Повышение качества поверхности горячекатаных полос на широкополосных станах на основе моделирования и совершенствования тепловых режимов прокатки в чистовой группе клетей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.05, кандидат наук Ковалев Денис Анатольевич

• Ковалев Денис Анатольевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Ковалев Денис Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ПОЛОС НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ШИРОКОПОЛОСНОЙ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

1.1 Технологические особенности управления температурно-скоростными условиями прокатки в чистовой группе

1.2 Анализ вопросов контроля качества поверхности проката

1.3 Анализ труднораспознаваемых дефектов поверхности сталеплавильного и прокатного происхождения

1.4 Автоматический контроль дефектов поверхности горячекатаных полос в линии широкополосного стана

1.5 Известные математические модели расчета температурных условий прокатки в чистовой группе клетей

1.5.1 Модели на основе статистических решений

1.5.2 Модели на основе описания физических закономерностей и аналитических решений для процессов теплообмена

1.5.3 Комплексные математические модели теплового режима и охлаждения валков широкополосного стана горячей прокатки

1.6 Постановка цели и задач исследования

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛОСЫ И ВАЛКОВ ПРИ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКЕ

2.1 Структура комплексной тепловой модели клетей чистовой группы

2.2 Модель условий теплообмена и температурного поля валка

2.2.1 Анализ и моделирование температурного поля валка

2.2.2 Анализ условий теплообмена на поверхности валка

2.2.3 Формулировка математической модели теплового состояния валка

2.3 Модель условий теплообмена и температурного поля полосы

2.3.1 Модель тепловыделения по объему полосы в очаге деформации

2.3.2 Модель условий теплообмена и температурных полей полосы, окалины и валков в очаге деформации

2.3.3 Модель условий теплообмена и температурного поля полосы в межклетевом промежутке

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ ПРОКАТКИ В ЧИСТОВОЙ ГРУППЕ КЛЕТЕЙ ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА

3.1 Постановка и решение задачи моделирования процесса горячей прокатки

3.2 Разработка методики адаптации коэффициентов теплообмена на основе промышленных измерений

3.3 Исследование температурных полей валков и полосы в зависимости от технологических факторов процесса прокатки

3.4 Оценка адекватности результатов решения задачи моделирования по результатам промышленных экспериментов

4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ ПОВЕРХНОСТИ ПРОКАТА

4.1 Идентификация дефектов поверхности прокатной природы и технологические факторы прокатного производства, влияющие на их образование

4.2 Технологические и конструктивные особенности широкополосного стана 2000 НЛМК как объекта управления тепловыми режимами

4.3 Численное моделирование и анализ влияния схем охлаждения в чистовой группе на образование дефектов поверхности проката

4.4 Анализ результатов промышленного внедрения оптимизированных схем охлаждения в чистовой группе стана 2000 НЛМК

4.5 Выводы главы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение качества поверхности горячекатаных полос на широкополосных станах на основе моделирования и совершенствования тепловых режимов прокатки в чистовой группе клетей»

Актуальность работы.

Рост требований потребителей к качеству поверхности листового проката, определяющему товарный вид многих высокотехнологичных изделий (автомобилей, бытовой техники и др.), является устойчивой тенденцией рынка в последние десятилетия. Качество поверхности готового проката наследуется от качества исходной заготовки по этапам многостадийной переработки и формируется в результате сложных процессов различной природы. Одним из ключевых процессов является горячая прокатка, что обусловливает концентрацию внимания исследователей и производителей на ее более детальном изучении.

Состояние поверхности горячекатаного проката выступает отдельной позицией качества. Совершенствование оборудования непрерывных широкополосных станов горячей прокатки (НШСГП), улучшение культуры производства и многолетние исследования обеспечили существенный прогресс качества поверхности горячекатаного листа. Однако остается не вполне ясной природа и механизмы образования некоторых массовых дефектов, которые ранее не оценивались как фатальные для готового изделия, но в настоящее время признаны недопустимыми, в частности, дефекты «рябизна», «серые пятна», «соль-и-перец» и т.п. Важность исследования дефектов этой группы обусловливается тем, что доля отсортировки по ним на металлургических комбинатах достигает 70-85% от общей отсортировки холоднокатаного проката по причинам, связанным с горячей прокаткой.

В связи с этим исследование контактных и тепловых условий горячей прокатки, ответственных за формирование поверхности проката, является актуальной научно-технической задачей.

Цель и задачи диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является разработка научно обоснованных режимов охлаждения рабочих валков и полосы в чистовой группе клетей на основе развития математических моделей тепловых процессов широкополосного стана

горячей прокатки для повышения качества поверхности горячекатаного проката за счет предотвращения вкатывания в полосу вторичной окалины.

Для достижения этой цели в работе поставлены и решены следующие

задачи:

1. Исследовать причины образования массовых дефектов поверхности холоднокатаного листового проката в производственной практике НЛМК на основе анализа результатов визуального и инструментального контроля, классификации и систематизации видов дефектов по морфологии и топографии, металлографических исследований, статистического анализа технологии производства.

2. Определить технологические участки в линии стана горячей прокатки, наиболее опасные с точки зрения формирования качества поверхности проката и дефекта «рябизна».

3. Разработать комплексную математическую модель процесса прокатки в чистовой группе НШСГП, отражающую влияние наиболее значимых факторов на качество поверхности проката, и адаптировать ее к условиям НШСГП 2000 НЛМК.

4. Исследовать влияние технологических факторов и режимов охлаждения на качество поверхности проката на основе численного моделирования условий прокатки в чистовой группе клетей НШСГП 2000 НЛМК.

5. Разработать и реализовать на стане 2000 мероприятия по снижению образования дефектов поверхности, обусловленных температурными условиями в чистовой группе клетей НШСГП 2000 НЛМК.

Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту:

6. На основе результатов комплексного исследования массовых дефектов поверхности холоднокатаного проката ответственного назначения, включающего анализ и систематизацию результатов визуального и инструментального контроля морфологии и топографии дефектов, металлографические исследования, статистический анализ технологических режимов прокатки, выявлена группа дефектов вида «рябизна», возникающих из-за подстуживания поверхности полосы

на входе первых клетей чистовой группы вследствие попадания воды, охрупчивания и вкатывания вторичной окалины.

7. Разработана математическая модель теплообмена рабочего валка, отличающаяся от известных учетом водяных ванн, образующихся при использовании отсекателей на входной и выходной сторонах клетей. Установлено, что использование отсекателей увеличивает отведение тепловой мощности от валка на 15-20%.

8. Разработана комплексная математическая модель процесса прокатки и образования окалины в чистовой группе НШСГП, включающая: модели теплообмена рабочих валков и полосы в очаге деформации при наличии окалины, по периметру валка при использовании отсекателей, по длине полосы в линии стана, детально учитывающие конструкцию стана и систем охлаждения; модели температурных полей по глубине рабочего слоя валка, по толщине полосы и слоя окалины - на основе численного решения нелинейных уравнений теплопроводности; модели образования и свойств окалины в зависимости от температуры поверхности полосы в межклетевых промежутках.

9. На основе численного моделирования с использованием разработанной комплексной математической модели для условий НШСГП 2000 установлено: попадание воды на полосу на входе чистовых клетей при включении системы подстуживания полосы, либо протекании воды из-под отсекателя приводит к снижению температуры поверхности и слоя вторичной окалины на 150-250°С; при снижении температуры поверхности полосы ниже 850°С на входе очага деформации сопротивление деформации окалины возрастает (до 260 Мпа и более) и превышает сопротивление деформации низкоуглеродистой стали (~150 МПа), вследствие чего создаются условия для вкатывания вторичной окалины и образования дефекта «рябизна».

