Производство стали (листы)



5. Исследование параметров горячей прокатки на НШПС-1700 по новой технологии

5.1 Алгоритм расчета параметров прокатки

а)Алгоритм расчёта параметров прокатки в черновых клетях

Ширина полосы, выходящей из универсальной клети равна:

, (5.1)

где, b₀ - ширина на входе в вертикальные валки универсальной клети, мм;

b - абсолютное обжатие полосы в вертикальных валках, мм;

b_Д - дополнительное уширение (за счет обжатия утолщенных кромок

полосы горизонтальными валками), мм;

b_Е - естественное уширение полосы в горизонтальных валках, мм.

Для расчета естественного уширения, образующегося за счет обжатий в горизонтальных валках, и дополнительного за счет обжатий наплывов на гранях раскатов, вызванных прокаткой в вертикальных валках, использована методика Коновалова Ю.В., Остапенко А.Л.

Естественное уширение:

, (5.2)

где, h - обжатие в горизонтальных валках, мм;

h₀ - толщина полосы до прохода, мм;

R - радиус горизонтальных валков, мм;

b₀ - ширина полосы на входе в клеть, мм.

Дополнительное уширение:

, (5.3)

где, b - обжатие в вертикальных валках предыдущей клети, мм;

- длина очага деформации при прокатке в вертикальных

валках, мм;

R_В - радиус вертикальных валков, мм;

h₁ - толщина полосы после прохода, мм.

Время охлаждения переднего и заднего конца раската:

; (5.4)

. (5.5)

где, - толщина, ширина и длина сляба, мм;

l_P - длина рольганга, мм;

_П, _Р - скорость прокатки и рольганга, м/с.

Среднемассовая температура раската на входе в первую клеть:

, (5.6)

где, _СЛ - время транспортировки сляба от печи до первой клети, с;

h_СЛ - толщина сляба на входе в первую клеть, мм;

Т_Н - температура нагрева сляба, ⁰С.

Среднемассовая температура раската на входе в последующие клети:

, (5.7)

где, - время охлаждения полосы после i-го пропуска, с;

t₀ - температура металла в предыдущей клети, ⁰С.

Температура полосы на выходе из клети:

. (5.8)

Среднемассовая температура полосы на участке технологического контроля за черновой группой определяется из уравнения:

, (5.9)

где, _ТР - время транспортировки переднего конца полосы от последней

клети черновой группы до места установки датчика измерения температуры.

Коэффициенты, используемые в уравнениях (5.7 - 5.8), приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Коэффициенты для расчета температуры

Номер клети	Значения коэффициентов
	А1	А2	А3	А4	А5	А6	А7
1	116,7	0	0	0	-30	0,975	0,136
2	115,7	19,9	10	0,064	24,6	0,99	0,129
3	104,2	19,83	8,79	0,173	17,7	0,97	0,118
4-5	94,72	24,71	9,43	0,19	3,6	0,96	0,109
6-7	86,8	27,71	0	0	18	0,992	126



Температуру поверхности полосы на участке технологического контроля (на выходе из последней черновой клети) рассчитывают в функции среднемассовой температуры на этом же участке по уравнению:

. (5.10)

Сопротивление металла деформации при прокатке в горизонтальных валках:

, (5.11)

где, S, a, b, c - постоянные числа;

_0Д - исходный предел текучести, МПа;

u, , t - скорость (с^-1), степень (%) и температура (⁰С) деформации

металла;

; (5.12)

; (5.13)

. (5.14)

Усилие прокатки:

P = р_СРF, (5.15)

где, р_СР - среднее удельное давление, МПа;

F - площадь контакта металла с валками, мм².

F=l_Дb; (5.16)

р_СР=1,15n, (5.17)

где, n - коэффициент напряженного состояния.

Коэффициент напряженного состояния определяется по формулам:

при; (5.18)

при . (5.19)

Момент прокатки:

M_ПР = 2Pl_Д, (5.20)

где, - коэффициент плеча равнодействующей усилия прокатки.

Коэффициент плеча при горячей прокатке:

. (5.21)

Мощность прокатки:

N_ПР = M_ПРn_В/30, (5.22)

где, n_В - скорость валков, об/мин.

Сопротивление металла деформации при прокатке в вертикальных валках:

; (5.23)

, (5.24)

где, _В - скорость прокатки в вертикальных валках, м/с;

R_В - радиус вертикальных валков, мм;

h_ПЛ - глубина проникновения пластической деформации с одной

стороны, мм.

. (5.25)

Усилие прокатки:

P = р_СРF; (5.26)

р_СР = n; (5.27)

F = l_Вb_СР, (5.28)

где, n - коэффициент напряженного состояния;

b_СР - средняя ширина зоны контакта металла с валками, мм.

. (5.29)

Средняя ширина зоны контакта:

. (5.30)



Момент прокатки:

M_ПР = 2Рl_В; (5.31)

. (5.32)

Мощность прокатки:

N_ПР= M_ПРn_В/30. (5.33)

б) Алгоритм расчёта параметров прокатки в чистовых клетях

Изменение температуры металла за счет излучения рассчитывается по формуле Тягунова В.А.:

, (5.34)

где, t - температура металла, ⁰С;

- время охлаждения металла, с.

Кроме потерь тепла излучением, как одного из видов потерь тепла, присутствуют потери тепла конвекцией, которые по экспериментальным данным можно принимать в размере 10-20% от потерь тепла излучением при прокатке в черновой группе клетей.

