальное превышение количества мерных листов сверх требуемого в партии;

- выбрать приоритетный вариант размеров сляба, исходя из прочих производственных ограничений.

На «Способ изготовления партий горячекатаного листа», позволяющий определять размеры и массу слябов в условиях производства, получен патент РФ №2405639 на изобретение.

Разработанный процедурный алгоритм реализован в виде автоматизированного рабочего места «Расчет размеров слябов» в рамках модуля оптимизации раскроя листов, введенного в промышленную эксплуатацию на стане 5000 ОАО «ММК». Модуль активно используется работниками цеха и сбытовых служб для анализа поступающих заказов и выдачи заданий на выплавку и разливку.

С использованием предложенной процедуры для разработки технологии производства листов с размерами 15,7x4378x11800 мм из стали категории прочности К60 и 22x4340x11800 мм из стали категории прочности Х80 определены следующие размеры слябов соответственно:

- 300x2500x3660 мм;

- 300x2700x4540 мм.

В третьей главе представлен комплекс математических моделей, описывающих температурные условия процессов нагрева, черновой и чистовой стадий прокатки, ускоренного охлаждения, используемых при разработке эффективной технологии производства трубной заготовки.

Проанализированы механизмы влияния карбонитридообразующих элементов на формирование требуемого структурного состояния металла и достижение требуемого комплекса механических свойств.

Для определения рациональной температуры нагрева под прокатку впервые предложено прогнозировать обеспечение требуемой растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов. С этой целью применена модель расчета фазового равновесия, разработанная в лаборатории диффузии ИФМ УрО РАН.

Для обеспечения равномерности нагрева по толщине сляба предложен способ управления нагревом металла в печах прокатных станов, защищенный патентом РФ №2337293 на изобретение, согласно которому предлагается корректировать термическое состояние металла и уставки агрегатов при нагреве по измерению усилий прокатки в первых черновых проходах.

С целью получения обоснованных представлений о распределении температурных полей, полей напряжений и деформаций при толстолистовой прокатке, с использованием программного комплекса DEFORM™ осуществлялось моделирование первого чернового прохода прокатки трубной заготовки категории прочности Х80. Особенностью выполненного в данной работе моделирования является учет взаимозависимости

напряженно-деформированного состояния и температурного поля, а также их совместного влияния на энергосиловые параметры процесса.

Принятые допущения:

- среда вязкопластическая:

а = 83.89 - и0'120 ■ (10•г)0193 •(//1 ООО)3,879> где и - скорость деформации, с"1; £ - степень деформации; / - температура металла, °С;

- трение по закону Зибеля:

показатель пластического трения 0,85;

- коэффициент конвекции 0,02 Н/сммтрад;

- материал однородный и изотропный;

- теплофизические свойства материала сляба:

коэффициент теплопроводности 29,0 Н/с-град; коэффициент теплоемкости 4,8 Н/мм град; коэффициент черноты 0,8;

- валки несжимаемые;

- теплофизические свойства материала рабочих валков (чугун):

начальная температура валка 80°С; коэффициент теплопроводности 49,43 Н/с град; коэффициент теплоемкости 4,58 Н/мм2-град.

В ходе расчетного анализа определили, что помимо учета деформационного разогрева металла и теплопередачи деформирующему инструменту необходимо принимать во внимание такие факторы, как теплоотдача конвекцией и излучением на недеформируемых участках и температурный градиент металла по толщине, формирующийся на входе в очаг деформации (рис. 1).

В результате исследований установлено, что перечисленные факторы оказывают значительное влияние на распределение интенсивности напряжений, деформаций и температурных полей по толщине раската. Исключение из рассмотрения указанных факторов приводит к некорректному определению энергосиловых параметров, при этом ошибка может достигать 35%.

Рис. 1. Распределение интенсивности напряжений (слева) и деформаций (справа): а - температурные факторы не учитывались; б - учитывался температурный градиент по толщине сляба; в - учитывались деформационный разогрев, теплопередача валкам, теплоотдача конвекцией и излучением; г - учитывались все указанные теплофизические факторы

Разработана модель формирования температурного состояния раската при ускоренном охлаждении (УО). В указанной модели при «пленочном» кипении в местах, где жидкость отделена от поверхности нагрева «паровой подушкой», теплообмен считался радиационным. В секциях ламинарного охлаждения установки УО, где под давлением падающей струи вода пробивает указанную «паровую подушку», поток тепла с поверхности определялся теплопроводностью металла.

С целью определения параметров фазовых превращений, протекающих в микролегированных трубных сталях, и уточнения режимов ускоренного охлаждения проведен эксперимент по охлаждению на воздухе образцов стали категории прочности К60 различной толщины.

Кривая охлаждения для образца толщиной 0,85 мм (скорость охлаждения которого соответствовала нормативам, используемым на стане), по набору экспериментальных точек была восстановлена в виде полиномиальной зависимости температуры от времени (рис. 2).

В условиях пространственно-однородного распределения температур при охлаждении на воздухе эффективная теплоемкость имеет вид:

_ SaeT4 С pv{dT/dt)

где а = 5,67 • 10"8 Вт/(м2 • К4) - постоянная Больцмана;

£ = 0,83 - коэффициент черноты;

Т - температура, К;

р - плотность стали;

S/V = 2/1 (1 - толщина пластины).

Соответствующая температурная зависимость эффективной теплоемкости имеет максимумы, наблюдаемые при 710 и 560°С, отвечающие фазовым превращениям (рис. 3). В результате структурного анализа, проведенного методами оптической и электронной микроскопии, установлено, что указанные пики теплоемкости соответствуют происходящим в трубной стали аустенит-ферритному и промежуточному превращениям, а в процессе охлаждения в образце образовывалась феррито-бейнитная структура с объемной долей бейнита -15%.

Рис. 2. Кривая охлаждения после Рис. 3. Зависимость теплоемкости от аппроксимации температуры

- и -

В четвертой главе представлены результаты моделирования температурных условий процесса прокатки и ускоренного охлаждения трубной заготовки, проведена проверка адекватности выполненных расчетов, и выполнены соответствующие технические и технологические разработки.

С учётом указанных в главе 3 температурных факторов произведено моделирование черновой и чистовой стадий контролируемой прокатки трубной заготовки категории прочности К60 на основе разработанного ранее (в ходе выполнения НИР по договору) технологического режима прокатки листов толщиной 15,7 мм.

Реологическое уравнение среды:

аг= 1530 и/'1019 е,0-1344 ехр(-0,002530, где ис - скорость деформации, с"1; е, - степень деформации; г - температура металла, °С.