10. Предложена методика для определения оптимальных режимов охлаждения валков и полосы в чистовой группе НШСГП на основе анализа условий прокатки и формирования вторичной окалины для продукции ответственного

назначения, направленная на обеспечение высокого качества поверхности за счет минимизации риска вкатывания окалины.

Практическая значимость работы.

Для массовых дефектов поверхности вида «рябизна» проката ответственного назначения выявлен механизм их образования, связанный с подстуживанием поверхности полосы на входе в очаг деформации вследствие попадания воды, охрупчивания и вкатывания вторичной окалины.

Выявлено существование при прокатке водяных ванн, образуемых охлаждающей водой на отсекателях с входной и выходной стороны клетей, разработаны методики оценки геометрических характеристик и коэффициентов теплоотдачи в ваннах в зависимости от конструкции клетей и расходов воды.

Разработана и численно реализована комплексная математическая модель процесса прокатки в чистовой группе клетей непрерывного стана горячей прокатки, включающая частные модели: энергосиловых и кинематических условий в клетях; теплообмена валков и полосы по линии стана с учетом конструкции клетей и систем охлаждения; температурных полей по толщине полосы и глубине рабочего слоя валка, с учетом слоя окалины в очаге; образования и механических свойств окалины в зависимости от температуры.

Разработаны и внедрены в технологическую практику широкополосного стана 2000 НЛМК оптимизированные режимы охлаждения в чистовой группе при прокатке подката с высоким качеством поверхности, минимизирующие риск вкатывания вторичной окалины и образования массовых дефектов поверхности полосы типа «рябизна», «серые пятна», что позволило снизить выход несоответствующей продукции на 36% с экономическим эффектом более 23 млн. руб./год.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Результаты исследования причин формирования дефектов вида «рябизна» на прокате ответственного назначения.

2. Постановка и решение задачи теплового состояния полосы и валков с учетом теплообмена рабочего валка в водяных ваннах, образующихся при использовании отсекателей воды на входе и выходе клетей.

3. Комплексная математическая модель процесса горячей прокатки, образования и свойств окалины в чистовой группе НШСГП, обеспечивающая детальное и адекватное отражение температурных условий контакта валков, полосы и окалины, их влияние на качество поверхности проката и включающая модели теплообмена и температурных полей рабочих валков, полосы и окалины.

4. Методика выбора оптимальных режимов охлаждения валков и полосы для обеспечения наилучшего качества поверхности горячекатаного проката ответственного назначения.

5. Результаты мероприятий по совершенствованию режимов охлаждения в чистовой группе, разработанных и внедренных в технологическую практику широкополосного стана 2000 НЛМК при прокатке подката ответственного назначения с высоким качеством поверхности.

Методология исследования и методы исследования.

Работа выполнена на основе анализа и обобщения результатов теоретических и практических исследований, математического моделирования процессов, подтверждения результатов в условиях реального производства. Материалом для исследования послужили серийные партии горячекатаного и холоднокатаного проката, произведенные по действующей технологии с использованием существующих систем охлаждения валков и полосы, и партий проката, произведенных по новым режимам охлаждения в чистовой группе клетей.

Степень достоверности результатов.

Достоверность результатов работы обеспечивается адекватностью применяемых методов и моделей реальным технологическим процессам прокатного производства, применением подходов и данных, прошедших многократную практическую проверку при исследовании и анализе производственных процессов в металлургическом производстве, а также практическими результатами внедрения в прокатном производстве НЛМК

технологических рекомендаций, разработанных по результатам представленных в настоящей работе исследований.

Личный вклад автора.

Автор, в составе группы исследователей, лично участвовал в проведении комплексных исследований причин образования дефектов поверхности холоднокатаного листового проката в производственной практике НЛМК, анализе закономерностей образования дефекта «рябизна» и выявлении наиболее опасных технологических участков в линии стана горячей прокатки.

На основе анализа известных результатов исследования и моделирования горячей прокатки, при непосредственном участии автора, разработана и численно реализована комплексная математическая модель процесса в чистовой группе НШСГП, учитывающая наиболее значимые факторы формирования поверхности и дефектов проката. Автором разработаны и внедрены в производство на стане 2000 НЛМК мероприятия по снижению образования дефектов поверхности, показавшие высокую эффективности при производстве проката ответственного назначения.

Апробация результатов работы.

Основные материалы работы доложены и обсуждены на научной конференции (27 февраля 2019 г., ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина», Х Конференция молодых специалистов «Перспективы развития металлургических технологий»), IV Международной научной конференции «Научно-технический прогресс в черной металлургии - 2019», (18-20 сентября 2019 г. Череповецкий государственный университет, Череповец), 1-ой Международной конференции систем управления, математического моделирования, автоматизации и энергетической эффективности SUMMA2019 (20-22 ноября 2019 г., Липецкий государственный технический университет, Липецк).

Соответствие паспорту специальности.

Проблематика, рассмотренная в диссертации, соответствует паспорту специальности 05.16.05 Обработка металлов давлением в следующих областях исследования: п.1 Исследование и расчет деформационных, скоростных, силовых,

температурных и других параметров разнообразных процессов обработки металлов, сплавов композитов давлением; п.2 Оптимизация процессов и технологий обработки давлением для производства металлопродукции с заданными характеристиками качества.

1. ЛИТЕРАТУРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ГОРЯЧЕКАТАНЫХ ПОЛОС НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ШИРОКОПОЛОСНОЙ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

К исследуемым в настоящей работе непрерывным широкополосным станам горячей прокатки (НШСГП) относятся многоклетьевые станы с размещением клетей в черновой и чистовой группах. В черновой группе применяются как нереверсивные, так и реверсивные клети, а расположение клетей может быть непрерывным, либо прерывным. Непрерывное расположение клетей подразумевает, что заготовка (раскат) одновременно прокатывается в нескольких последовательно установленных клетях. В чистовой группе НШСГП клети всегда расположены непрерывно. Черновая и чистовая группы клетей разделены промежуточным рольгангом, длина которого достаточна для размещения всей длины раската, что обеспечивает возможность синхронизации работы обеих групп клетей при прокатке полос различного сортамента. После непрерывной прокатки в чистовой группе полоса ускоренно охлаждается на отводящем рольганге и затем сматывается на моталки.

Появление и техническое развитие НШСГП было направлено, прежде всего, на повышение качества продукции и увеличение производительности агрегата [16]. Станы прерывного действия неспособны обеспечить высокое качество поверхности, точность размеров, стабильность охлаждения и механических свойств проката. Их производительность также существенно ниже и может достигать 3-4 млн. тонн в год, тогда как производительность НШСГП 2000 НЛМК превышает 6,1 млн. тонн.

НШСГП 2000 НЛМК располагает 5-ю отдельно стоящими черновыми клетями, из которых первая - реверсивная, и 7-ю чистовыми клетями, собранными в непрерывную группу. Использование реверсивной черновой клети позволяет расширить сортаментные возможности стана 2000 при сокращении общей протяженности линии стана и капитальных затрат на строительство. На выходе стана установлена группа из 3-х универсальных моталок.

