автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.04, диссертация на тему:Разработка и совершенствование оборудования и технологии прокатки специальных марок сталей

РГБ ОД 2 О НОЯ 2Ш

На правах рукописи Галкин Михаил Петрович

Разработка и совершенствование оборудования и технологии прокатки специальных марок сталей.

Специальность 05.04.04. -«Машины и агрегаты металлургического производства».

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Москва - 2000 г.

Работа выполнена на ОАО «Московский металлургический завод «Серп и молот» и в Московском государственном вечернем металлургическом институте.

Научный консультант - Заслуженный деятель науки РФ, профессор, доктор технических наук Лукашкин Н.Д.

Официальные оппоненты

Ведущая организация - Ступинская металлургическая Компания Защита диссертации состоится « 6 » и ЮЛ Я 2000г. в № час, на заседании диссертационного совета Д063.07.01 при Московском государственном вечернем металлургическом институте по адресу 111250, Москва, Лефортовский вал, 26

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим присылать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Телефоны для справок: (095) 361-14-43

д.т.н., профессор Зиновьев А.В. к.т.н., доцент Шинкаревич Ю.П.

Автореферат разослан

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА

кандидат технических наук

БАШКИРОВА Т.И.

Подп. к печати 22 мая 2000г. Объем I п.л.

Типография ОАО ММЗ «Серп и молот» Зак. № 279 тираж 100 экз.

К621,2%0

Общая характеристика работы.

Актуальность работы. Особенностью производства высоколегированных сталей и сплавов со специальными физическими и физико-механическими свойствами для нужд важнейших отраслей техники - электроэнергетики, атомной, химической, электронной, нефтехимической и газовой промышленности, является их широкий марочный и профильный сортамент, высокая стоимость исходной заготовки и готовой продукции, малотоннажность заказов, и что особенно существенно, узкий температурный интервал пластической деформации, определяющий физико-механические свойства металла как в процессе производства, так и его конечные свойства (структуру, механические и служебные характеристики). Температурный режим является основой расчета скоростных и деформационных условий процесса и энергосиловых параметров работы оборудования и его расчету уделено значительное внимание.

Получение проката с заданным уровнем свойств при снижении издержек производства и повышении за счет этого конкурентоспособности является актуальной задачей для заводов спецметаллургии. Перед конструкторами металлургического оборудования и его эксплуатационниками поставлен комплекс задач:

• разработка компактных агрегатов, способных выполнять малотоннажные заказы с максимальной скоростью;

• реконструкция и модернизация существующих станов с целью получения высококачественной продукции при минимальных затратах производства;

• полная автоматизация как основного, так и адъюстажного оборудования;

• разработка систем управления работой оборудования и технологическим процессом, обеспечивающими необходимую точность проката и структуру металла при минимальном расходе энергии.

Цель и задача работы. Целью работы является определение оптимального состава оборудования для получения малотоннажных партий сортового проката из специальных сталей и сплавов, определение взаимосвязи состава оборудования, температурно-скоростных режимов обработки со структурой и характеристиками изделий, разработка системы управления оборудованием стана, обеспечивающей переход на прокатку с одной марки на другую с минимальными потерями времени и материалов.

В работе решались следующие задачи:

1. Разработка методика выбора состава оборудования агрегатов для производства проката из специальных сталей и сплавов.

2. Разработка системы управления качеством металлопродукции за счет точного соблюдения температурного режима, натяжения и скорости.

3. Разработка математической модели управления работой клетей станов при изменении марочного сортамента.

4. Исследование температурного режима прокатки сталей и сплавов на промышленных станах.

Научная новизна:

• Выполнен сравнительный анализ структурного состава литейно-прокатных агрегатов и прокатных станов для производства специальных сталей и сплавов;

• Разработаны системы управления технологическим процессом;

• Разработана математическая модель, позволяющая выбирать рациональный режим прокатки различных сталей и сплавов и надежность работы прокатного оборудования;

• Разработана и внедрена модель перестройки работы клетей прокатного стана при изменении марочного и размерного сортамента.

Практическая ценность работы и реализация работы в промышленность:

• Разработана новая технология производства спецсталей на модернизированном литейно-прокатном агрегате завода «Электросталь»;

• Реконструирован стан 350/250 завода «Электросталь», что позволило значительно повысить производительность и улучшить качество продукции;

• Определен состав оборудования и технология производства катанки диаметром 6 мм из спецсплавов на заводе «Серп и молот»;

• Результаты работы используются в курсах лекций и учебных пособиях технических вузов.

Реализация работы. Результаты экспериментальных и теоретических исследований по разработке и совершенствованию оборудования прокатных станов использованы при создании и внедрении технологии производства катанки из сплавов 0Х23Ю5Т, 55СМ5ФА и др. на литейно-прокатном агрегате с планетарным станом, при производстве мелкого сорта и катанки на станах 350/250 завода «Электросталь» и стана 320/250 завода «Серп и молот».