Зависимости коэффициентов теплоемкости (Дж/кг °С) и теплопроводности (Дж/м-с °С) от температуры (°С):

с(0 = 0,113 + 0,0235 • (Г /1000)5 + 0,16 • ехр(-0,0047 • (/ - 740));

Я(() = 42--,-^-

сЛ(0,24 • [{г - 950)/100])

В результате установлено распределение температур поверхности и центральных слоев раската по проходам (рис. 4). Расчетное значение температуры поверхности на выходе из клети в последнем проходе составило 750°С, а по результатам дилатометрических исследований для стали К60 близкого химического состава, проведенных на кафедре ОМД МГТУ им. Г.И. Носова, температура Аг3 равна 734-738°С. Соответственно, деформация по исследуемому режиму должна завершиться до начала процесса распада аустенита, что способствует получению перед ускоренным охлаждением гомогенного состава аустенита и позволит обеспечить стабильность получения конечного структурного состояния и механических свойств.

Сравнение расчетных температур поверхности металла с соответствующими температурами, фиксируемыми пирометрами стана 5000 ОАО «ММК» во время опытно-промышленных прокаток по указанному режиму, показало практически полное их соответствие (наибольшее отклонение составило 1,74%), что свидетельствует об адекватности проведенных расчетов (рис. 4).

Проанализированные в ходе моделирования технологические режимы прокатки листов категории прочности К60 толщиной 15,7-16,8 мм приняты к использованию на стане 5000 ОАО «ММК». Промышленные испытания и внедрение указанных режимов подтверждены соответствующими актами. По результатам опытно-промышленных прокаток внесены изменения во временную технологическую инструкцию применительно к температурным режимам прокатки.

С использованием разработанной модели температурного состояния раската произведен расчетный анализ реального режима ускоренного охлаждения раската толщиной 15,7 мм из стали категории прочности К60, произведенного на стане 5000 ОАО «ММК» (скорость перемещения раската 2,1 м/с; работающие секции УО №3, 5, 7, 10, 13; температурный диапазон УО 723-613°С). Исходными данными послужило распределение температуры по толщине, полученное в результате моделирования в программном комплексе DEFORM™. Исходя из схемы расположения оборудования на линии ускоренного охлаждения, определили граничные условия моделирования.

В результате моделирования получены траектории охлаждения поверхностного и центрального слоев раската (рис. 5).

Дййй Ä йййй£\

к &

BBBBBgppcj

t 1000

üsbbi

700 600

| 500 | 400 | 300 200 100

/ л И

Г" Г~.......- -...................41

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 N9 прохода

—□—поверхность (расчет) -А-центр (расчет)

• эксперимент

Рис. 4. Распределение температур раската из стали К60 по проходам

О 2 4 б 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 время, с

—поверхность (расчет) — — — — центр (расчет) X эксперимент

Рис. 5. Кривые охлаждения поверхности и центра раската из стали К60

Для проверки адекватности модели сравнивали расчетные температуры поверхности металла на входе и после ускоренного охлаждения с соответствующими температурами, фиксируемыми пирометрами стана по данным паспорта раската. Сравнение показало практически полное соответствие указанных температур (отклонение составило 0,1%). Предложенная модель формирования температурного состояния раската адекватно отображает тепловые процессы, происходящие в интервале температур фазового превращения, пригодна для промышленного использования и может быть рекомендована к промышленной эксплуатации для разработки режимов ускоренного охлаждения раската.

С использованием представленных и опробованных математических моделей произведена комплексная разработка эффективной технологии производства трубной заготовки категории прочности Х80.

Исходя из закономерностей формирования конечного структурного состояния и достижения требуемых потребительских свойств при прокатке трубных сталей, а также на основании термодинамических расчетов растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов произведен выбор химического состава стали категории прочности Х80 по АР1-5Ь. Реологическое уравнение среды определялось по методике Андреюка-Тюленева (стр. 9).

Обоснована возможность снижения температуры нагрева слябов под прокатку трубной стали категории прочности Х80 до 1150°С, исходя из обеспечения требуемой растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов, определенной в результате расчета фазового равновесия многокомпонентной системы Ре-ЫЬ-П-У-С-Ы.

С учетом температурного градиента металла по толщине, формирующегося на входе в очаг деформации в каждом проходе, выполнено моделирование перспективного режима прокатки трубной заготовки категории прочности Х80 толщиной 22 мм. В результате модельных расчетов получено распределение температур поверхности и центральных слоев раската по проходам (рис. 6).

Проведенный анализ показал, что черновая прокатка по указанному режиму производится в интервале температур поверхности 1030-990°С, а чистовая 815-760°С.

Значительный температурный градиент по толщине листа формируется на всей черновой стадии прокатки и достигает 162°С в 5 черновом проходе; на момент выхода из клети в последнем проходе он составляет 39°С и снижается до 13°С на входе в установку УО. В трех последних чистовых проходах наблюдается резкое снижение температуры поверхностных и центральных слоев раската, когда толщина раската становится меньше 30 мм.

На основе результатов экспериментальных исследований (стр. 10) и анализа паспортов раскатов, произведенных на ОАО «ММК» из стали категории прочности К65, близкой по механическим свойствам к стали Х80, определен целевой интервал температур поверхности раската на выходе из установки УО, равный 500-530°С.

Осуществлен выбор схем включения секций ламинарного охлаждения при различных скоростях перемещения раската (граничные условия моделирования). В результате разработаны режимы ускоренного охлаждения раската толщиной 22 мм из стали категории прочности Х80 в температурном интервале от 760 до 520°С, что обеспечит достижение требуемого структурного состояния и механических свойств (таблица).

Режимы ускоренного охлаждения трубной заготовки из стали Х80

№ режима 1 2 3 4 5

Скорость раската, м/с 1,2 1,0 0,9 0,8 0,6

Включенные секции 1-15 1-11, 1-3,5-7, 1,2,4,5,7,8, 1,3,5,7,9,

установки УО 13,15 9-11,13-15 10,11,13-15 11,13,15

? 900 с

| 800 700

-""о.очз-о-а-о.ач}»-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1Э 20 21 № прохода

—-О-поверхность (расчет) -£------центр ¡рясчет)

Рис. 6. Распределение температур раската из стали Х80 по проходам

-14В заключении приведены основные результаты работы.

В работе представлен комплекс математических моделей, который позволяет описать и спрогнозировать геометрические и температурные условия процесса толстолистовой прокатки на разных его стадиях (определение параметров заготовки и химического состава, нагрев, черновая и чистовая прокатка, ускоренное охлаждение).

С помощью указанного комплекса выполнена разработка эффективных технологических режимов производства трубной заготовки повышенных категорий прочности, обеспечивающих получение требуемого структурного состояния и заданных механических свойств готовой продукции.