1.1 Технологические особенности управления температурно-скоростными условиями прокатки в чистовой группе

Непрерывные широкополосные станы производят рулонный прокат толщиной 1,5-16,0 мм и шириной 750-1950 мм из литых слябов толщиной до 300 мм. В России функционирует три НШСГП конструкции НКМЗ с длиной бочки валков 2000 мм: на Череповецком (ЧерМК), Магнитогорском (ММК) и Новолипецком (НЛМК) металлургических комбинатах. Эти станы располагают черновыми (из 5-6-ти клетей) и чистовыми группами из 7-ми клетей.

В сравнении с обработкой на толстолистовых станах процесс на НШСГП более экономичен, особенно при производстве тонких полос. На НШСГП количество стадий деформации обычно ограничено количеством клетей, что значительно понижает возможности выбора стратегии обжатий, особенно с учетом практически максимальной загрузки клетей на сложном сортаменте (тонкие широкие полосы из углеродистых и низколегированных сталей). Широкополосные станы с реверсивной черновой клетью повышают гибкость технологии, но имеют более низкую производительность.

При производстве проката на НШСГП интервалы времени между проходами относительно невелики, поскольку заготовка перемещается от одной последовательно расположенной клети к другой. Кроме этого, временной интервал между проходами постепенно снижается, так как полоса перемещается по стану с наличием ускорения, при этом каждая часть полупродукта находится между клетями сопоставимое время. В целом, при непрерывной прокатке различные участки по длине полосы испытывают значительно меньшие различия термомеханических циклов, чем при других технологиях горячей прокатки [7].

При прокатке в чистовой группе НШСГП металл прокатывается в последовательно расположенных клетях до заданной толщины. Затем полоса перемещается по отводящему рольгангу, ее головной участок захватывается моталкой, и полоса сматывается в рулон. Заданная температура смотки

обеспечивается ускоренным охлаждением полосы с помощью душирующих установок по мере ее движения по отводящему рольгангу.

Температура конца прокатки значимо зависит от установленных скоростных режимов на стане. При установившейся скорости прокатки температура конца прокатки Тт от головного к заднему концу раската снижается вследствие перепада температур по длине подката на входе в чистовую группу клетей. Это изменение температурных полей достигает значения 0,01-0,2°С/м (в пересчете на единицу длины полосы разной толщины) [7-9; 10]. Увеличение скорости прокатки приводит к сокращению времени пребывания металла в чистовой группе и снижению потерь тепла за счет излучения и конвекции в межклетевых промежутках и в контакте металла с валками клетей. Ускоренная прокатка обеспечивает не только ликвидацию температурного перепада от переднего к заднему концу полосы, но может привести и к возникновению обратного температурного перепада: температура конца прокатки задней части полосы может существенно превысить температуру конца прокатки ее головной части [1; 4; 10]. Отметим, что неравномерность температуры проката по длине является причиной формирования неоднородной структуры и, как следствие, неравномерности физико-механических свойств горячекатаного листа [16; 10 ].

Задачей управления температурно-деформационным режимом в чистовой группе является достижение заданного уровня температуры конца прокатки головной части полосы и дальнейшая стабилизация этого температурного поля на всей длине проката при максимальном использовании скоростных параметров стана.

Из известных способов управления температурой конца прокатки по длине полосы, за исключением прокатки с ускорением, можно отнести так же:

• использование экранов на промежуточном рольганге [4];

• дифференцированный нагрев слябов по длине в печах [4];

• регулирование работы гидросбива окалины перед чистовой группой [4];

• индукционный подогрев на промежуточном рольганге металла [4];

• варьирование толщины раската перед чистовой группой;

• перераспределение обжатий по длине полосы в чистовой группе;

• подача технологической смазки в межвалковые зазоры с низким коэффициентом теплопроводности.

В последние годы широко развивается способ принудительного охлаждения полосы водой в межклетевых промежутках (МОП) черновой и чистовой групп [10]. Способ позволяет регулировать температурное состояние металла в условиях скоростного режима прокатки. МОП позволяет увеличить производительность всего агрегата, а также повысить качество продукции. Наиболее оптимальным является применение МОП в межклетевых промежутках чистовой группы стана [12-13; 10; 14].

Скорость заправки прокатанной полосы в моталку также является важным технологическим параметром работы НШСГП. Этот параметр во многом определяет качество передней части («головы») полосы и устанавливается в зависимости от толщины полосы, температуры смотки переднего конца подката, а также температуры конца прокатки [1; 4; 15]. После захвата полосы моталкой, в процессе намотки рулона на моталку, происходит ускорение чистовой группы, обеспечивающее стабилизацию температуры конца прокатки [16; 15].

1.2 Анализ вопросов контроля качества поверхности проката

Качество продукции описывается совокупностью свойств изделия, требуемых для использования в соответствии с его назначением. Другими словами, категория «качество продукции» сопоставима перечню свойств продукции, актуальных в аспекте ее целевого использования по назначению [17].

Такими свойствами, для листового проката, выступают геометрические и механические характеристики, а также качество поверхности полосы. На сегодняшнем этапе развития производства проката ведущие производители металлопродукции гарантируют клиенту эти показатели качества, что обеспечивается внедрением автоматизированных систем контроля и управления технологическим процессом [17-23]. Состояние поверхности горячекатаного

проката при этом выступает весьма специфической позицией качества, поскольку дефекты поверхности горячекатаного металла в значительной мере наследуются на холоднокатаный лист.

Качество поверхности горячекатаной полосы определяется состоянием поверхности, непрерывно-литой заготовки (сляба), химическим составом стали, режимами прокатки [24]. Важными факторами формирования высокого качества поверхности проката являются свойства (в т.ч., химический состав, структура и механические свойства) печной и вторичной окалины, температурные режимы нагрева, прокатки, смотки и охлаждения после прокатки [3; 24].

Требования к характеристикам качества горячекатаной продукции, включая требования к свойствам и состоянию поверхности проката, отражены в следующих отечественных стандартах:

• ГОСТ 19903-74 Прокат листовой горячекатаный. Сортамент;

• ГОСТ 14637-89 Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества;

• ГОСТ 19281-89 Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия;

• ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества.

Устойчивая тенденция индустрии последних десятилетий - неуклонный рост

требований к качеству поверхности листового проката. Высокие требования распространяются ныне и на горячекатаный лист, поверхность которого зачастую в решающей степени определяет качество и товарный вид высокотехнологичных готовых изделий, например, автомобильных кузовов или лицевых панелей бытовой техники. В последнее время горячекатаный травленый лист все более вытесняет холоднокатаный прокат и в традиционных областях. Эти тенденции обусловливают сосредоточение внимания производителей проката на более глубоком изучении сложных контактных, тепловых и других процессов, происходящих при горячей прокатке и формирующих качества поверхности горячекатаной полосы.

Модернизация станов для горячей прокатки, улучшение культуры производства и системные исследования обеспечили существенный прогресс в качестве поверхности горячекатаного листа. Природа и механизмы возникновения большинства серьезных дефектов выявлены, для них разработаны эффективные меры по предотвращению возникновения. Вместе с тем в настоящее время для широкой группы дефектов, имеющих сравнительно слабое проявление и ранее не оцениваемых как неприемлемые для качества готового изделия, отсутствует как единая классификация (в том числе единая номенклатура общепринятых названий), так и содержательное описание соответствующих данным типам дефектов внешних признаков и особенностей микроструктуры. Ввиду этого не являются также установившимися объяснение причин возникновения таких дефектов и описание способ борьбы с ними. В то же время, современные требования к качеству листового проката определяют необходимость проведения последовательных мероприятий по снижению количества дефектов, вплоть до полного устранения.

