Введение к работе
Актуальность проблемы
В настоящее время оборудование многих заводов цветной металлургии является морально устаревшим и физически изношенным, что сопровождается снижением качества металлопродукции, снижением объема производства, большим расходом электроэнергии, топлива и металла, ухудшением экологической обстановки. Кроме того, наблюдаются серьезные отставания в области передовой технологии от зарубежных стран. Также вызывает озабоченность экспортная политика России, поскольку экспортируется 84 % первичного алюминия, 75 % рафинированной меди, причем экспорт готовых изделий из цветных металлов составляет 8 % от общего объема экспорта, что связано с отсутствием на многих заводах технологического оборудования для глубокой переработки сырья и низкой конкурентностью металлопродукции на внешнем рынке.
В связи с этим создание и внедрение рееурсосберегаюищх технологических процессов и оборудования на заводах цветной металлургии, коренное улучшение качества металлопродукции является весьма актуальным.
Широкое внедрение ресурсосберегающих технологических процессов и оборудования на заводах цветной металлургии на современном этапе возможно лишь на основе создания принципиально новых установок непрерывного литья для получения металлопродукции, близкой по форме и размерам к готовым изделиям, что позволит существенно снизить расход топлива и электроэнергии и улучшить качество металлоизделий.
Разработка этого прогрессивного направления требует решения принципи&чьно новых задач, охватывающих широкий круг вопросов от разработки алгоритмов расчета параметров агрегатов до создания принципиально новых установок для производства металлоизделий из цветных металлов.
Цель работы
Разработка принципиально новых технологических процессов и установок совмещенного процесса непрерывного литья и деформации для производства листа и биметалла из цветных металлов и сплавов и создание методик и алгоритмов определения их параметров.
Научная новизна
Разработаны научные основы создания высокоэффективных совмещенных процессов непрерывного литья и циклической деформации, предложены принципиально новые конструкции установок непрерывного литья и деформации и создана научно-обоснованная методика расчета их параметров.
При этом получены существенно новые научные положения и результаты:
разработаны и научно обоснованы новые технологии непрерывного литья и деформации и конструкции установок для их реализации;
разработана методика расчета основных параметров установок непрерывного литья и деформации для производства листа и биметалла;
на основе теоретического исследования определены температурные поля совмещенного процесса непрерывного литья и циклической деформации при получении листа и биметалла из цветных металлов;
разработан алгоритм двухуровневой оптимизации установки непрерывного литья и деформации для производства листа из алюминия;
разработана обобщенная методика определения величины динамических нагрузок и оптимизации конструктивных параметров линии привода установки непрерывного литья и деформации.
Практическая ценность и реализация результатов работы
Разработанные методики и рекомендации по выбору параметров технологических процессов и установок непрерывного литья и деформации использованы при разработке технологического задания на проектирование установки непрерывного литья и деформации для получения листа из алюминия на Михайловском заводе обработки цветных металлов.
Обоснованы основные технологические и конструктивные параметры установок непрерывного литья и деформации для производства листа и биметалла.
Разработана оригинальная конструкция горизонтальной установки непрерывного литья и деформации, для создания которой может быть использована прокатная клеть с приводом.
На основе результатов теоретических исследований определены параметры и изготовлена лабораторная установка непрерывного литья и деформации, на которой выполнен большой объем экспериментальных исследований при получении листа и биметалла.
На защиту вынесены следующие основные положения:
конструкции установок непрерывного литья и деформации;
технология совмещенного процесса непрерывного литья и циклической деформации;
математическая модель совмещенного процесса непрерывного литья и циклической деформации;
постановка задачи и результаты расчета температурного поля совмещенного процесса непрерывного литья и деформации при получении листа из алюминия;
методика расчета основных параметров установки непрерывного литья и деформации для производства биметаллических полос;
постановка задачи и результаты расчета температурного поля процесса непрерывного литья и деформации при получении биметалла;
оценка жесткости несущих звеньев установки непрерывного литья и деформации;
конструкция привода горизонтальной установки непрерывного литья и деформации;
результаты расчета кинематических параметров привода и стенок-бойков кристаллизатора горизонтальной установки непрерывного литья и деформации;
алгоритм двухуровневой оптимизации установки непрерывного литья и деформации;
рекомендации по выбору параметров процессов и установок непрерывного литья и деформации.
Апробация работы
Материалы работы излагались и обсуждались на Международном семинаре "Моделирование, передовые технологии, экспертные и управляющие системы в тепло-массоперепосе" (Екатеринбург, 1996 г.), научно-технической конференции "Теория и технология процессов пластической деформации" (Москва, ГТУ-МИСИС, 1997 г.), Международной научно-технической конференции "Уральская металлургия на рубеже тысячелетий" (Челябинск, 1999 г.).
Объем работы