Разработаны и внедрены системы управления работы оборудования гарантирующие минимальный подпор и натяжение в черновых группах и прокатку с петлей в чистовых группах клетей прокатных станов.

Совершенствование оборудования стана 320/250 позволило получить катанку диаметром 6,5 мм.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на третьем Конгрессе прокатчиков (г. Липецк 1999г.).

Публикации: Основное содержание диссертации опубликовано в 2 работах и 3 патентах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, списка литературы, включающего 64 наименований и приложения. Работа содержит 99 страниц машинописного текста, 37 рисунков, 10 таблиц.

Содержание работы

Во введении сформулирована цель работы, обоснована ее актуальность, теоретическая новизна и практическая значимость.

В первом разделе проанализированы данные по структуре станов и технологии прокатки мелкого сорта и катанки из специальных сталей и сплавов в нашей стране и за рубежом.

Проанализированы планировка и состав прокатного оборудования заводов «Электросталь», «Серп и молот», «Спецсталь» (г.Златоуст), Челябинского металлургического, Уральского спецсплавов и некоторых зарубежных, на которых организовано производство высоколегированных и прецизионных сплавов. К прецизионным сплавам относятся сплавы со специальными физическими и физико-механическими свойствами. Эти сплавы делятся на группы: магнитомягкие, магнитотвердые сплавы, сплавы омического сопротивления, сплавы с заданным коэффициентом теплового расширения, сплавы с высокими упругими свойствами, сверхпроводящие материалы и термобиметаллы.

В работе исследовано оборудование и технология производства мелкого сорта и катанки сплавов 0Х23Ю5Т, 55СМ5ФА, и сталей ЭП303, ЭП718, ЭП220.

Особенностью технологии производства этих сталей и сплавов является их высокая стоимость, небольшие объемы заказов, узкий температурный интервал обработки и высокое сопротивление деформации.

Производство конкурентоспособного мелкосортного проката и катанки из спецсталей может осуществляться на станах с традиционной технологией - при больших объемах производства, на модернизированных станах, имеющих в своем составе клети для прокатки со сверхвысокими обжатиями: планетарные, винтовые, маятниковые и т.п.

В этом разделе рассматривается технология производства катанки из специальных сталей на литейно-прокатном агрегате.

В России на заводе «Электросталь» более 15 лет работает литейно-прокатный агрегат с планетарным станом конструкции ВНИИМЕТМАШ. На этом агрегате впервые в мире было осуществлено объединение процессов непрерывного литья и прокатки - планетарной и непрерывной.

Проведенные исследования (с участием автора) процессов непрерывного литья слитков сечением 60x80 - планетарной прокатки с вытяжкой до 40 в одной клети и непрерывной прокатки в чистовой шестиклетьевой группе позволили разработать технологию, обеспечивающую получение из спецсплавов конкурентноспособной катанки высокого качества.

Решающим в технологии были режимы выплавки и температурно-скоростные режимы прокатки (патент РФ 2100109).

Во втором разделе приводятся результаты исследования стана 350/250 завода «Электросталь», совершенствования оборудования стана, технологии прокатки специальных сплавов и высоколегированных сталей. Значительные нагрузки в винтовой клети, превышающие допустимые, удалось уменьшить в результате реконструкции подшипниковых узлов рабочих валков и повысить качество подката предварительной обработкой заготовок. Неравномерную загрузку рабочих клетей в черновой группе устранили в результате проведения исследований по определению энергосиловых параметров и создания математической модели определения рациональных режимов прокатки, обеспечивающих

необходимое высокое качество поверхности проката и получение требуемой структуры. Исследования позволили выявить роль натяжения и подпора в формировании профиля проката и индивидуальной работе клетей.

Третий раздел посвящен разработке математической модели непрерывной горячей прокатки мелкосортной стали, позволяющей определять энергосиловые параметры и температуру металла на всей линии стана.

При непрерывной прокатке выходная скорость достигает 40 и более м/с, а междеформационные паузы в клетях чистовых групп часто менее 0,1 с, поэтому сопротивление деформации следует определять по методике разработанной учеными завода «Электросталь» и МВТУ. Напряжение пластического сдвига определяется методом кручения, при котором напряжение рассчитывается по зависимостям Филдса и Бэкофена (при кручении цилиндрических образцов сплошного сечения), а переход к схеме сжатия осуществляется на основе сравнения интенсивности напряжений, деформаций и скоростей сдвига при осадке и кручении. Анализ кривых а - £ полученных при кручении с паузами, показал, что в междеформационные паузы менее 0,3 с разупрочнение не происходит и в этом случае процесс деформации рассматривается как непрерывный с интегрированием деформаций в отдельных клетях. При проведении исследований получены кривые о - е в диапазонах температур прокатки для сплавов ЭПЗЗ, ЭП678, ЭИ602 и др. и аналитические зависимости для расчетов сопротивления деформации.

