CC BY
36
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_
зданий, определяющие эффективность их ревитализации в городе Белгороде// Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015.№ 5. С. 58-62. 2. Страхова А. С. , Унежева В. А. Инновационные технологии в строительстве как ресурс экономического развития и фактор модернизации экономики строительства // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2016. № 6. С. 263-272.
© Прохоров Д.С., Абакумов Р.Г., 2017
УДК 621.771.25
Скляр В.А.
к.т.н., доцент кафедры ММ Белых П.А. студент 4-го курса СТИ НИТУ «МИСИС», г. Старый Оскол, РФ
АНАЛИЗ ПУТЕЙ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПРОКАТКИ С ПЕТЛЕЙ ВЫРАВНИВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В УСЛОВИЯХ СТАНА 350 АО ОЭМК
Аннотация
Рассмотрен вопрос реализации технологии низкотемпературной прокатки (PQR-процесс) в условиях среднесортного стана 350 АО ОЭМК. Показаны преимущества использования технологии Loop с использованием петли температурной стабилизации, которая выбрана для дальнейшего исследования. Представлены результаты предварительных расчетов, по результатам которых, найдены рекомендованные параметры оборудования для реализации технологии низкотемпературной прокатки в потоке сортового прокатного стана 350 АО ОЭМК в случае его реконструкции.
Ключевые слова Прокатка, сортопрокатный стан, компьютерное моделирование, низкотемпературная прокатка, механические свойства.
В определенный момент времени способы повышения прочностных характеристик сортового проката, такие как увеличение содержания углерода и марганца, добавление небольшого количества карбидообразующих элементов для измельчения зерна, дополнительное холодное деформирование после горячей прокатки, сами по себе исчерпали свой потенциал. Поэтому современное производство сортового проката с повышенными показателями прочности невозможно без использования технологий термомеханической обработки, в частности технологии низкотемпературной прокатки (PQR-процесс) [1]. Такая технология предполагает подстуживание раската в специальных устройствах до температуры 780...950 °С, прокатку в последних 3-4 клетях чистовой группы и дальнейшее охлаждение. В этом случае происходит интенсивное измельчение зерна и контроль его роста [2]. Однако при таком интенсивном охлаждении образуется большой градиент температуры по сечению, который может достигать 500 °С. Вследствие чего, для дальнейшей прокатки необходима стабилизация температуры по сечению, поэтому необходимо, чтобы он прошел определенное расстояние от установки охлаждения до первой клети чистовой группы [3].
На стане завода Hangzhou Zijin в Китае оборудование для низкотемпературной прокатки состоит из двух секций водяного подстуживания, трех чистовых клетей, и расположенной за ними секции водяного охлаждения [4]. Для уменьшения температурного градиента после первых двух секций охлаждения чистовые клети расположены на расстоянии 17 метров от них, что увеличивает капитальные затраты.
Альтернативный подход к уменьшению температурного градиента предусматривает организацию петли температурной стабилизации - технология Loop (разработка SMS Meer). В соответствии с которой,
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_
для стабилизации температуры подстуженный раскат выводится из линии стана на петлю температурной стабилизации, после которой задается в чистовой блок клетей [5]. В этом случае расстояние между промежуточной и чистовой группой минимально и прокат, который не требует подстуживания не идет на петлю и проходит меньший путь, а увеличение длины цеха не требуется.
Таким образом, целью работы было обосновать возможность внедрения технологии Loop на стане 350 АО ОЭМК и произвести первичный расчет параметров необходимого оборудования.
В мелкосортной линии стана 350 СПЦ-2 АО ОЭМК секции ускоренного охлаждения для подстуживания раската перед чистовой группой стоят практически впритык к клетям и самоотпуска раската со стабилизацией температуры по сечению практически не производится, поэтому величина снижения температуры раската ограничена 85 °С что не позволяет провести низкотемпературную прокатку с температурой ниже 985 °С, в то время как необходимо охлаждение до температур 800.. .850 °С [6]. Смещение чистовой группы или установки подстуживания на необходимое расстояние друг от друга приведет к неоправданно высоким затратам на реконструкцию. Поэтому единственным вариантом реализации данной технологии остается технология Loop с организацией петли температурной стабилизации, которую можно разместить в пространстве между линиями. Разработанная схема размещения оборудования, в этом случае, представлена на рисунке 1.