Изменение температуры за счет отдачи тепла рабочим валкам рассчитывается по формуле Венцеля Х.:



, (5.35)

где, t_B - температура поверхности валков, ⁰С.

Повышение температуры за счет энергии деформации вычисляется по уравнению Тягунова В.А.:

, (5.36)

где, h_СР = (h₀ + h₁)/2 - средняя толщина полосы, мм.

Температурная модель прокатки в чистовых клетях учитывает потери тепла на гидросбиве окалины в чистовом окалиноломателе. Ввиду определенных трудностей описания условий теплоотдачи в системе полоса - пар - вода, расчет изменения температуры прокатки вследствие воздействия гидросбива предлагается выполнять по следующей эмпирической зависимости:

, (5.37)

где, n - число секций гидросбива.

Расчет параметров прокатки в чистовых клетях следующий.

; (5.38)

. (5.39)



Термомеханические коэффициенты, учитывающие температуру (k_t), степень (k) и скорость (k_U) деформации соответственно:

; (5.40)

при > 0,15; (5.41)

при 0,15; (5.42)

при u = 1100; (5.43)

при u = 100300. (5.44)

Сопротивление деформации:

. (5.45)

Коэффициент трения:

, (5.46)

где, К_П и К_В - коэффициенты, учитывающие соответственно влияние состояния поверхности валков и марку прокатываемой стали.

Показатель силы трения:

. (5.47)

Коэффициент напряженного состояния:

при ; (5.48)

при. (4.49)

Коэффициент, учитывающий влияние ширины полосы на удельное давление:

n_B=1, при 0,5<l_Д/h_СР<2; n_B=1,15, при l_Д/h_СР>5. (5.50)

Среднее давление металла на валки с учетом натяжения:

, (5.51)

где, ₀, ₁ - переднее и заднее натяжение полосы, МПа.

. (5.52)

Усилие прокатки:

. (5.53)

Момент прокатки:

, (5.54)

где, - коэффициент приложения плеча равнодействующей.

При прокатке в непрерывной группе величина опережения и входящие в зависимость величины определяются с учетом натяжения:



; (5.55)

; (5.56)

; (5.57)

. (5.58)

Скорость прокатки с учетом опережения:

, (5.59)

где, _В - скорость валков, м/с.

Мощность прокатки:

N_ПР= M_ПРn_В/30. (5.60)

В общем случае тахограмма прокатки (Рисунок 5.1) может включать в себя любое число фаз, соответствующих прокатке с постоянной скоростью, с ускорением или торможением.

Расчет скоростного режима прокатки основан на законах постоянства секундных объемов металла, прокатываемого в непрерывной группе клетей, и равноускоренного или равнозамедленного движения при ограничениях, определяемых характеристиками технологии и основного оборудования.



Рисунок 5.1 - Тахограмма и нагрузочная диаграмма: а - тахограмма; б - нагрузочная диаграмма.

Время работы клети на холостом ходу _А задается.

Время работы клети на заправочной скорости при прохождении переднего конца полосы от клети до барабана моталки и закрепления ее на барабане:

, (5.61)

где, _ПР - время прохождения передним концом полосы межклетевых

промежутков от 6-ой до 12-ой клети стана, с;

l_ОР - длина отводящего рольганга, мм;

l_Б - длина конца полосы для закрепления на барабане моталки, мм;

_З - заправочная скорость полосы, м/с.

, (5.62)

где, l_КЛ - расстояние между клетями чистовой группы, мм;

_З - заправочная скорость клети, м/с.

Время прокатки с ускорением от заправочной скорости до номинальной _Н:

, (5.63)

где, а - линейное ускорение привода в диапазоне скоростей, м/с².

Время прокатки с ускорением от номинальной скорости до максимальной _MAX (установившейся) скорости:

. (5.64)

Время прокатки полосы на максимальной скорости:

, (5.65)

где, l_MAX - длина полосы, прокатанной в i-ой клети на максимальной скорости.

, (5.66)

где, l_i - длина полосы после прокатки в i-ой клети, мм.

Время прокатки с замедлением от максимальной скорости до номинальной:



, (5.67)

где, b - линейное замедление привода в диапазоне скоростей, м/с².

Время прокатки с замедлением от номинальной скорости до заправочной:

. (5.68)

Время цикла прокатки:

_Ц=_А+_Б+_В+_Г+_Д+_Е+_Ж. (5.69)

Далее строится нагрузочная диаграмма приводного двигателя рабочей клети, соответствующая рассмотренной тахограмме прокатки (рис. 5.1, б).

В общем случае крутящий момент на валу электродвигателя i-ой клети равен:

, (5.70)

где - приведенный к валу двигателя момент прокатки, МНм;

- приведенный к валу двигателя момент добавочных сил трения во вращающихся деталях главной линии стана, возникающих при наличии металла в валках, МНм;

М_ХХ - приведенный к валу двигателя момент холостого хода, МНм;

М_ДИН - приведенный к валу двигателя динамический момент, возникающий при изменении числа оборотов, МНм.

Статический момент на валу двигателя:

. (5.71)

Статическая нагрузка двигателя является постоянной в течение пропуска:

, (5.72)

где, K - передаточное число привода валков от электродвигателя;

М_ТР1, М_ТР2 - соответственно моменты трения в подшипниках валков и в передаточных механизмах, МНм.