Реализация предложенных технических и технологических разработок позволит добиться следующих показателей эффективности:

- экономии природного и коксового газа до 16%;

- снижения суммарного содержания Л, V и № до 0,063% при допустимом значении 0,150% по стандарту АР1-5Ь для стали категории прочности Х80;

- повышения производительности за счет снижения времени нагрева заготовки и продолжительности междеформационной паузы в среднем на 15-20 т/ч;

- увеличения выхода годной продукции путем повышения стабильности достижения требуемого структурного состояния металла, а также выбора заготовки, обеспечивающей минимальное значение расходного коэффициента.

Итоговые результаты работы заключаются в следующем.

1. Предложена аналитическая процедура определения размеров и массы слябов в производственных условиях с учетом технологических ограничений непрерывной разливки и толстолистовой прокатки, позволяющая при заданных размерах готового листа, объеме партии, допусках на вес партии и величине обрези:

- определить возможные сочетания размеров слябов;

- рассчитать значение расходного коэффициента;

- определить схему порезки раската;

- обеспечить минимальное превышение количества мерных листов сверх требуемого в партии;

- выбрать приоритетный вариант размеров сляба, исходя из прочих производственных ограничений.

2. Указанная процедура реализована в виде автоматизированного рабочего места «Расчет размеров слябов» в рамках модуля оптимизации раскроя листов, введенного в промышленную эксплуатацию на стане 5000 ОАО «ММК». Модуль активно используется работниками цеха и сбытовых служб для анализа поступающих заказов и выдачи заданий на выплавку и разливку. «Способ изготовления партий горячекатаного лис-

та», позволяющий определять размеры и массу слябов в условиях производства, защищен патентом РФ №2405639 на изобретение.

3. С использованием предложенной процедуры для разработки технологии производства листов с размерами 15,7x4378x11800 мм из стали категории прочности К60 и 22x4340x11800 мм из стали категории прочности Х80 определены соответствующие параметры исходной заготовки.

4. Исходя из закономерностей формирования конечного структурного состояния и достижения требуемых потребительских свойств при прокатке трубных сталей, а также на основании термодинамических расчетов растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов произведен выбор химического состава стали категории прочности Х80 по API-5L.

5. Для выбора температуры нагрева под прокатку впервые предложено прогнозировать обеспечение требуемой растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов в стали. С этой целью в рамках специализированной программы «IMP Equilibrium», разработанной в лаборатории диффузии ИФМ УрО РАН, применялась модель расчета фазового равновесия многокомпонентной системы Fe-Nb-Ti-V-C-N. Исходя из обеспечения требуемой растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов, обоснована возможность снижения температуры нагрева слябов под прокатку трубной стали категории прочности Х80 до 1150°С.

6. Предложен способ управления нагревом металла в печах прокатных станов, обеспечивающий достижение его равномерности. Согласно указанному способу, защищенному патентом РФ №2337293 на изобретение, предлагается корректировать термическое состояние металла и уставки агрегатов при нагреве по измерению усилий прокатки в первых черновых проходах.

7. Установлено, что при выполнении моделирования процесса толстолистовой прокатки помимо учета деформационного разогрева металла и теплопередачи деформирующему инструменту необходимо принимать во внимание такие факторы, как теплоотдача конвекцией и излучением на недеформируемых участках и температурный градиент металла по толщине, формирующийся на входе в очаг деформации в каждом проходе.

8. С использованием программного комплекса DEFORM с учетом указанных температурных факторов произведено моделирование разработанных на основе инженерных расчетов режимов прокатки трубной заготовки категории прочности К60 толщиной 15,7 мм. Показана адекватность используемой в работе модели формоизменения и корректность выбора условий моделирования. Разработанные и проанализированные в ходе моделирования технологические режимы прокатки листов по ТУ 141-5574-2009 категории прочности К60 толщиной 15,7-16,8 мм приняты к использованию на стане 5000 ОАО «ММК». По результатам опытно-

промышленных прокаток внесены изменения во временную технологическую инструкцию производства горячекатаных листов на стане 5000.

9. С учетом температурного градиента металла по толщине, формирующегося на входе в очаг деформации в каждом проходе, выполнено моделирование перспективного режима прокатки трубной заготовки категории прочности Х80 по API-5L толщиной 22 мм. По результатам моделирования температурный интервал черновой прокатки составляет 990-1030°С, а чистовой 815-760°С на поверхности раската. Прокатка по исследуемому режиму проходит в аустенитной области. Наибольший температурный градиент по толщине листа достигает 162°С в 5 черновом проходе; на момент выхода из клети в последнем проходе он составляет 39°С и снижается до 13°С на входе в установку УО.

10. Предложена методика проведения эксперимента в условиях пространственно-однородного распределения температур и последующей обработки полученных данных для определения временных и температурных условий фазовых превращений в сталях.

11. Разработана модель формирования температурного состояния раската при ускоренном охлаждении. С помощью указанной модели осуществлен расчетный анализ реального режима ускоренного охлаждения раската толщиной 15,7 мм из стали категории прочности К60. Показана адекватность используемой модели и корректность сделанных допущений. Соответственно, модель пригодна для промышленного использования в условиях контролируемой толстолистовой прокатки.

12. С использованием предложенной модели разработаны режимы ускоренного охлаждения трубной заготовки категории прочности Х80 толщиной 22 мм в температурном интервале от 760 до 520°С.

В приложениях приведены оптические и электронные микрофотографии структуры, температурные поля раскатов из стали категорий прочности К60 и Х80, а также документы по практической реализации результатов работы.

* Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Шмаков A.B. Технологические аспекты получения трубной заготовки категории прочности Х100 - Х120 в условиях толстолистового стана 5000 ОАО «ММК» // Фазовые и структурные превращения в сталях: Сб.науч.тр.,вып. 6 / Под ред. В.Н. Урцева Магнитогорск, 2010.423 с.

2. Математическая модель термообработки изделия в условиях протекания фазовых переходов / С.А. Муриков, В.Н. Урцев, Ю.Н. Горно-стырев, A.B. Шмаков // Фазовые и структурные превращения в сталях: Сб.науч.тр.,вып. 6 / Под ред. В.Н. Урцева Магнитогорск, 2010. 423 с.

3. Салганик В.М., Шмаков A.B., Пустовойтов Д.О. Моделирование процесса контролируемой прокатки трубной заготовки в условиях стана 5000 ОАО «ММК» // Сборник трудов VIII Международного конгресса прокатчиков, Магнитогорск, 11-15 октября 2010.

- 174. Разработка и анализ температурных режимов толстолистовой прокатки с использованием математического моделирования процесса /

A.B. Шмаков, В.М. Салганик, C.B. Денисов, Д.О. Пустовойтов // Сборник докладов XVIII Международной научно-технической конференции «ТРУБЫ-2010», Челябинск, 13-15 сентября 2010.