Для расчета температурного режима прокатки и оптимизации процесса прокатки по качеству проката и энергозатратам использована методика О.Павельски, учитывающая потери на лучеиспускание, отдачу тепла валкам, конвективные потери и деформационный разогрев.

Расчет теплового режима содержит предварительное определение сопротивления пластической деформации и среднего контактного давления по ходу прокатки в каждой клети, величины которых в свою очередь зависят от температуры металла в очаге деформации. Расчет теплового режима проводится методом итераций. Сначала по известной температуре металла на входе в i -ю клеть ТвХ( определяются численные значения СТф^ и pcpi ], далее и находятся значения рср^, после чего согласно выражению TBbiXi = Твх) + ДТд i + ДТв i j

вычисляются первое приближенное значение температуры на выходе полосы их i-й клети Твых^

Затем выполняют перерасчет значений Оф и рср. при температуре

и для получения численных значений стф1г и рср12 находят новые значения

корректируются и счет повторяются до тех пор, пока очередное рассчитанное значение Твьо^ не будет отличаться от результата предыдущей итерации менее, чем на заранее заданную малую величину

Далее определяются потери тепла при движении полосы из 1-й в 1 + 1 клеть и рассчитывается температура входа металла в последующую клеть Твх 0 + 1) = ТвыХ| - ДТ^ - ДТк!

Итерационный расчет для I + 1 клети повторяется по аналогии с расчетом температуры металла в I -й клети и т.д.

л

ДТд. ,ДТв. и Твх. =Твх. +ДТд. =Тв. результаты 2 2 2 1 2 2

вновь

Блок-схема алгоритма расчёта энсргоснлопмх и температурных режимов при непрерывной сортовой прокатке специальных сталей н сплавов на станс 350/250 заиода «Электросталь»

Ввод

ИСХОДНЫХ

данных

Для обеспечения качества проката по точности, форме профиля, структуре и поверхности разрабатываются системы регулирования работы клетей прокатного стана, гарантирующие минимальный подпор и натяжение. В четвертом разделе приводятся результаты разработки способов управления работ оборудования в процессах непрерывной прокатки с минимальным натяжением или подпором в черновой группе клетей и прокатки с петлей в промежуточных и чистовых группах клетей, что позволяет значительно повысить точность размеров проката и выход годного.

На рис. 2 показана диаграмма формирования скорости входа полосы в клети. На рис. За и 36 показан алгоритм работы контура автоматического поддержания минимального натяжения в межклетьевом промежутке черновых клетей, а на рис. 4. алгоритм работы коррекции скоростного режима приводов клетей.

промежуточных и чистовых группах клетей, где прокатка ведется со свободной петлей автоматическое управление содержит четыре параллельных контура регулирования величины петли, охватывающих установившуюся и неустановившуюся стадии процесса прокатки т.е. формирование оптимальной величины петли и поддержание ее ни заданном уровне. Отдельные контуры обеспечивают компенсации) динамической просадки приводов клетей при заходе полосы в клегь и адаптацию системы регулирования при отклонении параметров процесса от исходных заданных.

Комплексное управление работой оборудования и процессом проката на всех стадиях позволяет повысить точность проката, выход годного и уменьшить простой стана.

В пятом разделе приводятся калибровки станов 350/250 завода «Электросталь» и 250 завода «Серп и молот» и АСУ ТП, разработанные для этих станов.

Птах

По

к

/ \

/ \

/

Ъ

Рис. 2а

ь им

сек

^^ Начало

Г

Определение тока нафузки П-ой клети без металла

Определение тока нафузки П-ой клети с металлом

Определение тока нафузки Пой клети | с натяжением •

1

| Включитьб контур регулирования | натяжения с форсированным ПИ-| регулятором

г

12

Время настрой« больше заданного значения

да

Настройка значения минимального натяжения с изменением значения постоянной времени интегральной части

14

Рис. За

2135314

| Работа контура регулирования ; натяжения с постоянной времени Т„,т

X"

И®^ __-""Топима заготовки и П-ой *

г_Клетью меньше 1 н (по

фотодатчику

Работа контура регулирования натяжения с постоянной времени 2ТШ

16

17

Увеличение постоянной времени \ интефальной части ПИ-регулятора до I 2Т„ат с целью учёта влияния ??? |

18

19

' бставшаяся длина м Пой клетью меньше 0.3 и (расчетной)

-<Г

20

Отключить контур регулирования натяжения

Остановка

Рис. 36

Рис. 4

Общие выводы

Комплексный анализ прокатных станов и агрегатов для производства

катанки и мелкого сорта из специальных сталей и сплавов позволяет

сделать следующие выводы:

1. Для объемов производства до 40000 т/г наиболее экономичными по металлоемкости, по энергозатратам, по объему инвестиций, являются литейно-прокатные агрегаты со станами, обеспечивающими коэффициенты вытяжки 6-^40 (планетарными, винтовыми, маятниковыми). Дальнейшее развитие агрегатов должно идти в создании линий непрерывного литья - планетарной и непрерывной прокатки и штамповки массовых деталей, типа болтов, гаек и т.п.