Основной величиной, составляющей момент добавочных сил трения, является момент сил трения в подшипниках валков М_ТР1:

- для клети дуо; (5.73)

- для клети кварто, (5.74)

где, Р - усилие прокатки, МН;

_П - коэффициент трения в подшипнике;

d_ТР - диаметр трения в подшипниках валков клети дуо и опорных валков клети кварто, мм;

D_P, D_ОП - соответственно диаметры рабочего и опорного валков, мм.

Момент добавочных сил трения в передаточных механизмах главной линии определяется по формуле:

, (5.75)

где, - суммарный к.п.д. передачи двигатель - валки.

С некоторым приближением момент холостого хода можно представить как часть номинального момента двигателя:

М_ХХ = (0,020,05)М_НОМ. (5.76)

Динамический момент определяется по формуле:

, МНм, (5.77)

где, - приведенный маховый момент вращающихся деталей главной линии стана, МНм.

, МНм, (5.78)

где, - маховый момент якоря электродвигателя, МНм.

Моменты на валу двигателей по участкам нагрузочной диаграммы:

М_А = М_ХХ; (5.79)

М_Б = М_СТ; (5.80)

М_В=М_СТ+М_ДИН; (5.81)

М_Г = М_В; (5.82)

; (5.83)

М_Д = М_СТ; (5.84)

М_Е = (М_ХХ-М_ДИН); (5.85)

М_Ж = М_ХХ-М_ДИН. (5.86)



Эквивалентный (среднеквадратичный) момент на валу двигателя:

(5.87)

Проверка электродвигателя на нагрев и допустимую перегрузку:

М_ЭКВМ_Н; (5.88)

М_MAXМ_НК_П, (5.89)

где, М_MAX - максимальный момент двигателя по нагрузочной диаграмме, МНм;

К_П - коэффициент перегрузки двигателя, К_П = 2,52,75.

5.2 Режимы прокатки полос на стане по новой технологии

На рисунке 5.2 схематично изображены нагревательная печь 1, сляб 2 и черновая группа клетей широкополосового непрерывного стана горячей прокатки полос, включающая вертикальный 3 и горизонтальный 4 окалиноломатели, клети 5…10 с горизонтальными валками, чистовой окалиноломатель 11 и ножницы 12.

В клетях 5,7,9 установлены валки, по середине бочек которых имеются кольцевые выступы, в клетях 6,8,10 - обычные, т.е. с цилиндрическими бочками валки.



Рисунок 5.2 - Схема горячей прокатки полос по новой технологии

Прокатку полос по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

Нагретый до температуры прокатки в печи 1 сляб 2 выдают на линию прокатки и обжимают сначала в валках вертикального 3 и затем горизонтального 4 окалиноломателей, разрыхляя и при помощи гидросбива (на чертеже не указаны) удаляя с поверхности сляба печную окалину. Очищенный от печной окалины сляб 2 последовательно прокатывают в клетях 5…10 , в которых валки с кольцевыми выступами по середине бочек чередуются с валками с цилиндрическими бочками. После обжатия в клети 10 получают раскат прямоугольного сечения, ширина которого соответствует ширине готовой полосы. Полученный после клети 10 раскат очищают от воздушной окалины в чистовом окалиноломателе. После обрезки на ножницах 12 неровных концов раскат передают в чистовую группу клетей (на чертеже не указаны), где заканчивают его прокатку, получая полосу которой превышает ширину исходного сляба (Приложение А)

5.3 Расчет параметров прокатки полос

На базе предложенного алгоритма, адаптированного для условий НШПС-1700 горячей прокатки, и с использованием программы Basic, были рассчитаны энергосиловые параметры прокатки сляба 17013509300 мм марки 10сп в полосу 51330 мм. Результаты расчетов приведены ниже и в приложении 1.

Деформационные и скоростные режимы прокатки в клетях черновой и чистовой групп стана даны в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Обжатия и скорости прокатки в горизонтальных валках

Величина	Клети черновой группы
	ГО	№1	№2	№3	№4	№5
h0, мм	170	140	110	90	70	55
h1, мм	140	110	90	70	55	40
h, мм	30	30	20	20	15	15
	0,18	0,21	0,18	0,22	0,21	0,27
ПР, м/с	1	1	1,68	2,12	2,66	3,14
Величина	Клети чистовой группы
	№6	№7	№8	№9	№10	№11	№12
h0, мм	38	27	17	11	8	6,5	5,5
h1, мм	27	17	11	8	6,5	5,5	5,0
h, мм	11	10	6	3	1,5	1,0	0,5
	0,29	0,37	0,35	0,27	0,19	0,15	0,09
З, м/с	0,78	1,19	1,84	2,53	3,61	5,05	5,77
ПР, м/с	0,99	1,57	2,43	3,34	4,11	4,86	5,35

Расчетные параметры температурного режима представлены на рис. 3.1, а энергосилового режима прокатки в горизонтальных валках черновой группы представлены в таблице 5.2 и на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 - Температура по клетям черновой группы

Как видно из рисунке 5.3, температура прокатки в черновой группе за клетью №5, равная 1054⁰С, удовлетворяет цеховым требованиям (по ТИ - не менее 1050⁰С).

