Реалізація методів розрахунку в спеціалізованій комп’ютерній системі напружено-деформованого і температурного стану рулонів сталевих штаб

Анотація

Розроблено теорію формування та трансформації напружено-деформованого та температурного стану рулонів гарячекатаних та холоднокатаних сталевих штаб при їх змотуванні-розмотуванні у процесах прокатки, термічної обробки, дресирування, транспортування, складування, виконання інших виробничих операцій на металургійних комбінатах. Запропоновано математичні моделі, алгоритми та комп’ютерну систему, що їх реалізує. Наведено опис можливостей використання цієї системи при вирішенні різних завдань. В комп’ютерній системі розглянуто підхід до оцінки впливу параметрів процесу холодної прокатки та змотування штаб у рулони, температурношвидкісних режимів їх нагрівання і охолодження при відпалі у ковпакових печах. Вперше розкрито методологію виявлення закономірностей впливу міжвиткових зазорів у рулонах на їх напружено-деформований стан. Показано процедуру виявлення ефектів швидкості холодної прокатки, температури, натягу штаб, що прокатуються і змотуються в рулони, шорсткості їх поверхні на напружено-деформований стан рулонів. У деталях показано реалізацію в комп’ютерній системі нових ідеології та підходів до вирішення ключової в технології листопрокатного виробництва задачі визначення напружено-деформованого стану (НДС) рулонів. Моделі та алгоритми розрахунку НДС, що покладені в основу комп’ютерної системи, розроблені на основі класичних рішень у галузі матеріалознавства, теорій пружності, обробки металів тиском, теплотехніки, газової динаміки, чисельних методів та інших сфер знань. У комп’ютерній системі розкрито механізми формування температурного та напружено-деформованого стану рулонів сталевих штаб у процесах прокатки, нагріву, ізотермічної витримки та охолодження під час відпалу в ковпакових печах; враховано вплив температурно-швидкісних режимів прокатки та відпалу на виникнення критичних міжвиткових тисків у рулонах, що призводять до дефектів поверхні штаб «лінії перегину» (злами) та дефектів форми рулонів. Розкрито можливості впливу на НДС рулонів при прокатуванні регулюванням натягу штаби, а при відпалі регулюванням тривалості ізотермічної витримки та швидкості подальшого охолодження рулонів. Надано посилання на літературні джерела, в яких детально викладено результати досліджень науково-технічних задач, що реалізуються у комп’ютерній системі. В комп’ютерній системі використані способи змотування холоднокатаних штаб у рулони, що виключають втрату їх стійкості та утворення дефектів «перегини», просідання, «пташка» при виробництві тонколистової сталі в промислових умовах. Дано рекомендації щодо вибору раціональної технології виробництва рулонним способом гарячекатаних та холоднокатаних штаб, жерсті. Розроблені рішення реалізовано в комп’ютерній системі «CoilTemper3D» і використовуються на виробництві.