2. Для объемов производства более 40000 т/год эффективно применение традиционных полунепрерывных станов, технологически объединенных с 2^4 ручьевыми машинами непрерывного литья и печью для нагрева слитков сечением 120x120 - 100x100 с горячего посада.

3. Для обеспечения качества проката по точности, форме профиля, структуре и поверхности необходимы системы регулирования работы прокатных клетей, гарантирующие минимальный подпор и натяжение проката. Разработаны способы управления процессом непрерывной прокатки с минимальным натяжением или подпором в черновой группе клетей и прокатки с петлей в промежуточных и чистовых группах клетей, что позволяет значительно повысить точность размеров проката и выход годного и снизить эффект влияния износа оборудования.

4. Разработаны калибровка и программа, позволяющая сократить время перестройки стана на прокатку широкого марочного и размерного сортамента.

5. Проведен комплекс мероприятий .по совершенствованию работы оборудования стана 350/250 и 320/250

- установлен кантователь между 2 и 3 клетями

- изменена конструкция петлевиков в чистовой группе

- изменена конструкция узла подшипников стана винтовой прокатки

- созданы устройства высокой точности деления проката на мерные длины.

- установлены новые петлевики в чистовой группе и впервые на этом

стане получена катанка из высоколегированных сталей 0 6 мм

- разработана технология и приемное оборудование для получения бунтов массой 800 кг.

6. Разработана уточненная методика определения температурного режима прокатки с учетом основных факторов: термомеханического состояния материала в условиях непрерывности процесса прокатки, геометрии, формы и размеров очага деформации, внешнего контактного трения, неравномерности деформации.

7. Для определения рациональной загрузки прокатного оборудования проведены экспериментальные исследования и построены кривые деформационного упрочнения разных марок сталей в широком диапазоне температуры, степени и скорости деформации; результаты экспериментов обоснованы теоретически, получения аналитические зависимости сопротивлении деформации от температуры, скорости и степени деформации для труднодеформируемых сплавов.

8. На основе предложенной методики разработаны алгоритмы и программы, позволяющие по заданной калибровке рассчитать' температуру конца прокатки при изменении скоростного режима и температуры входа металла для полунепрерывного стана 350/250 завода «Электросталь», и стану 320/250 завода «Серп и молот».

Алгоритм расчета, построенный с применением метода итераций, позволяет определить действительную температуру металла в очаге деформации при прокатке широкого марочного и размерного сортамента.

Достоверность разработанной математической модели подтверждена результатами экспериментов, проведенных на стане 350/250 завода «Электросталь» и стане 320/250завода «Серп и молот».

9. Получены экспериментальные данные и аналитические зависимости кривых деформационного упрочнения для труднодеформируемых сплавов (ЭИ 617ВИ, ЭИ652, ЭП567, ЭПЗЗ, ЭИ602, Р18К5Ф2, Р6М5, ЭК31).

Ю.Определены основные параметры нагрузки оборудования при прокатке заготовки круглого сечения в 06,5 при скорости 20 м/с из заготовки 0 60 с начальной температурой 1353 к для семи сплавов (ЭИ617ВИ, ЭИ 652, ЭП 567, ЭП 33, ЭИ 602, Р18 К5Ф2, Р6М5)

11 .Научно-обоснованные мероприятия по совершенствованию конструкции оборудования и технологии прокатки на стане 350/250 завода «Электросталь» и стане 320/250 завода «Серп и молот» обеспечили выпуск конкурентно способного проката и позволили получить экономический эффект свыше 1000000 у.е.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. М.П.Галкин, Л.В.Баржин, Г.С.Никитин. Новая технология получения катанки из специальных сталей и сплавов. Вестник машиностроения, -3 с 1998 № 1с, 28-30

2. М.П.Галкин. Реконструкция систем управления мелкосортных непрерывных станов на опыте работы заводов «Серп и молот» и «Электросталь»

В кн. III конгресс прокатчиков. Доклады - г. Липецк. 1999 г. с ...