Как правило, проверка качества поверхности металлопроката осуществляется на финальных стадиях технологического цикла. К ним относятся стадии холодной прокатки, травления, отжига и т.п. Такой подход оправдан с точки зрения предотвращения поставки потребителю несоответствующей продукции, однако при этом возрастают потери при несоответствии качества. По этой причине представляется целесообразным внедрение методов непрерывного контроля качества проката на всех технологических стадиях (переделах).

Для прокатной продукции характерно наличие дефектов поверхности двух основных категорий, различающихся по причинам своего происхождения:

• дефектов, возникших на переделах выплавки и разливки стали;

• дефектов, возникших на прокатных переделах (горячая и холодная прокатка, травление, отжиг, дрессировка, нанесение покрытий и т.д.).

Различие между дефектами, принадлежащими указанным группам, зачастую не может быть проведено при визуальном осмотре готовой продукции. При этом основная часть методов, применяемых для оценки качества и отсортировки

готового проката, включая выявление дефектов поверхности, в условиях современного массового производства по-прежнему относится к визуальным методам, с применением или без применения специальных автоматизированных систем [25]. Использование автоматизированных методов на этапе горячей прокатки усложненно из-за высокой скорости, повышенной температуры и наличия слоя оксидов на полосе. По этой причине рулоны листового проката проверяются на наличие дефектов, как правило, после остывания. Это влечёт увеличение объема несоответствующей продукции, в первую очередь для периодических дефектов прокатного происхождения, таких, как отпечаток от рабочего валка, роликов рольганга и т.п.

Применяемая на практике инструментальная методика металлографической экспертизы дефектов холоднокатаного листа обычно включает в себя:

• панорамные металлографические исследования в зонах дефектов, как на поверхности проката, так и в поперечных сечениях;

• микрорентгеноспектральный анализ;

• анализ технологических факторов, режимов и условий производства, в которых обрабатывались дефектные партии проката с существенной долей дефектов исследуемого типа.

Перечисленные методы реализуются при наличии (с той или иной полнотой) образцов металла с различных переделов производства, включая:

• образцы готового холоднокатаного проката, отобранные при аттестации;

• темплеты, вырезанные из слябов;

• образцы горячекатаного подката;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ковалев Денис Анатольевич, 2020 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Агуреев В.А., Курякин А.В., Трусило С.В. Измерение плоскостности горячекатаной полосы электронно-оптическим измерителем ИП-4 под натяжением моталки / В.А. Агуреев, А.В. Курякин, С.В. Трусило // Металлург. - 2007. - №3. - С. 72-75.

2. Андерсен Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. В 2-х т. / Д. Андерсен, Дж. Таннехилл, Р. Плетчер. -М.: Мир. - 1990. - 728 с.

3. Байндорф Й., Анстотс Т., Эберле А., Эрненпуч Л., Хольцхаузэр Й.-Ф. Оптимизация технологического процесса и качества коррозионностойкой полосы на основе системы контроля поверхности / Й. Байндорф, Т. Анстотс, А. Эберле, Л. Эрненпуч, Й.-Ф. Хольцхаузэр // Черные металлы. 2005. - № 3. - С. 45-56.

4. Беняковский М.А. Производство автомобильного листа / М.А. Беняковский, В.Л. Мазур, В.И. Мелешко. - М.: Металлургия, 1979. - 256 с.

5. Бережная Г.А., Салганик В.М., Песин А.М. Разработка и использование сбалансированной системы показателей для улучшения качества продукции / Г.А. Бережная, В.М. Салганик, А.М. Песин // Производство проката. - 2007. -№ 12. - С. 34-38.

6. Бёрхерс Й., Антуан К.-П. Технологические измерения: повышение качества продукции и стабильности производственного процесса / Й. Бёрхерс, К. -П. Антуан // Черные металлы. - 2006. - № 2. - С. 38-49.

7. Болобанова Н.Л. Компьютерное моделирование процессов и оборудования металлургического производства / Н.Л. Болобанова // Учебное пособие. - Череповец: ЧГУ. - 2014. - 91 с.

8. Владимиров В.С. Уравнения Математической физики / В.С. Владимиров. // Издание 4. - М.: Наука. - 1981. - 512с.

9. Влияние температурного режима прокатки и охлаждения полос на механические свойства среднеуглеродистой стали / А.В. Ноговицын, Н.Н.

Карагодин, П.Н. Смирнов, Е.А. Парсенюк // Улучшение качества горячекатаной широкополосной стали. - М.: Металлургия, 1986. - С. 52-58.

10. Гарбер Э.А. Новые методы моделирования и уменьшения неплоскостности стальных полос при горячей прокатке на широкополосных станах / Э.А. Гарбер, П.А. Мишнев, Д.Л. Шалаевский, Р.Б. Палигин, И.А. Михеева, Н.Л. Болобанова // Прокатное производство -2010. - №1. - С. 70-81.

11. Годунов С.К., Рябенький В.С. Разностные схемы / С.К. Годунов, В.С. Рябенький. - М.: Наука. - 1977. - 440 с.

12. Горностай Н.И., Иванова Л.А., Романюк Н.А. Анализ методов повышения качества горячекатаной полосы путем управления температурно-скоростным режимом непрерывной черновой группы клетей / Н.И. Горностай, Л.А. Иванова, Н.А. Романюк // Улучшение качества горячекатаной широкополосной стали - М.: Металлургия, 1986. - С. 49-51.

13. Горячая прокатка широких полос / В.Н. Хлопонин, П.И. Полухин, В.И. Погоржельский [и др.]. - М.: Металлургия, 1991. - 198 с.

14. Сафьян М.М. Прокатка широкополосной стали / М.М. Сафьян. - М.: Металлургия, 1969. - 460 с.

15. Гарбер Э.А., Хлопотин М.В. Моделирование и совершенствование теплового режима и профилировок валков широкополосных станов горячей прокатки / Э.А. Гарбер, М.В. Хлопотин - Моногр. - Череповец: ЧГУ; М.: Теплотехник. - 2013. - 114 с.

16. Воробей С.А., Приходько И.Ю. Моделирование температурного режима рабочих валков широкополосного стана горячей прокатки [Электронный ресурс] / С.А. Воробей, И.Ю. Приходько. - Режим доступа URL: http: //www.metaltehnomash.com.ua/PDFiles/article 12

17. ГОСТ 26877-91 Металлопродукция. Методы измерения отклонений формы.

19. Дружинин Н.Н. Непрерывные станы как объект автоматизации / Дружинин Н.Н. - М.: Металлургия, 1975. - 336 с.

20. Евтушенко А.А., Матысяк С.Я. Определение температуры при скольжении колеса по рельсу с учетом конвективного охлаждения свободных поверхностей / А.А. Евтушенко, С.Я. Матысяк. // Прикладная механика и техническая физика. - 2003. - Т. 44. - С. 123-130

21. Ержанов А.С. Оптимизация параметров листовой прокатки низкоуглеродистых сталей на основе обеспечения выкатываемости поверхностных дефектов: дисс. канд. техн. наук. / А.С. Ержанов. -Темиртау: КГИУ, 2015.

22. Зигель Р., Хауэл Дж. Теплообмен излучением. / Р. Зигель, Дж. Хауэл. - М.: «Мир». - 1975. - 935 с.

23. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. - М.: Энергия. - 1975. - 488 с.

24. Синицкий О.П., Полецков П.П. Элементы современных технологических систем для обеспечения геометрии и формы листового проката / О.П. Синицкий, П.П. Полецков // Листопрокатное производство, №6. - 2015. -С. 72-99.