Таблица 5.3 - Энергосиловые параметры прокатки в горизонтальных валках черновой группы

Клеть (номер прохода)	Р, МН	РДОП, МН	МПР, МНм	МДВ, МНм	NДВ, МВт
ГО (1)	9,36	-	1,26	0,08	1,62
№1 (2)	11,3	21,56	1,33	0,09	1,89
№2 (3)	10,17	25,48	0,96	0,11	2,59
№3 (4)	12,59	29,40	1,09	0,16	3,66
№4 (5)	12,45	29,40	0,91	0,17	4,00
№5 (6)	15,9	29,40	1,07	0,24	5,43

Рисунок 5.4 - Мощности на валу двигателей горизонтальных валков черновой группы

Как видно из рисунка 5.4, предлагаемый режим обжатий превышения допустимого усилия прокатки и перегрузки главных двигателей клетей не вызывает. В клетях черновой группы имеется возможность повышения обжатий.

Параметры температурного режима прокатки в чистовой группе НШПС 1700 приведены на рисунке 5.5, а энергосилового режима прокатки представлены в таблице 5.3.

Рисунок 5.5 - Температурный режим в чистовой группе

Как видно из рисунка 5.5, температура конца прокатки в чистовой группе удовлетворяет температурным требованиям прокатки в чистовой группе стана.

Таблица 5.4 - Энергосиловые параметры прокатки в клетях чистовой группы

Клеть (номер прохода)	Р, МН	МПР, МНм	МДВ, МНм	NДВ, МВт
№6 (1)	12,06	0,59	1,48	5,83
№7 (2)	18,02	0,78	1,49	9,09
№8 (3)	18,38	0,59	1,07	9,56
№9 (4)	15,16	0,34	0,74	9,18
№10 (5)	10,58	0,17	0,46	7,22
№11 (6)	9,71	0,13	0,27	5,78
№12 (7)	0,77	0,008	0,13	2,72

Рис. 5.6. - Усилия прокатки в клетях чистовой группы

Как видно из таблицы 5.5 и рисунка 5.6, расчетные усилия прокатки, моменты и мощности на валу двигателей в клетях чистовой группы перегрузки не вызывают. В чистовой группе также имеются некоторые резервы по увеличению ее обжимной способности в последних клетях.

5.4 Анализ результатов расчета параметров проката

Произведём расчёт концевой обрези при прокатке на новой технологии.

Горизонтальный окалиноломатель: =170 мм; =140 мм; =30 мм;

=9300 мм; =1350 мм; =0,356 мм; =1700 мм; =1150 мм; д=0 мм.

Вытяжку сляба вдоль оси прокатки рассчитаем по формуле (5.90) и (5.91):

=0,197,

,

,

мм,

Вытяжку сляба по краям рассчитаем по формулам (5.92) и (5.93):

=1,00,

,

=11329,8613 мм.

Длину концевой обрези рассчитаем по формуле (5.94):

?=11329,89038-11329,8613=0,029 мм.

Клеть №1: =140 мм; =110 мм; =30 мм; =11329,89 мм; =1330 мм; =0,15 мм; =1700 мм; д=0,253 мм.

Вытяжку сляба вдоль оси прокатки рассчитаем по формуле (5.90) и (5.91):

=0,244,

,

,

мм.

Вытяжку сляба по краям рассчитаем по формулам (5.92) и (5.93):

=1,003 мм,

,

=14460,32 мм.

Длину концевой обрези рассчитаем по формуле (5.94):

?=14472,159-14460,32868=11,83 мм.

Клеть №2: =110 мм; =20 мм; =14371,49 мм; =1344 мм; =0,15 мм; =90 мм; =1700 мм; д=0,253 мм.

Вытяжку сляба вдоль оси прокатки рассчитаем по формуле (5.90) и (5.91):

=0,209,

,

,

мм.

Вытяжку сляба по краям рассчитаем по формулам (5.92) и (5.93):

=1,071,

,

=17808,84 мм.

Длину концевой обрези рассчитаем по формуле (5.94):

?=17852,30684-17808,847=43,46 мм.

Клеть №3: =90 мм; =70 мм; =20 мм; =17694,68 мм; =1346 мм; =0,3 мм; =1700 мм; д=0,253 мм.

Вытяжку сляба вдоль оси прокатки рассчитаем по формуле (5.90) и (5.91):

=0,252,

,

,

мм.

Вытяжку сляба по краям рассчитаем по формулам (5.92) и (5.93):

=1,025,

,

=22841,74 мм.

Длину концевой обрези рассчитаем по формуле (5.94):

?=22983,32-22841,7456=141,57 мм.

Клеть №4: =70 мм; =55 мм; =15 мм; =22745,72 мм; =1345 мм; =0,15 мм; =1700 мм; д=0,2865 мм.

Вытяжку сляба вдоль оси прокатки рассчитаем по формуле (5.90) и (5.91):

=0,246,

,

,

мм,

Вытяжку сляба по краям рассчитаем по формулам (5.92) и (5.93):

=1,036,

,

=29147,71 мм.

Длину концевой обрези рассчитаем по формуле (5.94):

?=29404,677-29147,7145=256,9625 мм.

Клеть №5: =55 мм; =40 мм; =15 мм; =29005,31 мм; =1347 мм; =0,1 мм; =1700 мм; д=0,14295 мм.

Вытяжку сляба вдоль оси прокатки рассчитаем по формуле (4.90) и (4.91):

=0,295,

,

,

мм.

Вытяжку сляба по краям рассчитаем по формулам (5.92) и (5.93):

=1,055,

,

=38923,8067 мм.