5. Plate rolling modeling at mill 5000 of OJSC " Magnitogorsk Iron and Steel" for analysis and optimization of temperature rates / V. Salganik, A. Shmakov, A. Pesin, D. Pustovoytov // Proceedings of the 10th International Conference on Numerical Methods in Industrial Forming Processes NUMI-FORM 2010, Pohang, Republic of Korea, June 13-17, 2010. P. 602-608.

6. Шмаков A.B., Салганик В.М. Разработка ресурсосберегающих технологий получения микролегированного стального проката для производства труб большого диаметра // Сборник докладов XVII Международной научно-технической конференции «ТРУБЫ-2009», Челябинск, 22-23 сентября 2009 г.

7. Особенности формирования напряженно-деформированного состояния раската в черновых проходах применительно к стану 5000 ОАО «ММК» / В.М. Салганик, A.B. Шмаков, Д.О. Пустовойтов, С.А. Муриков // Производство проката. 2009. №11. С.10-14.

8. Салганик В.М., Шмаков A.B., Попов В.В. Рациональные режимы контролируемой прокатки на стане 5000 трубной заготовки с пониженной температурой нагрева слябов // Сталь. 2009. №10. С. 47-51.

9. Интеграционный комплекс автоматизации стана 5000 ОАО «ММК» / В.Н. Урцев, Ф.В. Капцан, A.B. Фомичев, П.Е. Марков, Э.Р. Юсуфьянов, A.B. Шмаков, Д.С. Каплан, B.C. Сеничев // Сталь. 2009. №7. С. 46-50.

10. Способ изготовления партий горячекатаного листа / В.Н. Урцев, Ф.В. Капцан, A.B. Фомичев, Д.М. Хабибулин, A.B. Шмаков // Пат. №2405639 (Россия), 2010.

11. Способ управления нагревом металла в печах прокатных станов /

B.Н. Урцев, С.А. Муриков, Д.М. Хабибулин, A.B. Шмаков // Пат. №2337293 (Россия), 2010.

12. Способ термической обработки изделий из стали и сплавов / В.Н. Урцев, С.А. Муриков, Д.М. Хабибулин, A.B. Шмаков // Пат. №2413777 (Россия), 2010.

Подписано в печать 16.08.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 581.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ФГБОУ ВПО «МГТУ»

Введение.

Глава 1. Технологические системы получения трубного проката и направления повышения их эффективности.

1.1. Понятие технологической системы и обзор существующих технологических систем для получения трубного проката.

1.1.1. Компоновка на основе ШСГП.

1.1.2. Компоновка на основе ЛПА.

1.1.3. Компоновка на основе ТЛС.

1.2. Эффективная технология производства толстолистового проката и роль моделирования при ее разработке.

1.3. Тенденции развития трубных сталей.

1.4. Закономерности формирования конечного структурного состояния и достижения требуемых потребительских свойств при прокатке низколегированных трубных сталей.

1.4.1. Легирование стали.

1.4.2. Процесс контролируемой прокатки.

1.4.3. Ускоренное охлаждение металла.

1.5. Формулировка цели и постановка задач исследования.

Глава 2. Выбор размеров и массы слябов с учетом технологических ограничений толстолистовой прокатки.

2.1. Разработка процедуры выбора параметров сляба в технологической системе МНЛЗ-ТЛС.

2.2. Реализация процедуры выбора параметров сляба.

2.3. Автоматизированное рабочее место «Расчет размеров слябов».

2.4. Выбор параметров слябов для производства трубной заготовки из сталей категорий прочности К60 и Х80.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Комплексное математическое моделирование температурных условий в технологической системе производства толстого листа.

3.1. Методика выбора химического состава и определения температуры нагрева сляба.

3.1.1. Температура нагрева слябов под прокатку.

3.1.2. Анализ влияния карбонитридообразующих элементов.

3.1.3. Математическая модель расчета фазового равновесия.

3.1.4. Обеспечение равномерного нагрева слябов в печах.

3.2. Математическое моделирование температурных условий процессов формоизменения и междеформационного охлаждения листа.

3.3. Математическая модель охлаждения раската.

3.3.1. Описание тепловых процессов.

3.3.2. Описание математической модели.

3.3.3. Экспериментальное исследование фазовых превращений.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Разработка эффективных технологических режимов производства трубной заготовки и их промышленная апробация на тол сто листовом стане 5000 ОАО «ММК».

4.1. Технологические режимы прокатки и ускоренного охлаждения трубной заготовки категории прочности К60.

4.1.1. Разработка и анализ температурных режимов прокатки.

4.1.2. Моделирование процесса ускоренного охлаждения раската.

4.2. Системная технология производства трубной заготовки категории прочности Х80 по стандарту АР1-5Ь.ЮЗ

4.2.1. Выбор химического состава.ЮЗ

4.2.2. Определение температуры нагрева сляба.Ю

4.2.3. Разработка и анализ температурных режимов прокатки.

4.2.4. Разработка режимов ускоренного охлаждения раската.

Выводы по главе 4.

Последние годы Россия активно реализует масштабные проекты по освоению новых нефтегазовых месторождений и транспортировке нефти и газа. Среди наиболее крупных проектов такие, как:

Алтай» — проектируемый газопровод между газовыми месторождениями Западной Сибири и Синьцзян-Уйгурским автономным районом на западе Китая. Планируемая протяженность — около 6700 км, из которых 2700 км пройдут по территории России. Планируемый диаметр труб— 1420 мм.

Бованенково — Ухта»---строящийся российский магистральный экспортный газопровод. Проектная протяжённость — 1100 км, производительность — 140 млрд. м3 газа в год: При строительстве планируется использовать трубы диаметром 1420 мм категории прочности К65, рассчитанные на давление 11,8 Н/мм2.

• «Северный поток» — газопровод между Россией и Германией по дну Балтийского моря, планируемая протяженность газопровода — около 1200 км, трубы категории прочности К56-К60 диаметром 1420 мм о ' 2 давление 9,8 Н/мм0 для наземной части и. 1220 мм (давление 22,0 Н/мм ) для подводной.

Южный поток» — российско-итальяно-французский проект газопровода, проходящего по дну Чёрного моря из Новороссийска через Балканский полуостров в Италию и Австрию.

Указанные проекты обусловливают потребность в трубах большого диаметра (ТБД) категорию прочности К60-К65 и соответственно необходимость обеспечения подкатом производителей газопроводных труб.

При получении, трубной, заготовки указанных категорий прочности формирование заданного структурного состояния и достижение требуемого уровня механических свойств происходит в результате протекания разнородных по физической сущности процессов на разных стадиях производства.

Так, на основании термодинамических расчетов фазового равновесия в стали осуществляется выбор оптимального содержания микролегирующих элементов и определение температуры нагрева слябов под прокатку.