25. Schroeder K.H. // Frequently Asked Questions about Hot Strip Mill Work Roll Surface (wear, oxidation, firecracks, sticking and fiction). - WMSP, New Orleans, 2004.

26. Okada H. Deformation behavior of oxide scale in Hot Strip Rolling / H. Okada // Nippon Steel & Sumitomo Metal technical report No. 111, March 2016.

27. Paidassi J. Acta Metall / J. Paidassi. - Vol.6 (1958). - Р.184-194.

28. Montmitonnet P., Picque C., Bouchard B., Roubin P.-O., Picard M. A numerical study of rolled-in scale in the Hot Strip Mill / P. Montmitonnet, C. Picque, B. Bouchard, P.-O. Roubin, M. Picard // Paper presented at the 9th International Steel Rolling Conference, CNIT Paris-La Defense, June 19-21. - 2006.

29. Pandi R., Yue S. Dynamic transformation of austenite to ferrite in low- carbon steelV / R. Pandi, S.Yue // ISIJ International. -1994. - Volf 34. - № 3. - P.270-279.

30. Sun C.G., Park H.D., Hwang S.M. Prediction of three dimensional strip temperatures through the entire finishing mill in hot strip rolling by finite element method / C.G. Sun, H.D. Park, S.M. Hwang. // ISIJ International. - 2002. - Vol. 42, № 6. - P. 629-635.

31. Pl - Horsky J., Raudensky M., Pohanka M. Экспериментальное исследование теплообмена при горячей прокатке и непрерывном литье/ J. Horsky, M. Raudensky, M. Pohanka //

32. Prediction of microstructure distribution in the trough-thickness direction during and after hot rolling in carbon steels / S. Nanba, M. Kitamura, M. Shimada [et al.] // ISIJ International. - 1992. - Vol. 32, № 3. - P. 377-386.

33. Speicher K., Steinboeck A., Wild D., Kiefer T., Kugi A. An Integrated Thermal model of Hot Rolling //Mathematical and Computer Modelling of Dynamical Systems. 2014, v.20, №1. P.66-86.

34. Каневский А.Л., Сталинский Д.В., Ботштейн В.А. Основные факторы высокоэффективного охлаждения валков / А.Л. Каневский, Д.В. Сталинский, В.А. Ботштейн // Сталь. - 2006. - № 12. - С. 37 - 39.

35. Капланов Г.И., Жадан В.Т., Геращенко П.М. Решение задачи теплопроводности деформируемого металла при прокатке / Г.И. Капланов, В.Т. Жадан, П.М. Геращенко // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1975. - № 3. - С. 114-119.

36. Ковалев П.В. Совершенствование сквозной технологии производства холоднокатаного листа на основе исследования природы его дефектов: автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук / П.В. Ковалев. - С.-Петербург. - 2006. - 20 с.

37. Колдин А.В. Теплообмен при струйном охлаждении движущегося металлического листа: диссертация канд. техн. наук / А.В. Колдин; Екатеринбург, 2012.

38. Коновалов Ю.В. Справочник прокатчика. К.1. Производство горячекатаных листов и полос / Ю.В. Коновалов, - М.: «Теплотехник», 2008. - 640 с.

39. Коновалов Ю.В., Остапенко А.Л. Температурный режим широкополосных станов горячей прокатки / Ю.В. Коновалов, А.Л. Остапенко - М.: Металлургия, 1974. - 176 с.

40. Коновалов Ю.В., Остапенко А.Л., Пономарев В.И. Расчет параметров листовой прокатки / Ю.В. Коновалов, А.Л. Остапенко, В.И. Пономарев // Справочник. - М.: Металлургия. - 1986. - 430 с.

41. Коцарь С.Л., Белянский А.Д., Мухин Ю.А. Технология листопрокатного производства / С.Л. Коцарь, А.Д. Белянский, Ю.А. Мухин. - М.: Металлургия, 1997. - 272 с.

42. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление / С.С. Кутателадзе. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

43. Кушнир A.M., Казанцев Е.И. Математическая модель температурных условий охлаждения металла при пластической деформации / A.M. Кушнир, Е.И. Казанцев. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1985. - № 9. -С. 81-85.

44. Крейндлин Н.Н. Расчет обжатий при прокатке цветных металлов / Н.Н. Крейндлин. - М.: Металлургиздат, 1963. - 408 с.

45. Кузнецов Г.В., Шеремет М.А. К 891 Разностные методы решения задач теплопроводности: учебное пособие. / Г.В. Кузнецов, М.А. Шеремет. -Томск: Изд-во ТПУ. - 2007. - 172 с.

46. Кунцман Г. Основные факторы эффективного охлаждения валков / Г. Кунцман. // Сталь. - 2001. - № 8. - С. 14 -17.

47. Кутателадзе С.С. Анализ подобия в теплофизике / С.С. Кутателадзе. -Новосибирск: Наука. - 1982. - 280 с.

48. Лемон С. Автоматический осмотр поверхности полосы для обеспечения сплошного контроля качества в линии / С. Лемон // Черные металлы. - 2003. - № 4. - С.49-54.

49. Луговской В.М. Алгоритмы систем автоматизации листовых станов / В.М. Луговской. - М.: Металлургия, 1974. - 320 с.

50. Мазур В.Л. Предупреждение дефектов листового проката / В.Л. Мазур, А.И. Добронравов, П.П. Чернов. - К.: Техника. - 1986. - 141 с.

51. Мазур И.П. Проблемы контроля качества поверхности при производстве листового проката / И.П. Мазур. // Сталь. 2011. - № 4. - С. 31-36.

52. Мазур И.П., Басуров А.В., Ненахов В.А., Тищенко Д.А. Развитие системы контроля качества поверхности горячекатаных полос стана 2000 / И.П. Мазур, А.В. Басуров, В.А. Ненахов, Д.А. Тищенко. // Авиакосмические технологии «АКТ-2004»: Труды 5-ой Международной науч.-техн. конф. 4.II. - Воронеж: ВГТУ, 2004. - С. 71-76.

53. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики / Г.И. Марчук - М.: Наука, 1989. - 536 с.

54. Математическая модель чистовой группы тонколистового стана горячей прокатки / Н.Н. Дружинин, А.Н. Дружинин, А.Г. Мирер и др. // Конструкции, исследования и внедрение новых машин листовых прокатных станов: Труды ВНИИМЕТМАШ. - М.: ВНИИМЕТМАШ. - 1972. - Сб. № 33. - С. 144-156.

55. Математическое моделирование взаимосвязанных электромеханических систем непрерывной подгруппы клетей прокатного стана / А.А. Радионов, А.С. Карандаев, А.С. Евдокимов [и др.] - Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика», 2015. Т. 15, № 1. С. 59-73

56. Методология научно-технического аудита системы охлаждения валков широкополосного стана горячей прокатки / И.Ю. Приходько, С.А. Воробей, С.Е. Шатохин [и др.] // Тр. 5-го конгр. прокатчиков. - М., 2004. - С. 97 - 104.

57. Механические свойства тонких горячекатаных полос из литых слябов / Ю.Д. Железнов, С.Л. Коцарь, В.Х. Карюков и др. // Листопрокатное производство. М.: Металлургия, 1974. - Сб. № 3. - С. 6-16.

58.Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева // Изд. 2-е, стереотип. - М.: Энергия. - 1977 - 344 с.

