Развитие научных основ, создание и реализация эффективных технологий прокатки низколегированных стальных полос и листов с повышенными потребительскими свойствами - Автореферат
Методология проектирования технологий с помощью специализированной исследовательской системы. Моделирование напряженно-деформированного состояния металла при горячей прокатке. Создание пакета технологий получения низколегированного высокопрочного проката.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Развитие научных основ, создание и реализация эффективных технологий прокатки низколегированных стальных полос и листов с повышенными потребительскими свойствами Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Научный консультант Заслуженный деятель науки и техники РФ доктор технических наук, профессорТакой прокат относится к высокотехнологичным видам продукции, к которой потребители предъявляют высокие требования по достижению сложного комплекса свойств. В последнее время потребители вынуждены были дополнить и без того широкий комплекс нормируемых показателей для трубных заготовок новыми, которые характеризуют коррозионную стойкость. Реализация указанных тенденций возможна путем решения задачи производства высокопрочного листового проката с категорией прочности, определяемой величиной предела текучести для проката толщиной 1,5 - 16,0 мм. Создана комплексная методология разработки технологий контролируемой прокатки низколегированных сталей новых марок с достижением уникального сочетания потребительских свойств, отличающаяся тем, что реализуется применением специализированной исследовательской системы (СИС). Использование разработанной СИС позволило усовершенствовать процесс контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением, что отражено в ТИ 101-Я-508-2009 «Производство газонефтепроводных труб», ТИ 101-П-ГЛ10-374-2004 «Горячая прокатка полос на стане «2000» горячей прокатки», ТИ 101-П - ГЛ4 - 71 - 2008 «Горячая прокатка полос на стане «2500» горячей прокатки» и ВТИ 101-П - ГЛ9 - 2 - 2009 «Горячая прокатка листов на стане «5000»».Указанная система может включать следующие блоки: - во-первых, блок в виде вязко-пластической конечно-элементной модели для слабосжимаемой среды, позволяющий детально описывать напряженно-деформированное состояние металла в очаге деформации при прокатке; в-третьих, статистические модели, создаваемые на базах фактических данных о влиянии химического состава стали, характеристик оборудования, технологических параметров при нагреве, прокатке и охлаждении полос на достижение требуемого комплекса механических свойств; среди таких моделей особенно перспективными являются построенные на основе использования искусственных нейронных сетей. С помощью этой части разрабатываем композицию химического состава проката и требуемый температурно-деформационный режим прокатки с учетом характеристик и компоновки оборудования стана горячей прокатки. Находим те диапазоны показателей механических свойств, которые могут быть обеспечены в данном случае (при данной композиции химического состава стали, на существующем оборудовании в условиях найденных температурно-деформационных режимов прокатки). При невозможности достижения требуемого уровня свойств проката следует изменить композицию химического состава стали с учетом «узких мест» стана и снова запустить СИС в работу.На основе пластометрических исследований сталей новых марок получены регрессионные уравнения для определения сопротивления деформации, характеризующиеся высокой достоверностью, позволяющие вести расчет энергосиловых параметров прокатки с высокой точностью. В результате выбрана эффективная композиция химического состава стали, построен обобщенный температурно-деформационный режим прокатки, гарантирующий получение проката класса прочности Х70. С помощью СИС разработаны композиции химического состава и технологии прокатки и охлаждения для проката из следующих групп марок стали: коррозионностойкий рулонный прокат (марки стали 13ХФА, 09ГСФ и 20Ф), рулонный прокат для изготовления магистральных нефтепроводных труб (категории прочности К52, К56, К60), рулонный прокат для изготовления магистральных газопроводных труб (категория прочности Х80), рулонный низколегированный прокат толщиной 16,1-20,0 мм (категория прочности S355, St 52-3 и др.), листовой прокат (со стана 5000) для изготовления труб большого диаметра (категории прочности К52, К56, К60, К65). В результате выбрана эффективная композиция химического состава стали, построен обобщенный температурно-деформационный режим прокатки, гарантирующий получение проката класса прочности HSLA 420. С помощью СИС разработаны композиции химического состава и технологии прокатки и охлаждения для проката из следующих групп марок стали: рулонного проката из стали класса прочности HSLA 315 - 400, рулонного проката из стали класса прочности HSLA 460 - 500, рулонного проката из стали класса прочности HSLA 550 - 600, рулонного проката из стали класса прочности DP 600.