Для обеспечения однородности конечного структурного состояния необходимо учитывать закономерности формирования температурного состояния по толщине проката. Экспериментальные методы- его' оценки неприменимы в потоке стана. Известные, эмпирические модели, используемые при разработке режимов-нагрева, прокатки и ускоренного охлаждения, не учитывают влияние температурного градиента, формирующегося по толщине металла.

Указанное выше обусловливает необходимость комплексного подхода к анализу и разработке химического состава и рациональных режимов нагрева, формоизменения и ускоренного охлаждения, которые обеспечат однородность структурного состояния проката по толщине и требуемый уровень прочностных и пластических характеристик.

Поскольку выполнение соответствующего исследования представляет собой сложную и комплексную проблему, то для ее решения требуется провести работу в следующих направлениях:

- выбор размеров и массы слябов с учетом технологических ограничений толстолистовой прокатки;

- выбор химического состава;

- определение температуры нагрева под прокатку;

- обеспечение равномерного нагрева сляба в печах;

- математическое моделирование температурных условий процессов формоизменения в черновых и чистовых проходах и междеформационного охлаждения толстых листов;

- разработка и применение модели формирования температурного состояния раската при ускоренном охлаждении;

- обобщение полученных результатов и осуществление технических и технологических разработок, обеспечивающих формирование заданного структурного состояния и достижение требуемых механических свойств подката для труб большого диаметра. Решению вышеперечисленных задач посвящена настоящая диссертационная работа.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Исследовательско-технологического центра «Аусферр», ЗАО «Институт квантового материаловедения», ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», Института физики металлов Уральского отделения РАН и ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» за полезные консультации, участие в проведении совместных экспериментальных исследований и обсуждении результатов работы.

Выводы по главе 4 I

1. Исходя из закономерностей, формирования конечного структурного состояния и достижения требуемых потребительских свойств при прокатке трубных сталей, а также на основании термодинамических расчетов растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов, произведен выбор химического состава стали категории прочности Х80 по API-5L.

2. Для стали выбранного химического состава обоснована возможность снижения температуры нагрева слябов под прокатку до 1150°С, исходя из обеспечения требуемой растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов, определенной в результате расчета фазового равновесия многокомпонентной системы Fe-Nb-Ti-V-C-N.

3. С использованием программного комплекса DEFORM произведено моделирование разработанных на основе инженерных расчетов режимов прокатки трубной заготовки категории прочности К60 толщиной 15,7 мм с учетом температурного градиента металла по толщине, формирующегося на входе в очаг деформации в каждом проходе. Показана адекватность используемой в работе модели формоизменения и корректность выбора условий моделирования. Разработанные и проанализированные в ходе моделирования технологические режимы прокатки листов по ТУ 14-1-5574-2009 категории прочности К60 толщиной 15,7-16,8 мм приняты к использованию на стане 5000 ОАО «ММК» (акт испытаний №ГП-2672 от 26.11.2010, акт внедрения от 06.12.2010 по договору №171653 от 28.04.2009). По результатам опытно-промышленных прокаток внесены изменения (Изменение №9 от 06.12.2010) во временную технологическую инструкцию (Г) ВТИ-101-П-ГЛ0-2-2009 «Технология производства горячекатаных листов на стане 5000» (см. Приложение 4).

4. С учетом температурного градиента металла по толщине, формирующегося на входе в очаг деформации в каждом проходе, выполнено моделирование перспективного режима прокатки трубной заготовки категории, прочности Х80 толщиной 22 мм. По результатам моделирования температурный интервал черновой прокатки составляет 990-1030°С, а чистовой 815-760°С на поверхности раската. Прокатка по исследуемому режиму проходит в аустенитной области. Наибольший температурный градиент по толщине листа достигает 162°С в 5 черновом проходе; на момент выхода из клети в последнем проходе он составляет 39°С и снижается до 13°С на входе в УУО.

5. С помощью предложенной модели формирования температурного состояния раската при ускоренном охлаждении осуществлен расчетный анализ реального режима УО раската толщиной 15,7 мм из стали категории прочности К60. Показана адекватность используемой модели и корректность сделанных допущений. Разработаны режимы ускоренного охлаждения трубной заготовки категории прочности Х80 толщиной 22 мм в температурном интервале от 760 до 520°С.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе представлен комплекс математических моделей, который позволяет описать и спрогнозировать геометрические и температурные условия процесса толстолистовой прокатки на разных его стадиях (определение параметров заготовки и химического состава, нагрев, черновая и чистовая прокатка, ускоренное охлаждение).

С помощью указанного комплекса выполнена разработка эффективных технологических режимов производства трубной заготовки повышенных категорий прочности, обеспечивающих получение требуемого структурного состояния и заданных механических свойств готовой продукции.

Реализация предложенных технических и технологических разработок позволит добиться следующих показателей эффективности:

- экономии природного и коксового газа до 16%;

- снижения суммарного содержания И, V и ИЬ до 0,063% при допустимом значении 0,150% по стандарту АР1-5Ь для стали категории прочности Х80;

- повышения производительности за счет снижения времени нагрева заготовки и продолжительности междеформационной паузы в среднем на 15-20 т/ч;

- увеличения выхода годной продукции путем повышения стабильности достижения требуемого структурного состояния металла, а также выбора заготовки, обеспечивающей минимальное значение расходного коэффициента.

Итоговые результаты работы заключаются в следующем.

1. Предложена аналитическая процедура определения размеров и массы слябов в производственных условиях с учетом технологических ограничений непрерывной разливки и толстолистовой прокатки,

5. Для выбора температуры нагрева под прокатку впервые предложено прогнозировать обеспечение требуемой растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов в стали. С этой целью в рамках специализированной программы «IMP Equilibrium», разработанной в лаборатории диффузии ИФМ УрО РАН, применялась модель расчета фазового равновесия многокомпонентной системы Fe-Nb-Ti-V-C-N. Исходя из обеспечения требуемой растворимости карбидов и нитридов микролегирующих элементов, обоснована возможность снижения температуры нагрева слябов под прокатку трубной стали категории прочности Х80 до 1150°С.

6. Предложен способ управления нагревом металла в печах прокатных станов, обеспечивающий достижение его равномерности. Согласно указанному способу, защищенному патентом РФ №2337293 на изобретение, предлагается корректировать термическое состояние металла и уставки агрегатов при нагреве по измерению усилий прокатки в первых черновых проходах.

7. Установлена необходимость учета температурного градиента металла по толщине, формирующегося на входе в очаг деформации в каждом проходе, для повышения точности определения напряженно-деформированного состояния металла и энергосиловых параметров процесса толстолистовой прокатки.