59. Мутин А.В. Разработка технологии прокатки толстого листа с заданными свойствами из трубных марок стали на стане 5000: диссертация канд. техн. наук / М., 2014.

60. Некоторые аспекты эксплуатации валков на стане горячей прокатки / B. Н. Скороходов, П.П. Чернов, В.А. Третьяков [и др.] // Сталь. - 2001. - № 8. - C. 8 - 13.

61. Новокрещенова С.М. Дефекты стали. Справочник / С.М. Новокрещенова, М.И. Виноград. - М.: Металлургия. - 1984. - 199 с.

62. Новокщенова С.М., Виноград М.И. Дефекты стали / С.М. Новокщенова, М.И. Виноград - М.: Металлургия, 1984. - 199 с.

63. Определение температурного поля раската в процессе прокатки на четырехвалковом стане / М. Редр, М. Пржигода, 3. Томан [и др.] // Изв. вузов. Черная металлургия. 1979. - № 5. - С. 56-60.

64. Кушнир A.M., Казанцев Е.И. Моделирование температурных условий процессов обработки металлов / A.M. Кушнир, Е.И. Казанцев // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1985. - № 11. - С. 66-69.

65.Лабейш В.Г. Воздушное и жидкостное охлаждение стального листа при горячей прокатке / В.Г. Лабейш. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1982. - № 5. - С. 48-52.

66. Лабейш В.Г. Жидкостное охлаждение высокотемпературного металла / В.Г. Лабейш. - Л.: ЛГУ, 1983. - 172 с.

67. Трейгер Е.П., Приходько В.П. Повышение качества и эксплуатационной стойкости валков листовых станов / Е.П. Трейгер, В.П. Приходько. - М., 1988. - 192 с.

68. Тепловые процессы при обработке металлов и сплавов давлением / Н.И. Яловой, М.А. Тылкин, П.И. Полухин [и др.]. - М.: Высшая школа, 1973. -631с.

70. Тищенко Д.А. Разработка алгоритмов контроля, режимов подготовки и эксплуатации рабочих валков чистовой группы НШСГП для обеспечения качества проката: автореф. дис. канд. тех. наук: 05.16.05 / Д.А. Тищенко; М.;- 2006 - 36 с.

71. Опыт конструирования модели для расчета температуры металла в линии широкополосного стана горячей прокатки / М.И. Румянцев, И.Г. Шубин, Д.Ю. Загузов [и др.] //Производство проката. - 2007. - № 1. - С. 16-18.

72. Основы триботехники. / Е.П. Жильников, В.Н. Самсонов. - Самара: Из-во СГАУ, 2012. - 133 с.

73. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов тепло- массообмена / В.М. Пасконов, В.И. Полежаев, Л.А. Чудов

- М.: Наука. - 1984. - 288 с.

74. Петров С.В. Совершенствование методов охлаждения и профилирования валков широкополосных станов: дисс. канд. техн. наук / С.В. Петров. -Череповец: ЧТУ, 2000.

75. Пименов В.А., Ковалев Д.А. Математическое моделирование условий теплообмена валков широкополосного стана при использовании многозонных спрейерных систем охлаждения / В.А. Пименов, Д.А. Ковалев // Производство проката. - 2017. - №11. - С.13-18.

76. Пименов В.А., Погодаев А.К., Ковалев Д.А. Комплексная математическая модель температурных условий горячей прокатки на основе конечно-разностных решений уравнения теплопроводности / В.А. Пименов, А.К. Погодаев, Д.А. Ковалев. // Производство проката. - 2017. - №12. - С.13-18.

77. Подкустов В.П., Алексеев П.Л. Определение температурного поля проката / В.П. Подкустов, П.Л. Алексеев. // Изв. вузов. Черная металлургия. -1999.

- № 9. - С. 40-42.

78. Принудительное межклетевое охлаждение полосы при горячей прокатке / А.Б. Челюсткин, Б.А. Цифринович, А.Л. Генкин, B.C. Томашевская // Изв. вузов: Черная металлургия. - 1973. - № 11. - С. 128-132.

79. Приходько И.Ю. Управление тепловым профилем валков зонной подачей СОЖ / И.Ю. Приходько // Тр. 5-го конгр. прокатчиков. - М., 2004. - С. 113 - 122.

80. Приходько П.Ю., Воробей С.А., Шатохин С.Е. Моделирование процессов эффективного охлаждения валков листопрокатных станов / И.Ю. Приходько, С.А. Воробей, С.Е. Шатохин. // Сталь. — 2005. - № 11. - С. 72 -77.

81. Приходько П.Ю., Чернов П.П., Шатохин С.Е. Управление тепловым профилем валков и плоскостностью полос селективной подачей эмульсии / П.Ю. Приходько, П.П. Чернов, С.Е. Шатохин. // Сталь. - 2006. - № 11. - С. 87 - 93.

82. Производство проката, Том 1. Книга 1. Производство холоднокатаных полос и листов (сортамент, теория, технология, оборудование). / Э.А Гарбер. - М.: Теплотехник, 2007. - 368 с.

83. Процесс непрерывной прокатки / В.Н. Выдрин, А.С. Федосиенко, В.И. Крайнов. - М.: Металлургия, 1970. - 456 с.

84. Псел М.И., Григорян Г.Г., Саклаков В.П. Многокритериальная система управления непрерывными станами горячей прокатки / М.И. Псел, Г.Г. Григорян, В.П. Саклаков // Изв. вузов: Черная металлургия. - 1984. - № 11. - С. 125-128.

85. Решение задач теплопроводности методом конечных элементов: учебное пособие / Н. П. Жуков, Н. Ф. Майникова, С. С. Никулин, О. А. Антонов. -Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ». - 2014. - 80 с.

86. Рудской А.И., Лунев В.А. Теория и технология прокатного производства. Учеб. пособие /А.И. Рудской, В.А. Лунев. - СПб.: Наука, 2005. - 540 с.

87. Салганик В.М. Математическое моделирование деформаций и нагрузок валковой системы кварто для повышения ее стойкости и качества прокатываемых полос / В.М. Салганик // Пути развития машиностроительного комплекса Магнитогорского металлургического

комбината: Сб. науч. тр. Вып. 2 «Прокатные валки». - Магнитогорск: ПМП «МиниТип». - 1996. - С. 120-128.

88. Салганик В.М. Управление качеством горячекатаного проката по профилю и плоскостности на базе автоматизированной системы / В.М. Салганик, П.П. Полецков, Ю.Б. Кухта, Л.Г. Егорова // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова.

- 2010. - №1. - С. 59-62.

89. Салганик В.М., Полецков П.П. Способы и устройства регулирования профиля и формы листового проката / В.М. Салганик, П.П. Полецков // Новости черной металлургии России и зарубежных стран. - Черная металлургия: Бюл. науч.-техн. и экон. информации. - 2000. - Вып. 11-12 (1211-1212). - Часть I. - С. 15-30.

90. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем / А.А. Самарский. -М.: Наука, 1971. - 552 с.

91. Самарский А.А. Теория разностных схем / А.А. Самарский. - М.: Наука, 1977. - 388 с.

92. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача / А.А. Самарский, П.Н. Вабищевич. - М.: Едиториал УРСС. - 2003. - 784 с.

93. Yanagimoto J., Ito Т., Liu J. FE-based analysis for the microstructure evolution in hot bar rolling / J. Yanagimoto, Т. Ito, J. Liu // ISIJ International. - 2000. -Vol. 40. - № 1. - P. 65-70.