Длину концевой обрези рассчитаем по формуле (5.94):

?=39528,967-38923,8067=605,16 мм.

По сравнению с применяемой технологией, предлагаемая технология позволяет уменьшить длину обрези (сумма переднего и заднего конца), после прохода черновой группы клетей НШПС-1700 сляба 17013509300 мм марки 3сп в подкат 401347 мм, на 0,605 метра.

Новая технология состоит в изменении применяемой на НШПС-1700 профилировки на новую, позволяющую уменьшить длину концевой обрези и повысить качество листового проката. Уменьшение концевой обрези при прокатке сляба 17013509300 мм марки 3сп в подкат 401347 мм в черновой группе, рассчитаем следующим образом.

Уменьшение концевой обрези рассчитаем по формуле:

m=m-m, (5.95)

где, m- масса концевой обрези по существующей технологии;

m- масса концевой обрези по новой технологии.

Массу концевой обрези рассчитаем по формуле:

m=, (5.96)

где, д - плотность прокатанного металла, равная 7,85 кг/м;

? - длина концевой обрези;

b - ширина концевой обрези;

h - толщина концевой обрези.

Массу концевой обрези при существующей технологии рассчитаем по формуле (5.96):

m==0,161147 т.

Массу концевой обрези при новой технологии рассчитаем по формуле (5.96):

m==0,1279448 т.

Уменьшение концевой обрези рассчитаем по формуле (5.95):

m=0,161147-0,1279448=0,0332 т.

Масса концевой обрези уменьшилась на 33,2 кг. Это показывает, что новая технология выгоднее существующей. Поэтому целесообразнее применение новой профилировки, сокращающей концевую обрезь на 20,6%.



6.Технико-экономическая эффективность новой технологии

6.1 Технические преимущества новой технологии

Производство проката является звеном, завершающим металлургический цикл на заводе не только в технологическом, но и в экономическом отношении. Прокатные цехи выпускают товарную продукцию черной металлургии, в которой аккумулируются все затраты на заводе в целом и, следовательно, находят свое отражение все внешние и внутризаводские факторы, обусловливающие стоимость конечной продукции, в том числе технический уровень завода.

В отличие от продукции, например, сталеплавильного производства структура себестоимости прокатной продукции характеризуется большей долей затрат овеществленного труда: затраты на заданное (слитки, заготовки) составляют 90-96% всей себестоимости. Из всех переделов на металлургическом заводе прокатное производство является наиболее капиталоемким.

Удельная капиталоемкость 1 т прокатной продукции в зависимости от вида в 1,5-3,0 раза выше, чем чугуна и стали.

В условиях рыночной экономики необходимо стремится к повышению качества продукта и сокращению энергопотребления. Прокатное производство - одно из наиболее энергоемких производств, в связи с чем экономия энергоресурсов является приоритетной при автоматизации процесса прокатки.

Применение автоматических средств регулирования и управления производственными процессами в прокатных цехах является высокоэффективным мероприятием: сокращается удельный расход топлива на нагрев металла, уменьшается угар металла, повышается производительность станов, снижается удельный расход стали на прокат вследствие уменьшения разнотолщинности листа, повышаются качество продукции, точность геометрических размеров. Все это в конечном счете приводит к снижению себестоимости проката и уменьшению капитальных затрат в народном хозяйстве, связанных с производством и использованием проката.

Среди мероприятий по совершенствованию технологии важное значение для экономики прокатного производства имеет сокращение расхода электроэнергии.

Производительность прокатного стана, качество готового проката и экономические показатели прокатного производства в значительной мере зависят от совершенства технологии нагрева металла и технологии прокатки металла.

В табл. 6.1 приведена калькуляция себестоимости проката за 2010г. листопрокатного цеха №1 АО «Арселор Миттал Темиртау».

Таблица 6.1 - Калькуляция себестоимости проката на ЛПЦ - 1 за 2010 г.

Наименование статей расходов	На весь объем производства	на единицу
	кол-во	цена	сумма,тыс	кол-во	сумма
1. Задано:
подкат (слябы)	4 272 802	31728,69	135570	1,0399	32994,96
Итого задано:	4 272 802	31728,69	135570	1,0399	32994,96
2. Отходы:
Обрезь габаритная	21 366	28332,17	605	0,0052	147,33
Обрезь негабаритная	72 764	28332,17	2061	0,0177	501,74
Угар	69 850	-	-	0,0170	-
Окалина	61 636	237,00	14,6	0,0150	3,56
Итого отходов:	163 980		2681,5	0,0399	652,63
3. Задано за минусом отходов:	4 108 822	32342,34	132889	1,0000	32342,34
Расходы по переделу:			10617,4		2 584,06
4. Топливо технологическое:
Газ коксовый	359 129	2 571,63	923,5	0,0874	224,77
Газ доменный	879 711	173,33	152,5	0,2141	37,11
Мазут	7 396	24096,02	178,2	0,0018	43,37
Итого в условном:	340 993	3 678,18	1254,2	0,0830	305,25
5. Отходящее тепло	717 226	309,46	- 221,9	0,1746	- 54,02
6. Энергетические затраты:
Электроэнергия	267 073	2 798,13	747,3	0,0650	181,88
Пар	52 593	1 107,33	58,2	0,0128	14,17
Вода техническая 2 подъема	45 196	1 466,70	66,2	0,0110	16,13
Оборотная вода	147 915	1 466,70	217	0,0360	52,80
Сжатый воздух	324 590	454,43	147,5	0,0790	35,90
Кислород технический	5 632	7 346,01	41,3	0,0014	10,07
Азот	13 970	168,12	2,3	0,0034	0,57
Химическая вода ТЭЦ-1	575 224	119,11	68,5	0,1400	16,68
Итого энергозатрат:			1348,5		328,20
7. Основная зарплата			443,2		107,87
8. Соцстрах	28,0%		124,1		30,20
9. Вспомогательные материалы			1046		254,58
10. Сменное оборудование:			1384		336,86
Валки	5 136,0	269487,02	1384	0,00125	336,86
11. Ремонтный фонд			2785,7		678,00
Кап.ремонт			518,4		126,18
Текущий Ремонт			2267,3		551,82
Зарплата			143,2		34,86
Соцстрах	28,0%		40,1		9,76
Материалы (ТР+СОС) - всего			1290,4		314,06
собственные			253,2		61,62
Покупные СОС			518,6		126,22
в т.ч. масла технологические	2 835,1	80 000,00	226,8	0,6900	55,20
покупные ТР			518,6		126,22
в т.ч. огнеупоры ТР	2 978,9	85 800,00	255,6	0,7250	62,21
Услуги цехов			577,2		140,48
12. Себестоимость			143506,3		34926,40
Обьем производства - 4108822 т./год

