Дисертація присвячена удосконаленню й розвитку процесів очистки поверхні прокату від окалини. Розроблена теорія процесу, яка базується на термічному впливі води низького натиску. Крім підвищення якості поверхні обгрунтована можливість використання гідроочистки для стабілізації вихідної температури металу. Внаслідок цього знизиться різнотовщинність готової металопродукції.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблему підвищення ефективності роботи нагрівальних колодязів з верхнім опалюванням і покращання якості нагріву зливків. Встановлено, що найбільш істотне підвищення питомої продуктивності даних колодязів забезпечується організацією двостороннього симетричного нагріву металу. Наведено результати комплексного дослідження нагрівання зливків у нагрівальному колодязі з використанням додаткової зони опалення. Представлено порівняльну характеристику температурного поля робочого простору типового та реконструйованого колодязів і розподіл температур у тілі дослідного зливка. Розроблено раціональні режими нагріву зливків у нагрівальних колодязях за умов нестабільної роботи прокатного стану. Наведено розрахункову залежність теплового стану зливків наприкінці попередньої витримки їх у колодязях залежно від її тривалості.

  Скачати повний текст

На підставі системного підходу визначено три найбільш ефективні напрямки енергоощадження: зниження втрат металу з окалиною, підвищення стійкості устаткування, зниження витрат палива шляхом поліпшення утилізації тепла димових газів. Отримано наближений аналітичний розв'язок задачі нагрівання зливків з урахуванням окиснення, з використанням якого проведено дослідження впливу теплофізичних властивостей металу й окалини, швидкості окиснення, місця тепловиділення під час окиснення на формування температурного поля й окалиноутворення. За результатами дослідження визначено, що на формування температурного поля та динаміку нагрівання основний вплив мають коефіцієнти теплопровідності металу та розміри зливка. Експериментально визначено розмір константи швидкості окиснення металу для умов нагрівання зливків вуглецевистої сталі в регенеративних колодязях. Розроблено режим нагрівання, який забезпечує економію палива та зниження втрат металу з окалиною. Запропоновано та досліджено нові конструкції насадок регенераторів, що забезпечили підвищення температури нагрівання газу та повітря, економію палива, підвищення стйікості насадок, можливість відмови від використання висококалорійного газу під час опалювання колодязів. Апробовано розроблену конструкцію регенераторів, що забезпечує двостадійний режим спалювання газу.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель процесу прискореного охолодження та термічного зміцнення арматурного прокату. Шляхом обробки експериментальних даних винайдено значення коефіцієнта конвективної тепловіддачі, що мають місце у процесі водяного охолодження гарячого арматурного прокату в прямоточних охолоджувальних камерах. Виконано гідродинамічний розрахунок установки прискореного охолодження арматурного прокату з метою визначення профілю швидкості потоку охолоджувальної води та величини гідравлічного опору в кільцевому каналі з рухливою внутрішньою поверхнею. На відміну від відомого аналітичного розв'язку, профіль швидкості визначений по всій довжині установки, включаючи ділянку гідродинамічної стабілізації. Уперше шляхом спільного розв'язку диференціальних рівнянь конвективного теплообміну без використання емпіричної залежності Nu = f(Re, Pr) розраховано температурні поля арматурного прокату й охолоджувальної води за умов їх спільного руху в прямоточній охолоджувальній камері.

  Скачати повний текст

На підставі узагальнених показників електромеханічного взаємозв'язку в електромеханічній системі (ЕМС) одержано аналітичну залежність, що дозволяє оцінити ступінь впливу параметрів електромагнітної (ЕМП) і механічної (МП) підсистем на демпфірувальну дію електроприводу. Одержано співвідношення взаємозв'язку параметрів ЕМС, що забезпечують граничний ступінь демпфування пружних механічних коливань у МП (пружний момент у валах) і в ЕМП (струм в електричних ланцюгах). Розроблено методику синтезу параметрів ЕМС приводу валів кліті стану гарячої прокатки на основі критерію мінімуму коливальності з компенсацією сил пружного зв'язку силами інерційного зв'язку. Показано, що запропонована методика дозволяє для даного класу приводів реалізувати граничний ступінь демпфування в ЕМС з урахуванням дисипації в МП. Удосконалено методи синтезу систем підлеглого регулювання та модального керування з оптимальними настроюваннями регуляторів, що забезпечують мінімальні динамічні навантаження.