94. Синтез модели для расчета температуры тонких полос из низкоуглеродистых сталей в линии широкополосного стана горячей прокатки / М.И. Румянцев, И.Г. Шубин, Р.А. Исмагилов [и др.] // Производство проката. - 2007. - № 5. - С. 19-22.

95. Турчак Л.И. Основы численных методов / Л.И. Турчак. - М.: Наука. - 1987.

- 320 c.

96. Снижение энергозатрат при прокатке полос / А.Л. Остапенко, Ю.В. Коновалов, А.Е. Руднев [и др.]. - Киев: Техника. - 1983. - 240 с.

97. Тарасик В.П. Математическое моделирование технических систем / В.П. Тарасик - Минск.: Дизайн ПРО. - 1997. - 640 с.

98. Температурные изменения в раскате при прокатке на стане 1700 / Н.И. Яловой, В.П. Полухин, В.В. Смородский [и др.] // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1973. - № 4. - С. 109-112.

99. Теория прокатки / И.М. Павлов. - Л.: Ленинградский металлургический институт, 1934. - 367 с.

100. Управление профилем и плоскостностью полос на станах горячей про-катки / В.А. Третьяков, В.В. Барышев, В.М. Басуров [и др.] // Тр. 3-го конгр. прокатчиков. - М.: 2000. - С. 142 - 148.

101. Современные высокопроизводительные прокатные валки, особенности и перспективы их эксплуатации / М. Синнаве, К.А. Гостев, В.В. Глухов, В.С. Смирнов // Сталь. - 2001. - № 8. - С. 2 - 8.

102. Стабилизация теплового профиля рабочих валков листовых станов АО «НЛМК» / В.Н. Скороходов, В.С. Лисин, В.П. Настич [и др.] // Производство проката. - 1999. - № 3. - С. 12 - 17.

103. Сычков, А.Б. Трансформация дефектов непрерывнолитой заготовки в поверхностные дефекты проката / А.Б. Сычков, М.А. Жигарев, А.В. Перчаткин // Металлург. - 2006. - №2. - С. 60-64.

104. Штольценберг М., Грубер К., Хенкенмайер Х., Йонкур К. Системы осмотра поверхности листовой стали: Результаты исследований / М. Штольценберг, К. Грубер, Х. Хенкенмайер, К. Йонкур // Черные металлы. - 2002. - № 12. - С. 40-48.

105. Bicque B., Bouchard P.-O., Montmitonnet P., Picard M. Mechanical behavior of iron oxide scale: Experimental and numerical study / B. Bicque, P.O. Bouchard, P. Montmitonnet, M. Picard. - Wear, Elsevier, 2006, 260 (3). - P. 231-242.

106. Experimental study of heat transfer in hot rolling / P. Kotrbacek, M. Raudensky, J. Horsky and M. Pohanka. - Rev. Met. - Paris, Volume 103. -Number 7-8, July-August 2006. - Р.333-341.

107. FE-based on-line model for the prediction of roll force and roll power in hot strip rolling / W.J. Kwak, Y.H. Kim, H.D. Park [et al.] // ISIJ International. -2000. - Vol. 40, № 10. - P. 1013-1018.

108. Basabe V.V., Jonas J.J., Mahjoubi H. Dynamic transformation of a low carbon steel at temperatures above the Ae3 / V.V. Basabe, J.J. Jonas, H. Mahjoubi // ISIJ International. - 2011. - Vol. 51. - №4. - P. 612-618.

109. Целиков А.И. Основы теории прокатки / А.И. Целиков. - М.: Металлургия, 1965. - 247 с.

110. Шичков А.Н. Температурный режим листопрокатных валков / А.Н. Шичков — Л.: ЛГУ, 1974. - 144 с.

111. Яловой Н.И., Тылкин М.А., Полухин П.И. Температурное поле раската при прокатке на обжимных станах / Н.И. Яловой, М.А. Тылкин, П.И. Полухин // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1973. - №Ц. - С. 73-76.

112. Muller H.R., Jeschar R. Теплообмен при охлаждении распылением водой цветных металлов / H.R. Muller, R. Jeschar // Metallkde Bd 74. - 1983.

113. Mazur I.P. Improvement of Consumer Qualities and Stability of the Technological Process of Hot Rolled Stock Production / Mazur Igor P. // Materials Science Forum - Vols. 575-578. Trans Tech Publications, Switzerland. - 2008/Apr/08. - P. 379-384.

114. Gladman T. The physical metallurgy of microalloyed steels/ T. Gladman // Institute of Materials. - London, Book 615, 1997.

115. Heat retaining panel performance at a 56-in. hot strip mill / E.A. Upton, D.C. Heflin, R.E. Mintus [et al.] // Iron and Steel Engineer. 1989. - № 6. - P. 24-29.

116. Laasraoui A., Jonas J.J. Prediction of temperature distribution, flow stress and microstructure during the multipass hot rolling of steel plate and strip / A. Laasraoui, J.J. Jonas. // ISIJ International. - 1991. - Vol. 31. - № 1. - P. 95-105.

117. Ginzburg V.B., Bakhtar F., Dittmar R.W. Theory and design of reradiating type heat retention panels / V.B. Ginzburg, F. Bakhtar, R.W. Dittmar // Iron and Steel Engineer. -1989. - № 12. - P. 17-25.

118. Experimental Study of Heat Transfer in Hot Rolling and Continuous Casting / J. Horsky, M. Raudensky, M. Pohanka. // Materials Science Forum. - Volumes 473-474. 2005. Р.347-354.

119. Гелей Ш. Расчеты усилий и энергии при пластической деформации металла / Ш. Гелей. - М.: Металлургиздат, 1958. - 420 с.

120. Генкин А.Л. Оптимизация температурно-скоростного режима горячей прокатки полос: модели, методы, системы: автореф. дис. докт. техн. наук; / А.Л. Генкин; Москва: ИЛУ РАН, - М., 2009 - 36 с.

121. Исследование эффективности работы системы охлаждения валков НШСГП 2000 НЛМК / И.Ю. Приходько, С.А. Воробей, П.П. Чернов [и др.] // Тр. 5-го конгр. прокатчиков. - М.: - 2004. - С. 85 - 96.

122. Качество листа и режимы непрерывной прокатки / П.И. Полухин, В.П. Полухин, В.К. Потемкин [и др.]. - Алма-Ата: Наука, 1974. - 400 с.

123. Максимов Е.А., Шаталов Р.Л., Босхамджиев Н.Ш. Производство планшетных полос при прокатке / Е.А.Максимов, Р.Л. Шаталов, Н.Ш. Босхамджиев - М.: Теплотехник. - 2008. - 336 с.

124. Системы и средства автоматизации энергосберегающей технологии в прокатном производстве / Ю.П. Божко, А.Л. Генкин, Я.С. Масальский, Л.Ф. Ромашкевич // Черная металлургия: Бюл. ин-та «Черметинформация». -1987. - №23. - С. 21-36.

125. Эфрон Л.И. Металловедение в «большой» металлургии. Трубные стали / Л.И. Эфрон. - М.: Металлургиздат, 2012. - 696 с.

126. Яловой Н.И., Полухин В.П., Рыжов А.Ф. Аналитическое исследование температуры деформируемого металла / Н.И. Яловой, В.П. Полухин, А.Ф. Рыжов // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1972. - № 3. - С. 106-109.