3. Способ поточного производства катанки из нержавеющих сталей и прецизионных и жаропрочных сплавов /Баржин Л.В., Галкин М.П., Степанов В.П., Пивоваров И.С., Никитин Г.С.

№2100109 (РФ) 1996г.

4. Способ автоматического управления процессом непрерывной прокатки с минимальным натяжением или подпором с минимальным натяжением или подпора сортового металла. Галкин М.П., Пазухин М.А., Бурмин М.Г. и др: Патент 2135314 РФ от 12.03.98 16 стр.

5. Способ автоматического управления процессом непрерывной прокатки с петлей сортового металла и проволоки. Галкин М.П., Пазухин М.А., Бурмин М.Г. и др. Патент 2139157 РФ от 12.03.98 28стр.

Современные тенденции развития прокатных станов для производства проката из высоколегированных сталей и специальных сплавов.

Традиционные схемы производства проката из специальных сплавов и высоколегированных сталей

Новая технология получения катанки из специальных марок сталей и сплавов

Выводы к разделу I

Исследование стана 350/250

Состояние вопроса

Постановка экспериментов и обработка опытных данных Результаты анализа экспериментальных данных Технологические режимы прокатки и их влияние на структуру и точность прокатываемых профилей Анализ причин появления дефектов проката на стане 350/250

Основные конструктивные параметры станов и технологические факторы, определяющие точность прокатываемых профилей

Влияние жесткости клетей и прогиба валков на точность проката

Разработка математической модели процесса прокатки на полунепрерывном стане 350/250 и стане 320/250

Математическая модель расчета энергосиловых параметров загрузки прокатного оборудования и температурно-скоростного режима прокатки Разработка программы «Советчик технолога» Упругая деформация черновой и чистовой клетей стана Программа «Комреы » определения изменения пружины клети при увеличении или уменьшении обжатия Математическая модель настройки работы оборудования непрерывной группы стана 350/250 при переходе на новую марку стали

Экспериментальные исследования сопротивления деформации методом пластического кручения Сравнение экспериментальных методов получения кривых деформационного упрочнения кручением и растяжением Температурные режимы прокатки металла на стане 350/250 Потери тепла за счет лучеиспускания Потери тепла от контакта с валками Расчет температурного режима прокатки на стане 350/250

Управление работы непрерывной группы клетей при прокатке с минимальным натяжением и подпором проката.

Методы управления работой группы клетей непрерывной прокатки с минимальным натяжением проката. Новый способ управления процессом непрерывной прокатки, обеспечивающим устойчивую работу клетей стана при прокатке без подпора и натяжения металла. Калибровки валков станов 350/250 и 320/250 и программа перестройки работы оборудования стана при переходе на широкий марочный и размерный сортамент Общие выводы Литература Приложение 5

ВВЕДЕНИЕ

Особенностью производства высоколегированных сталей и сплавов со специальными физическими и физикомеханическими свойствами для нужд важнейших отраслей техники-электроэнергетики, атомной, химической, электронной, нефтехимической и газовой промышленности, являются их широкий марочный и профильный сортамент, высокая стоимость исходной заготовки и готовой продукции, малотоннажность заказов, и что особенно существенно, узкий температурный интервал пластической деформации, определяющий физико-механические свойства металла как в процессе производства, так и его конечные свойства (механические и служебные характеристики, структуру). Температурный режим является основой расчета скоростных и деформационных условий процесса и энергосиловых параметров, работы оборудования и его производительности.

Получение проката с заданным уровнем свойств при снижении издержек производства и повышении за счет этого конкурентноспособности является актуальной задачей для заводов спецметаллургии. Перед конструкторами металлургического оборудования и его эксплуатационниками стоит ряд задач:

- разработка компактных агрегатов, способных выполнять малотоннажные заказы с максимальной скоростью при минимальных издержках;

- реконструкция и модернизация существующих станов с целью получения высококачественной продукции и снижения себестоимости;

- полная автоматизация как основного, так и адьюстажного оборудования; 6

- разработка систем управления работой оборудования и технологическим процессом, обеспечивающими необходимую точность проката и структур} металла при минимальном расходе энергии.

Актуальным остается вопрос определения оптимального состава оборудования для получения малотоннажных партий сортового проката из специальных сталей и сплавов, температурно-скоростных режимов прокатки, разработки системы управления оборудования стана, обеспечивающих переход на прокатку с одной марки на другую и минимальными потерями времени и материалов.

В связи с этим насущным является необходимость создания математических моделей управления производством сортового проката из специальных сталей и сплавов и совершенствование оборудования и автоматизации прокатных станов.