8. С использованием программного комплекса DEFORM, с учетом указанных температурных факторов, произведено моделирование разработанных на основе инженерных расчетов режимов прокатки трубной заготовки категории прочности К60 толщиной 15,7 мм. Показана адекватность используемой в работе модели формоизменения и корректность выбора условий моделирования. Разработанные и проанализированные в ходе моделирования технологические режимы прокатки листов по ТУ 14-1-5574-2009 категории прочности К60 толщиной 15,7-16,8 мм приняты к использованию на стане 5000 ОАО

1. Рашников В.Ф. Развитие технологических, систем ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» для производства конкурентоспособного стального проката // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2003. №1. С. 8-16.

2. ГОСТ 27.004-85. СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ. Термины и определения.

3. Салганик В.М., Румянцев М.И. Технология производства листовой стали: Учебное пособие. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. 320 с.

4. Тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты для производства стальных полос В.М. Салганик, И.Г. Гун, A.C. Карандаев, A.A. Родионов Учебное пособие. М.: МГТУ им Н.Э.Баумана. 2003. 596 с.

5. Салганик В.М., Денисов C.B. Технология широкополосной горячей прокатки полос с повышенными эксплуатационными свойствами для металлических конструкций. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. 81 с.

6. Полосовые станы горячей прокатки: Каталог / Фирма «Маннесман-Демаг-Зак», ФРГ, 1986.

7. Добронравов Д.Н. Комплексная автоматизация нового широкополосного стана 2400 горячей прокатки в Японии. М.: Металлургия, 1984. 12 с.

8. Suply record «Iron and steel Manufacturing Machinery»: Каталог / Фирма «Mitsubishi Heavy Industries», Япония, 1984.

9. Canada's two ney hot strip mills. // Metal Bulletin Monthly. 1983. №154. P. 87, 89,91-93.

10. Сафонова M.K. Зарубежные широкополосные станы горячей прокатки // Ин-т «Черметинформация». Обзорн. информ. Сер. Прокатное производство. 1986. Вып. 6. 34 с.

11. How well does the conventional hot wide strip mill answer today's needs / Scharfenorth U.B., Hoppmann H.D., Schmitz P. // MPT International. 1996. №5. P. 60-67.

12. Особенности производства толстой полосы с высокой вязкостью и труб по стандарту API 5L Х80 способом ERW / М. Фукай, Д. Карасава, О. Сиотани и др. // Кавасаки сэйтэцу гихо. 1987. Т.19. №3. Р.27-32.

13. Производство горячекатаной полосы способом Конролл: Пері с нем. / А. Флик, Г. Джумиля, К. Земан и др. // Черные металлы. 1994, февр. С. 12-20.

14. Екельсбах К. Основные тенденции и новейшие разработки в области производства горячекатаной полосы: Доклад на 3-м конгрессе прокатчиков в Липецке 19-22.10.99 // SMS Demag AG. 1999. 11 с.

15. Станки для прокатки тонких слябов / Meyer Peter and Fromann Dr. Klaus // Черная металлургия России и стран СНГ в XXI' веке: Сб. трудов междунар. конф. Т.З. М. Металлургия, 1994. С.255-259.

16. Ефименко С.П., Тарасевич Ю.Ф. Перспектива производства особотонкого горячекатаного листа //Тр. Третьего конгресса прокатчиков. М.: АО «Черметинформация», 2000. С. 60-65.

17. Производство толстолистовой стали / Н.В.Литовченко, С.П. Антонов, М.И. Бояршинов и др. М., Металлургия, 1964. 307 с.

18. Интенсификация производства толстолистовой стали / Ф.Е. Долженков, В.Г. Носов, Ю.В. Фурман и др. Киев: Техника, 1990. 136 с.

19. Прокатка толстых листов / П.И. Полухин, В.М. Клименко, В.П. Полухин и др. М.: Металлургия, 1984. 288 с.

20. Повышение качества и совершенствование марочного сортамента толстолистового проката для газопроводных труб / Ю.И. Матросов, Л.И. Эфрон, В.А. Сахно и др. // Металлург. 2001. №2. С.37-40.

21. Разработка и освоение технологии производства трубных сталей на «Северстали» / В.И. Ильинский, Т.Н. Попова, A.B. Голованов идр. // Труды четвертого конгресса прокатчиков : В 2-х томах. Том 2. М.: АО «Черметинформация», 2002. С. 114-117.

22. Особенности методики автоматизированного проектирования режимов прокатки для синтеза основных технологических решений применительно к толстолистовым станам / В.М. Салганик, А.И. Стариков, М.И. Румянцев и др. // Вестник МГТУ. 2004, № 3. С. 46-52.

23. Лопатников Л.И. Экономико-математический словарь: Словарь современной экономической науки. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Дело, 2003. 520 с.

24. Моделирование и развитие технологических процессов обработки металлов давлением: Сб. науч. тр. Вып.2. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 1999. 206 с.

25. Гун Г.Я. Матемеатическое моделирование процессов обработки металлов давлением: Учебное пособие для вузов. М.: Металлургия, 1983. 352 с.

26. Математическая модель процесса свободного уширения при прокатке полос / В.Н. Скороходов, П.П: Чернов, Ю.А. Мухин, С.М. Вельский // Сталь. 2001. №3. С. 38-40.

27. Барышев В.В., Кудинов C.B., Седых М. Моделирование пластической деформации сляба в вертикальных и горизонтальных валках реверсивной клети // Теория и практика производства листового проката: Сб. научных трудов. Часть 2. Липецк: ЛГТУ, 2003. С. 53-57.

28. Моделирование технологических и экологических процессов / Ю.И. Кудинов, А.Г. Венков, А.Ю. Келина. Липецк: ЛЭГИ, 2001. 131 с.

29. Моделирование поведения поперечных угловых трещин сляба при прокатке в горизонтальных валках / В.М. Салганик, A.M. Песин, Д.О. Пустовойтов и др.// Известия вузов. Чёрная металлургия. 2010. №3. С. 2224.

30. Овсянников В.П. Моделирование процесса непрерывнолитого блюма в жидко-твердом состоянии / A.A. Минаев, E.H. Смирнов, М.В. Григорьев и др. // Теория и практика производства листового проката: Сб. научных трудов. Часть 2. Липецк: ЛГТУ, 2003. С. 58-70.

31. Исследование особенностей- затвердевания блюмовой заготовки- сечением 335x400 мм, обрабатываемой аргоном в криволинейном кристаллизаторе МНЛЗ / A.B. Гресс, А.П. Огурцов, Л.С. Рудной и др. // Теория и практика металлургии. 2002. №3. С. 18-20.