ПРИЛОЖЕНИЕ Исходные данные и результаты моделирования 1. Исходные данные

Исходные данные для моделирования

Параметры режима прокатки Номер клети чистовой группы

0 1 2 3 4 5 6 7

1олоса 2,0-1270 мм, сталь 10пс

Толщина, мм 32 19,1 9,78 6,02 4,1 3,03 2,35 1,99

Скорость, м/мин 45 78 152 247 363 490 633 747

Температура, °С 1061 - - - - - - 823

Усилие прокатки, МН*100 - 2503 2746 1787 1968 1631 1471 893

Ток главного привода, кА - 6,169 5,59 4,398 4,078 3,14 3,187 2,484

Система антишелушения - 0 0 0 0 - - -

Межклетевое охлаждение - 0 0 0 0 0 0 0

Ср давление воды, вход, бар - 11 11 11 10 11 11 11

Ср давление воды, выход, бар - 10 11 11 11 11 11 10

Расход воды на валки, м3/час - 676 700 725 607 453 472 490

Диаметр валка средн., мм - 891,9 872,5 796,2 773,6 784,6 798,4 814,2

Коэффициент трения (расчет) - 0,368 0,259 0,205 0,25 0,223 0,196 0,155

1олоса 3,2-1344 мм, сталь 08Ю

Толщина, мм 42 26,7 15,5 10,6 7,37 5,38 3,95 3,2

Скорость, м/мин 56 90 155 226 326 447 609 751

Температура, °С 1054 - - - - - - 899

Усилие прокатки, МН*100 - 2170 2489 1580 1993 1741 1451 856

Ток главного привода, кА - 6,021 5,154 4,238 4,837 4,002 4,227 2,775

Система антишелушения - 0 0 0 0 - - -

Межклетевое охлаждение - 0 0 0 0 0 0 0

Ср давление воды, вход, бар - 10 10 10 9 10 10 10

Ср давление воды, выход, бар - 10 10 10 10 10 10 9

Расход воды на валки, м3/час - 676 705 729 614 451 472 491

Диаметр валка средн., мм - 891,9 871,7 808,9 763,3 771,8 801,1 818,6

Коэффициент трения (расчет) - 0,274 0,262 0,21 0,303 0,274 0,196 0,128

1олоса 4,5-1395 мм, сталь 08Ю

Толщина, мм 32 22,6 14,3 10,3 7,85 6,35 5,23 4,5

Скорость, м/мин 54 80 126 175 230 284 345 401

Температура, °С 1084 - - - - - - 843

Усилие прокатки, МН*100 - 1855 2341 1574 1477 1446 1357 944

Ток главного привода, кА - 3,965 3,854 3,438 2,214 2,497 2,588 2,333

Система антишелушения - 0 0 0 0 - - -

Межклетевое охлаждение - 0 0 0 0 0 0 0

Продолжение таблицы 1.1

Параметры режима прокатки Номер клети чистовой группы

0 1 2 3 4 5 6 7

Ср давление воды, вход, бар - 10 10 10 10 10 10 10

Ср давление воды, выход, бар - 10 10 10 10 10 10 9

Расход воды на валки, м3/час - 675 697 726 611 451 472 489

Диаметр валка средн., мм - 894, 0 870, 1 808, 6 764, 7 770, 8 805, 5 817, 4

Коэффициент трения (расчет) - 0,40 2 0,34 8 0,29 4 0,32 2 0,37 6 0,32 6 0,24 4

2. Результаты моделирования 2.1 Полоса 2,0-1270 мм, сталь 10пс

Режим охлаждения МК вкл, АП выкл МК выкл, АП вкл

Температура поверхности полосы на входе 7-ой клети 991 843

Температура на оси полосы 998 1019

Толщина окалины, мкм 17,9 19,7

Сопротивление деформации окалины, МПа 82 183

Сопротивление деформации полосы, МПа 83 125

Таблица 2.2

Температура и свойства полосы и окалины на входе в 8-ю клеть

Режим охлаждения МК вкл, АП выкл МК выкл, АП вкл

Температура поверхности полосы на входе 8-ой клети 975 890

Температура на оси полосы 976 1016

Толщина окалины, мкм 12,1 14,5

Сопротивление деформации окалины, МПа 89 140

Сопротивление деформации полосы, МПа 87 109

На нижеследующих графиках представлены результаты расчетов температуры полосы и толщины окалины по длине межклетевого промежутка при различных схемах охлаждения

Рис. П1.1 Температура и толщина окалины для межклетевого промежутка 67 при использовании контрактной схемы охлаждения

Рис. П1.2 Температура и толщина окалины для межклетевого промежутка 67 при использовании оптимизированной схемы охлаждения

1100 1050 1000 950 900 850 800 750 700 650 600

МП7-8. МК вкл, АП выкл

_

• — ^

, -

* * *

✓ * /

/ -г- — Тпов — ■ — Т оси — — —-Нок 1111

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Рис. П1.4 Температура и толщина окалины для межклетевого промежутка 78 при использовании оптимизированной схемы охлаждения

2.2 Полоса 4,5-1344 мм, сталь 08Ю

Режим охлаждения МК вкл, АП выкл МК выкл, АП вкл

Температура поверхности полосы на входе 7-ой клети 1013 861

Температура на оси полосы 1027 1041

Толщина окалины, мкм 19,2 21,0

Сопротивление деформации окалины, МПа 74 165

Сопротивление деформации полосы, МПа 79 119

Таблица 2.4

Температура и свойства полосы и окалины на входе в 8-ю клеть

Режим охлаждения МК вкл, АП выкл МК выкл, АП вкл

Температура поверхности полосы на входе 8-ой клети 997 876

Температура на оси полосы 1002 1021

Толщина окалины, мкм 14,4 14,7

Сопротивление деформации окалины, МПа 79,9 151,6

Сопротивление деформации полосы, МПа 81,8 113,7

На нижеследующих графиках представлены результаты расчетов температуры полосы и толщины окалины по длине межклетевого промежутка при различных схемах охлаждения

Рис. П1.5 Температура и толщина окалины для межклетевого промежутка 67 при использовании контрактной схемы охлаждения

Рис. П1.7 Температура и толщина окалины для межклетевого промежутка 78 при использовании контрактной схемы охлаждения

Режим охлаждения МК вкл, АП выкл МК выкл, АП вкл

Температура поверхности полосы на входе 7-ой клети 997 848

Температура на оси полосы 1021 1027

Толщина окалины, мкм 16,9 18,5

Сопротивление деформации окалины, МПа 79,9 177,6

Сопротивление деформации полосы, МПа 81,8 123,5

Таблица 2. Температура и свойства полосы и окалины на входе в 8-ю клеть

Режим охлаждения МК вкл, АП выкл МК выкл, АП вкл

Температура поверхности полосы на входе 8-ой клети 993 879

Температура на оси полосы 1005 1017

Толщина окалины, мкм 12,5 12,8

Сопротивление деформации окалины, МПа 81,4 149

Сопротивление деформации полосы, МПа 82,7 112,7

На нижеследующих графиках представлены результаты расчетов температуры полосы и толщины окалины по длине межклетевого промежутка при различных схемах охлаждения

Рис. П1.9 Температура и толщина окалины для межклетевого промежутка 67 при использовании контрактной схемы охлаждения

1100 1050 1000 950 900 850 800 750 700 650 600

_**

✓— ___________

( ^^^^ **

"""

\

* 1 ииь *

— • — Т оси / /

----н о к /

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2

Расстояние по длне промежутка

Рис. П1.11 Температура и толщина окалины для межклетевого промежутка 7-8 при использовании контрактной схемы охлаждения