---------------г--, i mi. .—,,., „.„. 7

ОБЩИЕ ИТОГИ И ВЫВОДЫ

Комплексный анализ прокатных станов и агрегатов для производства катанки и мелкого сорта из специальных сталей и сплавов позволяет сделать следующие выводы:

1. Для объемов производства до 40000т/г наиболее экономичными по металлоемкости, по энергозатратам, по объему инвестиций, являются литейно-прокатные агрегаты со станами, обеспечивающими коэффициенты вытяжки равными 6-^-40 (планетарными, винтовыми, маятниковыми). Дальнейшее развитие агрегатов должно идти в создании линий непрерывного литья- планетарной и непрерывной прокатки и штамповки массовых деталей, типа болтов, гаек и т.п.

2. Для объемов производства более 40000 т/год эффективно применение традиционных полунепрерывных станов технологически объединенных с 2^4 ручьевыми машинами непрерывного литья и печью для нагрева слитков сечением 120x120 - 100x100 с горячего посада.

3. Для обеспечения качества проката по точности, форме профиля, структуре и поверхности необходимы системы регулирования работа прокатных клетей, гарантирующие минимальный подпор и натяжение проката. Разработаны способы управления процессом непрерывной прокатки с минимальным натяжением или подпором в черновой группе клетей и прокатки с петлей в промежуточных и чистовых группах клетей, что позволяет значительно повысить точность размеров проката и выход годного и снизить эффект влияния износа оборудования.

4. Разработаны калибровка и программа, позволяющая сократить время перестройки стана на прокатку широкого марочного и размерного сортамента.

5. Проведен комплекс мероприятий по совершенствованию работы оборудования стана 350/250 и 250.

- установлен контователь между 2 и 4 клетью

- изменена конструкция петлевиков в чистовой группе ^

- изменена конструкция узла подшипников стана винтовой прокатки

- создано устройство точности деления проката на мерные длины.

- установлены новые петлевики в чистовой группе и впервые на этом стане получена катанка из высоколегированных сталей 0 6 мм

- разработана технология и приемное оборудование для получения бунтов массой 800кг.

6. Разработана уточненная методика определения температурного режима прокатки с учетом основных факторов: термомеханического состояния материала в условиях непрерывного процесса прокатки, геометрии. Формы и размеров очага деформации, внешнего контактного трения, неравномерности деформации.

7. Для определения рациональной загрузки прокатного оборудования проведены экспериментальные исследования простроены кривые V.-.™., .$уу-т-шт"---Ч>т-г-.и- —-~r-i.il. деформационного упрочнения разных марок сталей в широком диапазоне температуры, степени и скорости деформации; результаты экспериментов обоснованы теоретически, получены аналитические зависимости сопротивление деформации от температуры, скорости и степени деформации для труднодеформируемых сплавов (ЭИ 617 ВИ, ЭИ 652, ЭП 567, ЭП 33, ЭИ 602, Р18К5Ф2, Р6М5, ЭКЗ1)

На основе предложенной методики разработаны алгоритмы и программы, позволяющие по заданной калибровке расчитать температуру конца при изменении скоростного режима и температуры входа металла для полунепрерывного стана 350/250 завода «Электросталь» и стана 320/250 завода «Серп и молот».

Алгоритм расчета, построенный с применением метода итераций, позволяет определить действительную температуру металла в очаге деформации при прокатке широкого марочного и размерного сортамента. Достоверность разработанной математической модели подтверждена результатами экспериментов, проведенных на стане 350/250 завода «Электросталь» и стане 320/250 завода «Серп и молот». Определены основные параметры загрузки оборудования при прокатке в 0 6,5 мм при скорости 20 м/сек из заготовки 0 60 мм с начальной температурой нагрева 1353 К для семи сплавов (ЭИ617ВИ, ЭИ652, ЭП567. ЭПЗЗ, ЭИ602, Р18К5Ф2, Р6АМ5).

162

10. Научно-обоснованные мероприятия по совершенствованию конструкции оборудования и технологии прокатки на стане 350/250 завода «Электросталь» и стане 250 завода «Серп и молот» обеспечили выпуск конкурентноспособного проката и позволили получить экономический эффект свыше 1000000 у.е.

163

1. Целиков А.И. и др. Машины и агрегаты металлургических заводов. -М.: Металлургия 1981 т.З

2. Берковский B.C., Жадан В.Т., Шишко В.Б. Эффективность совершенствования калибровок валков сортовых прокатных станов. Сталь, 1979, №6, с. 432-433.

3. Галкин М.Ф., Кроль Ю.С., Семека A.B. ЭВМ в производстве стали. М.: Металлургия, 1976. - 264 е., ил.

4. Медведев B.C. Автоматизация проектирования технологических процессов сортовой прокатки. Сталь, 1982, № 5, с. 52-54.

5. Применение ЭЦВМ для расчета калибровок -Никифоров Б.А., Кандауров J1.E., Кабанова В.П., Мукстафин Ф.Т. Изв.вуз. Черная металлургия, 1981, № 5, с. 53-56.