Таким образом, в результате внедрения, новых режимов обжатий в черновой группе стана, описанных в технологических разделах в данной работы расход электроэнергии снизится на 7 - 9%.

6.2 Методика расчета экономической эффективности

1) При расчетах экономической эффективности новой технологии производства горячекатаного листа относятся первые реализуемые в горячей прокатке результаты научных исследований и прикладных разработок, содержащие изобретения и другие научно-технические достижения, а также новые или более совершенные технологические процессы производства, способы организации производства труда, обеспечивающие при их использовании. В соответствии с планами развития науки и техники, всех уровней управления необходимо планировать повышение технико-экономических показателей производства или решение производственных и других задач.

2) Решение о целесообразности создания и внедрения новой технологии, изобретений и рационализаторских предложений принимается на основе экономического эффекта определяемого на годовой объем производства горячекатаного листа в расчетном году (годового экономического эффекта). За расчетный год принимается первый год после окончания планируемого (нормативного) срока освоения производства по новой технологии. При определении годового экономического эффекта от изобретений и рационализаторских предложений за расчетный год принимается первый год их использования.

3) Для отражения годового экономического эффекта и его составляющих элементов, а также других показателей экономической эффективности новой технологии, изобретений и рационализаторских предложений в нормах и нормативах и показателях планов расчет соответствующих данных производится по всем годам планируемого периода их производства и эксплуатации.

4) Годовой экономический эффект новой технологии (изобретений и рационализаторских предложений) представляет собой суммарную экономию всех производственных ресурсов, в результате производства и использования новой техники и которая, в конечном счете, выражается в увеличении экономического дохода.

5) Определение годового экономического эффекта основывается на сопоставлении приведенных затрат по базовой и новой технологии. Приведенные затраты представляют собой сумму себестоимости и нормативной прибыли

З = С + Ен К, (6.1)

где, З - приведенные затраты;

С - себестоимость единицы продукции, тенге;

К - удельные капитальные вложения в производственные фонды, тенге;

Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

6) Для обеспечения адекватного, в масштабе всего общественного производства, подхода к оценке экономической эффективности новой технологии и исходя из того, что организация ее производства требует дополнительных ресурсов, в расчетах используется единый нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений, равный 0,15. В тех случаях, когда внедрение отдельных объектов новой техники в связи с вложениями в той или иной отрасли условиями, а также по соображениям необходимости решения производственных, других задач не дает экономического эффекта, решение о целесообразности включения в план таких объектов новой технологии принимается министерствами и ведомствами.

7) При определении годового экономического эффекта должна быть обеспечена сопоставимость сравниваемых вариантов базовой технологии : по объему производимой с помощью новой технологии продукции (листа); качественным параметрам; фактору времени, социальным факторам производства и использования продукции, включая влияние на окружающую среду.

8) За базу сравнения при определении годового экономического эффекта новой технологии принимается: на этапе формирования планов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, при принятии решения о разработке на производство новой техники или показатели лучшей техники.

9) При расчетах годового экономического эффекта новой технологии учитывается фактор времени в тех случаях, когда капитальные вложения осуществляются в течении ряда лет. Учет фактора времени осуществляется путем приведения к одному моменту времени единовременных и текущих затрат на создание и внедрение новой и базовой техники и результатов на применение. Приведение разновременных затрат и результатов производства используется только в расчетах годового экономического эффекта и не может служить основанием для изменения сметной стоимости объектов новой техники и других плановых показателей.

10) Расчет годового экономического эффекта от применения новых технологических процессов, механизации и автоматизации производства, обеспечивающих экономию производственных ресурсов и при выпуске одной и той же продукции, производится по формуле :

Э = (З1 - З2)А2 (6.2)

11) При определении годового экономического эффекта в составе капитальных вложений изготовителей и потребителей техники учитываются непосредственные капитальные вложения, включающие затраты в соответствии с методическими указаниями к составлению плана развития производства.