  Скачати повний текст

На базі аналізу літературних джерел з використанням результатів теоретичних і експериментальних досліджень режимів твердіння, охолодження та нагрівання зливків і заготовок розроблено й удосконалено температурно-теплові режими полуменевих печей металургійного виробництва різноманітного конструктивного оформлення: рекуперативних нагрівальних колодязів, кільцевих і методичних печей. Сформульовано та розв'язано нелінійні задачі теплофізики і теплоенергетики металургійного виробництва: твердіння та охолодження блюмінгового зливка, нагрівання циліндричних і призматичних заготовок у полуменевих печах різноманітних конструкцій. У якості способів математичної реалізації задач використано метод еквівалентних джерел і метод комп'ютерного моделювання на базі абсолютно стійкої явної кінцево-різницевої схеми Дюфора - Франкела. Всі теоретичні розробки адаптовано до реальних теплотехнологічних умов і агрегатів, що підтверджує їх надійність для практичного застосування.

  Скачати повний текст

Досліджено, розроблено і апробовано математичні моделі і алгоритми керування технологічними процесами нагріву і гідравлічної очистки поверхні слябів перед прокаткою на товстолистових станах з метою підвищення ефективності роботи прокатних станів за рахунок використання удосконалених систем автоматизованого керування технологічними процесами. На підставі вивчення процесів утворення окалини на поверхні слябів різних марок сталі сформовано стратегію керування новими установками гідроочистки металу, покритого окалиною, параметри якої оцінено в реальному масштабі часу нагріву в робочому просторі печі. На основі імітаційного моделювання з використанням нової математичної моделі замкненої системи керування процесом нагріву розроблено енергозберігаючі траєкторії оптимальної зміни температури слябів під час нагріву з урахуванням виникнення непередбачених зупинок технологічної лінії. Досліджено процес утворення місцевого охолоджування сляба під час переміщення по глісажних трубах. Для реалізації розроблених стратегій і алгоритмів керування запропоновано структури автоматизованих систем керування комплексом "ділянка нагрівальних печей - установка гідроочистки", які містять два інтелектуальних рівні: програмно-логічне ситуаційне керування механізмами і оптимальне керування параметрами теплового режиму. Проведено промислове випробування запропонованих моделей і алгоритмів керування, обгрунтовано доцільність їх подальшого використання.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання поліпшення технічних показників крокуючого конвеєра металургійних печей і удосконалення методів створення його механізмів і несучих конструкцій. Наведено уточнені оцінки статичної і динамічної навантаженості, опору елементів конструкцій зазначеним навантаженням, а також оцінку небезпеки раптового руйнування на стадії експлуатації. Акцентовано увагу на питаннях розробки класифікації виконавчих механізмів крокуючого конвеєра як морфологічної матриці. Досліджено статичну навантаженість елементів рухомих конструкцій крокуючих конвеєрів найбільш перспективних нагрівальних печей методом кінцевих елементів. Надано оцінку динамічних навантажень у рухомих конструкціях, у тому числі, у разі підхоплення заготовок з урахуванням процесу зіткнення. Описано динамічні властивості елементів крокуючих конвеєрів методом механічного імпедансу. Висвітлено умови руйнування несучих металоконструкцій за наявності тріщин і дефектів шляхом іспитів за циклічних і статичних навантажень. Розглянуто проблему призначення розмірів перетинів елементів рухомих конструкцій крокуючого конвеєра на підставі оцінки реальних параметрів циклічного навантаження.

  Скачати повний текст

Досліджено процес теплообміну у прямо- та протитечії з урахуванням втрат теплоти робочим простором у навколишнє середовище. Уточнено умови передачі теплоти в методичних зонах печей безперервної дії. Обгрунтовано необхідні умови генерації та передачі теплоти в опалювальних зонах методичних та кільцевих печей, які забезпечують реалізацію заданого графіка нагрівання металу. Запропоновано методику розрахунку печей безперервної дії з розподіленим підведенням палива, з використанням якої розроблено енергозберігаючі технології нагрівання металу у кільцевій печі за умов ритмічної та неритмічної роботи прокатного стану. З використанням результатів експериментальних досліджень розроблено методику розрахунку та проаналізовано тепломасообмінні процеси у прямо- та протитечійних печах лінії гарячого цинкування. Розроблено нетрадиційну прямо-протитечійну схему печі та енергозберігаючу технологію нагрівання офлюсованих труб перед гарячим цинкуванням.

  Скачати повний текст