раздел 2
Выбор направлений и методов исследований
Развитие различных отраслей промышленности Украины связано с развитием
металлургического производства, под которым подразумевают расширение
номенклатуры выпускаемой продукции и повышение основных показателей качества
готового металлопроката. Отмеченное позволит повысить конкурентоспособность
продукции на рынках как ближнего, так и дальнего зарубежья.
Повышение технико-экономических показателей процессов промышленного
производства холоднокатаных лент и полос на основе расширения сортамента,
повышения качества и снижения себестоимости готового металлопроката
В настоящее время металлургическая промышленность, в частности прокатное
производство, не может удовлетворить некоторых требований, предъявляемых к
готовой продукции. Это касается и широко используемых во всех отраслях
промышленности высококачественных холоднокатаных лент и полос из черных и
цветных металлов, что в некоторой степени связано с недостаточно высоким
качеством исходных заготовок. Оборудование, на котором производят данный вид
продукции, претерпело моральный и физический износ, с чем связана низкая
эффективность реализуемых в этом случае технологических процессов. Для
устранения данных проблем производства существуют различные технические
решения, одно из них ? приобретение импортного оборудования и технологий, но
для этого необходимы высокие удельные капитальные затраты, и по этому пути не
могут пойти многие предприятия в силу ограниченных материальных ресурсов и
оборотных средств.
Поэтому многие предприятия интересуют предложения, которые можно реализовывать
с минимальными затратами и в минимально короткие сроки. В таких ситуациях для
каждого конкретного принимаемого решения необходима высокая степень научной
обоснованности, для чего требуется проведение комплексных теоретических и
экспериментальных исследований. С целью повышения эффективности данных
исследований они должны быть проведены не только для одного технологического
передела и соответствующего ему оборудования, но и для предыдущего и
последующего процессов обработки.
Рассмотрим основные мероприятия, которые могут быть выполнены для реализации
комплексного подхода применительно к производству холоднокатаных лент и полос:
– выявление технологических возможностей и предъявление конкретных требований к
процессам и оборудованию горячей и холодной прокатки относительно широких
полос, а также их продольной резки, то есть к предыдущим технологическим
переделам;
– подробное рассмотрение технологических возможностей уже существующего
оборудования, в том числе технологических схем асимметричной прокатки, и
разработка рекомендаций по диапазонам их наиболее эффективного использования;
– совершенствование действующих технологий в направлении повышения качества
холоднокатаных лент при одновременной минимизации удельных капитальных и
эксплуатационных расходов;
– разработка научно обоснованных требований по повышению качества
холоднокатаных лент и полос с точки зрения последующих процессов вытяжки,
вырубки, гибки и так далее.
Для решения задач по расширению сортамента, повышению качества и снижению
себестоимости холоднокатаных лент и полос с научной точки зрения необходимо:
– обеспечить дальнейшее развитие унифицированных методов исследования для
сопоставительного анализа различных технологических и конструктивных схем, что
повысит степень научной обоснованности получаемых результатов;
– разработать математические модели различного уровня сложности, которые будут
отличаться по точности предоставляемой информации, времени реализации,
трудоемкости, при этом каждая из полученных моделей будет использована для
конкретного случая;
– уточнить исходные данные, расширить и усовершенствовать методы расчета как
для увеличения объемов предоставляемой информации, так и для повышения степени
ее достоверности;
– разработать рекомендации по совершенствованию технологии применительно к
конкретному механическому оборудованию;
– сформулировать и решить задачи по автоматизированному проектированию
технологических режимов и механического оборудования станов холодной прокатки.
Проведение научных исследований часто связано с трудоемкостью и большими
сроками их реализации, для снижения указанных характеристик целесообразно
применять теоретические методы анализа, которые основаны на разработке и
численной реализации математических моделей, в достаточной степени полно
отражающих реальные физические процессы. Применение численных экспериментов
приемлемо еще на стадии проектирования технологии и оборудования. Их
использование позволяет расширить объем предоставляемой информации,
дифференцированно оценить степень влияния каждого отдельного конструктивного
или технологического параметра, определить ряд локальных характеристик, а также
комплексно оценить основные показатели качества готового металлопроката.
Выбор и обоснование методов теоретических исследований
В качестве основного метода расчета напряженно-деформированного состояния
металла при реализации процесса совмещенной холодной прокатки между
неприводными и приводными рабочими валками было выбрано численное одномерное
математическое моделирование. Данный метод предполагает организацию численного
рекуррентного решения конечно-разностной формы условия статического равновесия
выделенных элементарных объемов, полученных путем разбиения зоны пластического
формоизменения на их конечное множество. С использованием конечно-разностного
подхода было определено напряженно-деформированное состояние, степень
использовани
- Київ+380960830922