2
Рисунок 1 - Предлагаемая схема расположения оборудования стана 350: 1- вторая промежуточная группа клетей; 2 - секции подстуживания; 3 - петля выравнивания температуры; 4 - чистовая группа клетей
Температура прокатки после 2-й промежуточной группы составляет 970 °С. Детальный анализ данных, приведенных в работе [1] позволяет рассчитать предварительные параметры оборудования в случае применения технологии Loop на стане 350 АО ОЭМК. Необходима установка трех секций охлаждения длиной по 2,5 метра каждая для обеспечения возможности охлаждения всего сортамента проката, производимого на стане. Длина петли температурной стабилизации должна составлять 90 м. Необходимо также изменение калибровки проката диаметром менее 18 мм (или эквивалентного сечения) с перераспределением обжатий по группам, так как контролируемая прокатка необходима только в последних 4 проходах, а по существующей технологии такой прокат в чистовой группе клетей прокатывается за 6 пропусков. Также необходимо проведение дополнительного математического моделирования для обоснования температурных параметров для всего сортамента проката.
Вывод. Анализ технологического оборудования, технологии прокатки и результаты предварительных расчетов позволяют говорить о возможности применения технологии низкотемпературной прокатки на стане 350 АО ОЭМК. Однако для уточнения температурных параметров необходимо также проведение математического моделирования.
Список использованной литературы:
1. Смирнов Е.Н., Скляр В.А. Конструктивный аспект возможности организации прокатки качественных марок стали с петлей охлаждения и выравнивания температуры в условиях типового сортового непрерывного стана // Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Старый Оскол, 2015. С. 224-230.
2. Тоски Ф., Бинсиа В. Низкотемпературная прокатка на сортовом стане для производства спец сталей на заводе Tianjin Iron & Steel // Danieli News. 2006. Vol. (3). 8 c.
3. Masini R. Технология калибровки сортового проката в многокалиберных двухвалковых клетях в комбинации с термомеханической обработкой // Steel Times International. 2005. №14. С.18-22.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_
4. Masini R., Lainati A. Latest bar mill technology // Millenium Steel. 2005. №7. C.216-221.
5. Мелкосортно-проволочные станы / SMS MEER - Germany: SMS group - 40с.
6. Смирнов Е.Н., Белевитин В.А., Скляр В.А., Кисиль В.В. Технология конструкционных материалов: производство горячекатаных блюмов и сортовых заготовок. Челябинск, 2016. 188 с.
© Скляр В.А., Белых П.А., 2017
УДК 621.771.25
Смирнов Е.Н.
д.т.н., профессор кафедры ММ Скляр В.А. к.т.н., доцент кафедры ММ Галкина В.В. студентка 4-го курса СТИ НИТУ «МИСИС», г. Старый Оскол, РФ
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ С ДЕФЕКТАМИ МАКРОСТРУКТУРЫ ПРИ ПРОКАТКЕ
Аннотация
Представлены результаты компьютерного моделирования процесса прокатки непрерывнолитой квадратной сортовой заготовки с дефектом осевая пористость в обжимной клети в части оценки формируемого напряженно-деформированного состояния. По результатам анализа полученных данных сделан вывод о том, что, не смотря на то, что для устранения осевой пористости необходима высокая степень обжатия заготовки, не учет вероятности возникновения высоких растягивающих напряжений может привести к появлению внутренних трещин.
Ключевые слова
Прокатка, сортопрокатный стан, напряженно-деформированное состояние, компьютерное моделирование, осевая пористость, дефекты.
Качество проката, произведенного из непрерывнолитого металла, напрямую зависит от качества непрерывнолитой заготовки. Как показано в работе [1] при производстве проката значительную долю занимают дефекты, которые наследуются заготовкой из сталеплавильного производства и трансформируются в прокатные во время прокатки.
Наиболее часто встречаются осевая пористость, осевая ликвация, трещины. Осевая пористость формируется в виде скопления пор вдоль оси слитка, которые могут даже в крайних случаях сформировать сквозное отверстие [2]. Осевая ликвация проявляется в виде наличия повышенной концентрации углерода, серы и легирующих элементов в осевой зоне заготовки. В процессе прокатки осевая пористость и ликвация может привести к образованию трещины в осевой зоне заготовки [3]. В большинстве случаев устранить или уменьшить размеры осевой пористости можно с помощью увеличения степени обжатия [4], однако в этом случае возможно возникновение критических напряжений в металле и трещин.
В последнее время для исследования процессов прокатки все чаще и с большой эффективностью используются конечноэлементные программные комплексы компьютерного моделирования, например, DEFORM-3D [5, 6].
Таким образом, целью работы являлось изучение особенностей формирования напряженно-деформированного состояния при прокатке непрерывнолитой заготовки с дефектом осевая пористость в обжимных клетях.
Исследование производилось с помощью компьютерной модели, реализованной в конечно-