12) Для отражения годового экономического эффекта, а также составляющих его элементов и других показателей эффективности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в показателях, нормативах и нормах, применяемых при разработке пятилетних и годовых планов, расчет экономического эффекта ведется на плановые объемы новой техники каждого года. Показатели эффективности новой техники в планах предприятий, объединений, министерств и народно хозяйственных планах учитываются в течении всего периода, в котором новая техника обеспечивает повышение технико-экономических показателей производства или решение социальных и других задач развития производства.

6.3 Расчет экономической эффективности новой технологии

В результате внедрения предлагаемых организационно-технических мероприятий снизится расход электроэнергии на стане 1700, что повлияет на снижение себестоимости. Основные технико-экономические показатели работы представлены в таблице 6.2, а изменения основных технико-экономических показателей представлены в таблице 6.3.

Таблица 6.2 - Технико-экономические показатели работы

Наименование показателей	на 1т г/к проката
	Базовый вариант	Проектный вариант
	кол-во	цена	сумма	кол-во	цена	сумма
Электроэнергия	0,0650	2 798,13	181,88	0,0598	2798,13	167,32
Себестоимость			34926,40			34911,84

Рассчитаем условно-годовую экономию снижения себестоимости по формуле:

Эm =(C1-C2)•B, (6.1)

где, С1- себестоимость единицы продукции базового варианта;

С2 - себестоимость единицы продукции проектного варианта;

В - объем продукции.

Эm =(34926,40 - 34911,84)•4108822=59824448,32 тг.

Таблица 6.3 - Изменения основных технико-экономических показателей работы

Наименование показателей	Базовый вариант	Проектный вариант	Отклонение
			абсолютное (+)/(-)	относительное (%)
Расход электроэнергии, квтчас/т	65	59,8	-5,9	8
Расход электроэнергии, тенге /т	181,88	167,32	-14,56	8
Себестоимость горячего проката	34926,40	34911,84
Годовой экономический эффект, тыс.тг		59824,448

6.4 Область применения новой технологии

Из-за растущего спроса на стальной лист каждым годом для повышения качества готового продукта ведутся работы по усовершенствованию и обновлению техники в производстве. Данный предложенный способ горячей прокатки наиболее целесообразно применять при производстве горячекатаных листов и полос на НШПС и толстолистовых станах.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе анализа научной и патентной литературы выяснили, что интенсивные макросдвиги можно использовать как одно из эффективных средств обеспечения высокого качества листового проката. Разработки, касающиеся производства горячекатаного листа на толстолистовых реверсивных и непрерывных широкополосовых станах. Форма концов подкатов в плане и, соответственно, потери металла в обрези на НШПС существенно зависят от размеров поперечного сечения слябов (отношения ширины к толщине), от качества нагрева слябов в методических печах (распределения температуры по объему слябов), от совместной деформации слябов вертикальными и горизонтальными валками в черновых клетях. На стороне привода валков имеют место повышенные продольные удлинения слоев металла на концевых участках подкатов, что увеличивает потери металла в обрезь. Снижению потерь металла в обрезь на НШПС способствует равномерное распределение температуры по объему слябов, подаваемых в прокатку, а также наличие в слябах более горячих центральных слоев.

Также рассмотрены различные способы горячей прокатки, исследованных в обработке металлов давлением. Использование рельефных валков при горячей прокатке положительно влияют на качество металла, обеспечивают рост прочностных и пластических характеристик, измельчение исходной структуры металла.

Технология прокатки в данных рельефных валках позволяет реализовать сдвиговые деформации в поперечном направлении.

Таким образом, проанализировав модели горячей прокатки заготовки для последующего успешного деформирования и возникновения оптимальной картины распределения напряженно-деформированного состояния металла для получения мелкозернистой структуры было выявлено следующее:

1) Предложенная модель с использованием рельефных валков при горячей прокатке заготовки является предпочтительным вариантом, т.к. при их использовании за счет локализации течения металла возникают более высокие значения деформации сдвига, что, в конечном итоге, приводит к более сильной проработке структуры металла, и, как следствие, к сокращению требуемого числа циклов деформирования, необходимых для получения заготовки нужного поперечного сечения.

2) Условия деформирования и определяемая ими накопленная деформация оказывают существенное влияние на свойства металла, причем повышенная накопленная деформация (эквивалентная деформация ), как правило, положительно сказывается на качестве металла. Практика использования инструмента и заготовки, вызывающих макросдвиги и повышенные значения накопленной деформации, показывает, что при незначительной деформации литой структуры можно добиться высокого уровня механических свойств.

Поэтому в результате проведения анализа напряженно-деформированного состояния металла при реализации интенсивной пластической деформации, на основе построенных моделей в программном комплексе Deform было выявлено, что наиболее равноценным решением по сравнению традиционного способа для реализации данного процесса является использование рельефных валков.



список ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Интенсивные макросдвиги как нетрадиционное средство обеспечения высокого качества листового проката./А.И.Трайно, В.П.Полухин, В.А. Николаев// Изв.вузов.Металлург, 2011, №5. - С.57-62.

2. А.с. 869871 СССР, МПК⁵ В21В1/22. Способ прокатки / С.В.Колпаков, П.И.Полухин, В.К.Воронцов и др.-№2870047; заявл. 08.01.1990; опубл. 07.10.1990, Бюл. № 37.