6. Мутьев М.С., Клименко П.Л., Трегубова Л.В. Алгоритм расчета черновых калибров системы ромб-квадрат. Изв. вуз. Черная металлургия. 1981, № 7, с. 84-87. № 11, с. 72-75

7. Шмелинг Ф Калибровка и обработка калибров валков с применением ЭВМ. Черные металлы, 1982, № 15/16, с.21-27.

8. Шилов В.А., Колобков И.А., Смирнов В.К. Выбор системы калибров и составление схемы калибровки валков на ЭВМ. Изв.вуз. Черная металлургия, 1981, № 10, с. 72-76.164

9. Рефю: Оптимизация энергозатрат при прокатке профилей. РЖ Металлургия. 15Д, Прокатное и волочильное производство, 1982, № 1 1, с.27 13.Hensel, A.; Pjluchin, Р.1., Poluchin, W.P.: Technologie der Metallfomung.

10. Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, Leipzig, 1900 М.Риит Б., Аппель M. Ориентировочный на перспективу сортовой стан для прокатки специальных сталей металлургический завод и технология 1996 г.

11. Баржин Л.В., Галкин М.П., Степанов В.П., Пивоваров И.Г., Никитин Г.С. Способ поточного производства катанки из нержавеющих сталей и прецезионных и жаропрочных сплавов. Патент РФ 2100109 1997.

12. Галкин М.П., Барждин JI.B., Никитин Г.С. Новая технология получения катанки из специальных сталей и сплавов. Вестник машиностроения 1998 № 1 с 28-30.

13. Средства контроля и управления точности сортового проката/ Клименко В.М., Камаев В.М., Минаев A.A. и др. К., «Техника», 1983. - 174 с.

14. Расчет усилий при непрерывной горячей прокатке. Жучин В.Н., Никитин Г.С., Шварцбарт Я.С., Зуев К.Г. М.: Металлургия 1986 г. 198 с.

15. Никитин Г.С., Зуев И.Г. Разупрочняющий фактор в динамике предела текучести при высоких температурах. Изв.вузов. Машиностроение, 1979, №6, с. 113-117.

16. Зуев И.Г., Никитин Г.С., Сизоненко В.В., Тютвинов A.A. Автоматизированная обработка экспериментальных данных при определении сопротивления деформации. В сб.: Машины и агрегаты металлургического производства. М., ВНИИМЕТМАШ, 1984, с. 90-98.

17. Целиков А.И., Никитин Г.С., Рокотян Е.С. Теория продольной прокатки. М., «Металлургия», 1980, 319 с.

18. Полухин П.И., Гун Г.Я., Галкин А.М. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов. Справочник. М.: Металлургия, 1976. -448 с.166

19. Cook P.M. The real curwes stress rate of deformation for the steels by reduction. The Institution of mechanical engineers. London/ 1957, № 12.

20. Андреюк JI.B., Тюленев Г.Г. Аналитическая зависимость сопротивления деформации металла от температуры, скорости и степени деформации. Сталь, № 9, 1972, с. 825-828.

21. Тарновский И.Я., поздеев A.A. Меандров JI.B., Хасин Г.А. Механические свойства стали при горячей обработке давлением. Металлургиздат, Свердловск, 1960, 264 е., ил.

22. Susiki Е.А. Report of Jnstitut of Industrial science the University offf Tokyo, К 1968, v. 18, N3, p 139-240.

23. Соколов Л.Д. Сопротивление металлов пластической деформации. M., Металлургиздат, 1963, 284 е., ил.

24. Жучин В.Н., Шварцбарт Я.е., Синельников Ю.И. Работа и сопротивление деформации при горячей прокатке некоторых высоконикелевых сплавов. Сталь, № 8, 1966, с. 722-724

25. Weber К. Mathematische Modelierung des lemperaturverlllllaufs beimm Warmwalzen von Grobblech und Band.- Neue Hütte, 1973, № 5, s. 285-295. \ n

26. Железнов Ю.Д., Цифринович Б.А., Лямбах P.B. и др. Сталь, 1968, № 10,^с. 914-920.

27. Дружин H.H. Непрерывные станы как объект автоматизации. 2-е изд. Доп. и переработ.- М.: Металлургия, 1975.-336 е., ил.

28. Температурный режим прокатки легированных сталей на непрерывном проволочном стане/Жадан В.Т., Берковский B.C., Чередников В.А. и др. -Черная металлургия. Бюл. Ин-та «Черметинформация», 1973, № 16, с. 42-44.

29. Будовский В.З. Рабоиа провлочного стана 260 после рекоентрукции. -Металлург, 1969, № 7, с. 31-34.