32. Попов В.В., Горбачев И!И. Анализ растворимости карбидов, нитридов и карбонитридов в сталях методами компьютерной/ термодинамики. I. Описание термодинамических свойств. Метод расчета // Физика металлов и металловедение. 2004. Т. 98. № 4. С. 11-21'.

33. Popov V. Simulation of dissolution and coarsening of MnS precipitates in silicon iron // Philosophical Magazine A, 2002, vol. 82, No 1, pp. 17-27.

34. Popov V.V., Gorbachev I.I., Alyabieva J.A. Simulation of VC precipitate evolution in steels with consideration for the formation of new nuclei // Philosophical Magazine A, 2005, 85, No 22, P. 2449-2467.

35. Победря Б.Е. Численные методы в теории упругости и пластичности. М.: МГУ, 1981. 344 с.

36. Норри Д. Введение в метод конечных элементов: Пер. с англ. / Д. Норри, Ж. де Фриз. М.: Мир, 1981. 304 с.

37. Зенкевич О.З. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. 541 с.

38. Чумаченко E.H., Скороходов А.Н., Александрович А.И. К вопросу о применении метода конечных элементов в задачах о деформировании несжимаемых сред // Изв. вуз. Чер. мет. 1985. №9. С. 8992.

39. Сегерлинд Л.Д. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979. 240 с.

40. Теория пластических деформаций металлов / Е.П. Унксов, У, Джонсон, В.Л. Колмогоров и др. М.: Машиностроение, 1983. 596 с.

41. Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред: М.: Мир, 1976. 464 с.

42. Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. М.: Мир, 1977. 349 с.

43. Сьерле Ф. Метод конечных элементов для эллиптических задач. М.: Мир, 1980. 512 с.

44. Зенкевич О., Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и механике сплошных сред, Нью-Йорк, 1967. / Пер. с англ. А.П. Троицкого и C.B. Соловьева под ред. Ю.К. Зарецкого. М.: «Недра», 1974. 240 с.

45. Пыженков В.И., Черный В.А. Метод граничных элементов при решении контактных задач тонколистовой прокатки // Теория и практика производства листового проката: Сб. научных трудов. Часть 2. Липецк: ЛГТУ, 2003. С. 28-30.

46. Метод граничных элементов в механике твердого тела / С. Крауч, А. Старфилд. М.: Мир, 1987. 329 с.

47. Пыженков В.И., Меринов В.П. Решение контактных (краевых) задач методом граничных элементов // Технология машиностроения: Сб. научных трудов. Липецк: ЛГТУ, 1999. С. 127-131.

48. Holt D.L. Dislocation cell formation in metals. J. Appl. Phys. 41, 1970, №8, P. 3197-3206.

49. Daniel Wagraef, Elias C. Aifantis. Dislocation patterning in fatigued metals as a result of dynamic instabilities. J. Appl. Phys. 58 (2), P. 688691.

50. Малыгин Г.А. Теория образования ячеистых дислокационных структур в металлах// ФММ, 1991, №6, С. 33-43, №7, С. 16-24.

51. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрешение металлов. М.: Металлургия, 1986. 224 с.

52. Рыбин В.В. Структурно кинетические аспекты физики развитой пластической деформации // Известия вузов, 1991; №3, С. 7-23 ;

53. Капцан A.B., Горностырев Ю.Н., Левит ВН. Образование зародышей динамичсекой ректисталлизации путем локальной миграции границ // ФММ, 1994,78, №12.

54. Пумпянский Д.А., Пышминцев И.Ю., Фарбер В.М. Методы упрочнения трубных сталей // Сталь, 2005. №4. С. 67-74.

55. Особенности химического состава и структура низкоуглеродистых низколегированных трубных сталей после контролируемой прокатки / В:М. Счастливцев, И.Л. Яковлева, H.A. Терещенко, и др. // МиТом, 2008. №5.С. 3-8.

56. Металловедческие основы получения хладостойких трубных сталей путем высокотемпературной контролируемой прокатки / Л.И. Эфрон, В.И. Ильинский, A.B. Голованов и др. // Сталь. 2003. № 6. С. 69-72.

57. Гольдштейн М.И. Количественная оценка предела текучести по параметрам структуры (обзор) // Термическая обработка и физика металлов: Межвузовский сборник. Свердловск. 1977. С.51-16.

58. Гольдштейн М.И., Фарбер В.М. Дисперсионное упрочнение стали. М.: Металлургия. 1979. 208 с.

59. Гольдштейн М.И., Литвинов B.C., Бронфин Б.М. Металлофизика высокопрочных сплавов. М.: Металлургия. 1986. 312 с.

60. Гольдштейн М.И. Дисперсионное упрочнение конструкционных сталей // МиТОМ. 1975. № 11. С. 50-58.

61. Матросов Ю.И., Литвиненко Д.А., Голованенко С.А. Сталь для магистральных газопроводов. М.:Металлургия. 1989. 288 с.

62. Фарбер В.М. Превращения переохлажденного аустенита // ФММ. 1993. Т. 76. № 2. С. 40-55.

63. Пумпянский Д.А., Пышминцев И.Ю., Фарбер В.М. Методы упрочнения трубных сталей // Сталь, 2005. №. С. 67-74.

64. Принципы легирования, фазовые превращения, структура и свойства хладостойких свариваемых судостроительных сталей / И.В. Горынин, В.В. Рыбин, В.А. Мылышевский и др. // МиТОМ. 2007. №1. С. 915.

65. Толстолистовая сталь для газопроводных труб категории прочности Х80 / А.П. Белый, Ю.И. Матросов, И.В. Ганошенко и др. // Сталь. 2004. № 3. С. 51-55.

66. Ниобийсодержащие низколегированные стали / Ф. Хайстеркамп, К. Хулка, Ю.И. Матросов и др. М.: «СП ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ», 1999. 94 с.

67. Разработка и промышленное опробование трубной стали повышенной прочности и хладостойкости с примущественно бейнитной структурой / Л.И. Эфрон, В.И. Ильинский, Ю.Д. Морозов и др. //'Сталь. 2003. № 9. С. 83-87.

68. Исследование микроструктуры микролегированной ниобием трубной стали после различных режимов контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением / М.Ю. Матросов, Л.Ю. Эфрон, A.A. Кичкина и др. // МиТОМ. 2008. № 3. С. 44-49.

69. Эфрон Л.И., Литвиненко Д.А. Получение высокопрочных свариваемых сталей с бейнитной структурой с применением термодиффузионной обработки //МиТОМ. 1994. № 10. С. 28-33.

70. Коновалов Ю.В., Остапенко А.Л., Пономарев В.И. Расчет параметров листовой прокатки. М., Металлургия; 1986. 430 с.

71. Технология прокатного производства. В 3-х книгах. Кн. 1. Справочник / М.А. Беняковский, К.Н. Богоявленский, А.И. Виткин.и др. М., Металлургия, 1991. 440 с.