3. А.с. 929254 СССР, МПК5 В21В1/26. Способ прокатки сталей с повышенным окалинообразованием / В.В.Лашин, В.Д.Дмитриев, В.К.Воронцов и др.- № 3006237; заявл.21.11.1989; опубл. 23.05.1990, Бюл. № 19.

4. А.с. 1088818 СССР, МПК5 В21В1/220. Способ прокатки / А.В.Бринза, В.П.Полухин, В.В.Бринза и др. - №3592705; заявл. 20.05.1988; опубл. 30.04.1989, Бюл. № 16.

5. Бринза А.В. Повышение эффективности горячей прокатки листовой стали на основе использования локального деформационного воздействия. Автореф. дис. канд.техн. наук. - М.: Миссис, 1998. - 24 с.

6. Исследование закономерностей пластического формоизменения раскатов со сложной конфигурацией поперечного сечения / Бринза В.В., Демчук Н.Н., Ярмак Г.М. // Изв.вузов.Черная металлургия, 1999, № 11.- С. 29-33.

7. Демчук Н.Н. Моделирование процесса прокатки толстых листов с дополнительным локальным деформационным воздействием. Автореф. дис. канд. техн. наук. - М.: МИСиС, 2003. - 25 с.

8. Исследование интенсивности проработки осевой зоны высоких полос, прокатываемых в скрещенных валках / Бринза В.В., Одинаев Б.Н. // Изв. вузов. Черная металлургия, 2001, № 7. - С.42-44.

9. Одинаев Б.Н. Разработка и исследование процесса продольной прокатки высоких полос в скрещенных валках. Автореф. дис. канд. техн. наук. - М.: Миссис, 2004. - 26 с.

10. Опыт применения валков с кольцевыми проточками на толстолистовом стане / Долженков Ф.Е., Суняев А.В., Остапенко А.Л. и др. // Сталь,1994,№ 3. - С.33-37.

11. А.с. 810308 СССР, МПК5 В21В1/23. Способ прокатки широких листов и полос/ Ф.Е.Долженков, А.Л.Остапенко, Ю.В.Коновалов и др.

№ 2742825; заявл. 28.03.1989; опубл. 07.03.1990, Бюл. № 9.

12. Повышение качества толстых листов / Долженков Ф.Е., Коновалов Ю.В., Носов В.Г. и др. - М.: Металлургия, 1994. - 248 с.

13. А.с. 1662716 СССР, МПК5 В21В1/38. Способ горячей прокатки листовой стали на непрерывных станах / А.П. Лужный, Н.А. Челышев, В.Н. Кадыков, И.Ю. Шаповалов. № 4670833; заявл. 31.03.1989; опубл. 15.07.1990, Бюл. № 26.

14. Перспективы повышения качества толстых листов./ Долженков Ф.Е., Остапенко А.Л., Оробцев В.В. и др.// Сборник «Повышение эффективности производства толстолистового проката». М.: Металлургия, 1984. - С.5-9.

15. Оценка эффективности применения валков с кольцевыми проточками при производстве толстых листов./ Набатов Г.И., Риднер В.Э., Малова Р.П., Коновалова И.Ю. Сборник «Повышение эффективности производства толстолистового проката». М.: Металлургия, 1984. - С.14-18.

16. Валки с кольцевыми проточками / Остапенко А.Л, Сосковец О.Н., Анохина И.Ю. и др. // Изв.вузов.Металлург, 1985, №6. - С.39-40.

17. Течение металла в очаге деформации при прокатке в валках с кольцевыми проточками. / Коновалов Ю.В., Литвинова Т.С., Неустроев С.Л., Макаренко С.Н. // Сборник «Повышение эффективности производства толстолистового проката». М.: Металлургия, 1984. - С.10-14.

18. Найзабеков А.Б., Ашкеев Ж.А. // Изв. вузов. Черная металлургия, 1994, №8. - С.27-29.

19. Найзабеков А.Б. // Изв.вузов.Металлы, 1994, №1. - С.63-69.

20. Исследование процесса прокатки в рельефных валках / Обработка металлов давлением / А. Б. Найзабеков, С. Н. Лежнев, Ж. А. Ашкеев // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия, 15/02/2001, №2 . - С. 25-26 .

21. Расчет параметров горячей прокатки на широкополосных станах /Талмазан В.А., Мантуров К.В., Ким Б.А. - Темиртау: КГИУ, 2006. - с.46.

22. Моделирование совмещенного процесса «прокатка-прессование» с использованием равноканальной ступенчатой матрицы./ Найзабеков А.Б., Лежнев С.Н., Панин Е.А., Панин Д.А. // Труды Университета, Караганда, 2008, №3. - С.16-19.

23. Полухин П.И., Берковский В.С - Пластическая деформация металлов и сплавов// Науч.тр.МИСис.М.:Металлургия, 1967, вып.42, С.88-92.

24. Литовченко Н.В. Станы и технология прокатки листовой стали.-

М.: Металлургия, 1979, с.44.

25. Прокатка толстых листов / Полухин П.И., Клименко В.И., Полухин В.П., Погоржельский В.И., Титлянов А.Е., Зобкин А.А., Филиппов З.Л.,Гридиев И.М. - М.: Металлургия, 1984, с.54.

26. Заявка №58-21201 (Япония)/Кусаба Рю, Катаока Кандзи, МКИ В21 В 1/02.1983 г.



ПРИЛОЖЕНИЕ А

Рисунок 1 - Схема валков по новой технологии производства горячекатаных листов

Размещено на Allbest.ru

...