30. Выдрин В.Н., Дукмасов В.Г., Нагорнов B.C. Новое в прокатке точного сортового металла. Челябинск, Южно-Уральское книжное излдательство, 1970.168

31. Чекмарев А.П., Побегайло Г.Г. Точная прокатка сортовых профилей. М. Металлургия, 1968, 236с.

32. Целиков А.И., Гришков А.И. Теория прокатки, М., Металлургия, 1969.

33. Дружинин H.H. Непрерывные станы как объект автоматизации. М., Металлургия 1975.

34. Особенностей распространения межклетьевых натяжений в непрерывном мелкосортном стане. Выдрин В.Н., Амосов П.Н., Дубинский Ф.С. и др., Челябинск, 1975,240с.

35. Система автоматической стабилизации режима прокатки на непрерывных мелкосортных станах. -Силич А.Н., Николаенко Н.М., Моргачев K.M. и др. Сб. науч. Тр. Дмети, 1972, № 58, с. 56-62.

36. Приходько И.Ф. Производство катанки и сортового проката повышенной точности. М., ЦНИИТМАШ, 1962.

37. Кугушин A.A., Попов Ю.А. Совершенствование технологии и освоение прокатки новых профилей стана 250. «Сталь», 1971, № 2.

38. Королев A.A., Кальменов A.A., Бобков Г.В. Резервы повышения точности проката. Тр. Московского вечернего металлургического ин-та, вып. 11, 1971, с. 219-223.

39. Повышение точности непрерывной прокатки мелкосортного металла автоматической стабилизацией режима прокатки. Гринберг С.Д., Гетманец В.В., Карпинский Ю.П. и др. «Сталь» 1973, № 7, с. 639-641.169

40. Получение катанка повышенной точности на непрерывном проволочном стане. Монид В.А., Миронов А.Д., Алексеев Ю.Н. и др., «Металлург» 1974, № 3, с. 29-31.

41. Точность прокатки легированной катанки на полунепрерывном проволочном стане 260. Жадан В.Т., Берковский B.C., Чередников В.А. и др. Науч.тр. МИСиС., 1977, № 93, с. 5-10.

42. Нефедов A.A., Гетманец В.В. Производство катанки. М., Металлургиздат, 12963.

43. Выдрин В.Н., Дукмасов В.Г. Точная прокатка сортового металла. Челяб^нсдс, Южно-Уральское книжное изд., 1965.

44. Технологические факторы вдлияющие на процесс непрерывной прокатки. -Галатов Н.С., Теряев В.А., Гетманец В.В. и др. «Прокатное производство» т. 24, М., Металлургия, 1967,

45. Тис X., Нойшютц Э. Отклонение поперечного сечения раската при прокатке проволоки. «Черные металлы», 1979, № 6, с. 24-28.

46. Целиков А.И., Никитин Г.С., Рокотян С.Е. Теорич продольной прокатки. М., Металлургия 1980, 319с.

47. Стахно В.И., Егоров А.П., Черных Б.М., Система автоматического управления скоростным режимом чистовой группы клетей при прокатке с петлерегулированием. Сб. «Автоматизация металлургического производства», М., Металлургия, 1980, № 9, с. 56-60.170

48. Хотулев В.К., Калинин В.П., Гвоздиков Ю.Е. Системы автоматического регулирования петли между клетями непрерывных мелкосортных станов. Сб. науч. Тр. ВНИИМЕТМАШ, М., 1966, № 8, с. 81 -84.

49. Шапиро Ф.С., Мцурашева Н.К., Ройзман Б.Г. Система автоматического регулирования петли на однониточных столах проволочного стана.

50. Громов Н.П. Теория обработки металлов давлением М., Металлургия, 1978, 360 с с ил.

51. Диомидов Б.Б., Литовченко Н.В. Калибровка пропадных валков М., Металлургия, 1970, 312 с с ил.

52. Павлов И.М. Теория прокатки М., Металлургиздат, 1950, 610 с с ил.

53. Целинов А.И., Зюзин В.И. Современное развитие прокатных станов М., Металлургия, 1972 400 с с ил.бЗ.Зарощинский М.Л. Технологические основы проектирования прокатных станов, Металлургиздат, 1962 г.

54. Чижиков Ю.М. Процессы обработки металлов давлением легированных сталей и сплавов. Изд-во металлургия 1965г.01 ъ/хза-Кг 21. На правах рукописи1. Галкин Михаил Петрович

55. Разработка, исследование и совершенствование оборудования и технологии прокатки специальных марок сталей.

56. Диссертация на соискание ученой степени кандидататехнических наук. (Приложение)1. Москва 2000 г.2управление српрежим рольгангапрофильбурежекпрокатанопауза прокат В:00:26 ( 0 :18