72. Способ изготовления партий горячекатаного листа / В.Н. Урцев, Ф.В. Капцан, А.В; Фомичев, Д.М. Хабибулин, А.В Шмаков // Пат. №2405639 (Россия). 2010.

73. Интеграционный комплекс автоматизации стана 5000 ОАО «ММК» / В.Н. Урцев, Ф. В. Капцан, A.B. Фомичев, П.Е. Марков, Э.Р. Юсуфьянов, А.В.Шмаков, Д.С. Каплан, B.C. Сеничев // Сталь. 2009. №7. С. 46-50.

74. Освоение технологии производства трубной листовой стали категории прочности Х70 / В.Ф. Рашников, P.C. Тахаутдинов, H.H. Карагодин, A.B. Титов, С.В. Денисов // Черные металлы. 2002. 1. С. 19-21.

75. Гольдштейн М.И., Житова Л.П., Попов В.В. Влияние карбонитридов титана на структуру и свойства малоуглеродистых сталей // ФММ. 1981. Т. 51, № 6. С. 1245-1252.

76. Фазовый состав, микроструктура и механические свойства стали 20ГТЛ с различным содержанием титана / Б.М. Бронфин, Л.П. Житова, В:В: Попов и др. // МиТОМЛ98К № 6. G. 51-53;

77. Попов • В.В. Моделирование, превращений карбонитридов при термической обработке сталей. Екатеринбург: УрО-РАН. 2003. 279 с.

78. Meyer L, Buhler Н.Е. and Heisterkamp F. Metallkundliche und technologische Grandlagen für die Eitwicklung und Erzengung perlitarmer Baustahle//Thysenforschung. 1971. Bd. 3, No 1-2. S. 8-43.

79. Гладштейн JIM.,. Литвиненко Д.А. Высокопрочная строительная сталь. М.: Металлургия, 1972. 238 с.

80. Matsuda Sh., Okamura N. Effect of distribution of TiN precipitate particles on the austenite grain>size low carbon low alloy steels // Trans. Iron and Steel Inst; of Jap. 1978. V. 18, No 4. P. 198-205.

81. Zhang L.P., Davis C.L., Strangwood M. Effect of TiN particles and microstructure on fracture toughness in simulated heat-affected zones of a structural steel // Metall; and Mater. Trans. A. 1999. V. 30A, No 8. P. 2089 -2096.

82. Meyer L., Buhler H.E., Heisterkamp F. Metallkundliche Untersuchangen zur Wirkungsweise von Titan in unlegierten Baustahlen // Arch. Eisenhuttehw. 1972. Bd. 43; No 11. S. 823-832.

83. Hillert M., Staffonsson L.-I. The regular solution model for stoichiometric phases and ionic melts // Acta Chemica Scand. 1970. V. 24. № 10. P. 3618-3626.

84. Sundman В., Agren J. A regular solution model for phase with several components and sublattices, suitable for computer applications // J. of Phys. and Chem. of Solids. 1981. V. 42. № 4. P. 297-301.

85. Hillert M., Jarl M. Model for alloying effects in ferromagnetic metals // CALPHAD. 1978. V. 2. № 3. P. 227 238.

86. Inden G. Determination of chemical and magnetic interexchange energies in bcc alloys. ІП. Application to ferromagnetic alloys // Z. Metallkd. 1977. Vol. 68. № 8. P. 529-534.

87. Способ управления нагревом металла в печах прокатных станов / В.Н. Урцев, С.А. Муриков, Д.М. Хабибулин, А.В. Шмаков // Пат. №2337293 (Россия). 2010.

88. DEFORM V9.0, Trademark of SFTC (Scientific Forming Technologies), 5038 Reed Road, Columbus, Ohio, USA.

89. Особенности формирования напряженно-деформированного состояния раската в черновых проходах применительно к стану 5000 ОАО-«ММК» / В.М. Салганик, А.В. Шмаков, Д.О. Пустовойтов, С.А. Муриков // Производство проката. 2009. №11. С. 10-14.

90. Самарский А.А., Вабищев П.Н. Вычислительная теплопередача. Изд. 2-е. М.: Книжный дом «Либроком», 2009. 784 с.

91. Яворский Б.М., Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов: 8-е изд., перераб. и испр. М.: ООО «Издательство Оникс», 2006. 1056 с.

92. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи: 2-е изд., перераб. М.: «Энергия», 1977. 344 с.

93. Российский статистический ежегодник: Стат. Сб. Госкомстат России. М.: Р76. 1999:

94. Теплотехника: Учеб. для вузов / В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.; Под. ред. В.Н. Луканина. 2-е изд., перераб. М.: Высш. шк., 2000. 671 с.

95. Кухлинг X. Справочник по физике: Пер. с нем. 2-е изд. М.: Мир, 1985. 250 с.

96. Тайц Н.Ю. Технология нагрева стали, М.: Металлургиздат, 1962, 567 с.

97. Wärmetechnische Rechnungen für Industrieöfen. W. Heiligenstaedt, 1951.

98. Способ термической обработки изделий из стали и сплавов / В.Н. Урцев, С.А. Муриков, Д.М. Хабибулин, A.B. Шмаков // Пат. №2413777 (Россия). 2010.

99. Сопротивление деформации ниобийсодержащих сталей новых марок / В.М. Салганик, C.B. Денисов, В.И. Крайнов, О.Н. Сычев // Производство проката. 2007. №6. С. 15-18.

100. Полухин П.И., Федосов Н.М., Королев A.A. Прокатное производство. М.: Металлургия, 1982. 696 с.

101. Особенности изменения структура по сечению листового проката из высокопрочных штрипсовых сталей / А.И. Ковалев, Д.Л. Вайнштейн, А.Ю. Ршаковский и др. // Металлург. 2011. №1. С. 61-68.

102. Салганик В.М., Шмаков A.B., Попов В.В. Рациональные режимы контролируемой прокатки на стане 5000 трубной заготовки с пониженной температурой,нагрева слябов // Сталь. 2009.' №10. С. 47-5Г.

103. Салганик В.М., Шмаков A.B., Пустовойтов Д.О. Моделирование процесса контролируемой, прокатки трубной заготовки в условиях стана 5000 ОАО «ММК» // Сборник трудов VIII Международного конгресса прокатчиков, Магнитогорск, 11-15 октября 2010.

104. NUMIFORM 2010, Pohang, Republic of Korea, June 13-17, 2010. Pohang, 2010. P. 602-608.

105. Андреюк JI.B., Тюленев Г.Г., Прицкер Б.С. Аналитическая зависимость сопротивления деформации сталей и сплавов от их химического состава// Сталь. 1972. №6. С. 522-523, 825-828.