Dariusz WOŹNIAK, Bogdan GARBARZ. Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

Podobne dokumenty
LINIA DO PÓŁPRZEMYSŁOWEJ SYMULACJI PROCESÓW WYTWARZANIA STOPÓW METALI I WYROBÓW METALOWYCH

Henryk DYJA, Sebastian MRÓZ, Anna KAWAŁEK, Piotr SZOTA, Andrzej STEFANIK

WPŁYW DOGRZEWANIA I EKRANÓW CIEPLNYCH NA ZMIANĘ TEMPERATURY PASMA WALCOWANEGO W LINII LPS

Dariusz WOŹNIAK, Marek BURDEK, Józef GAWOR, Mariusz ADAMCZYK, Rafał PALUS. Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

ZASTOSOWANIE MODELOWANIA NUMERYCZNEGO DO ANALIZY PARAMETRÓW WYTWARZANIA CIENKICH TAŚM STALOWYCH METODĄ WALCOWANIA DRUTU NA ZIMNO

Nazwa przedmiotu: Zaawansowane technologie odlewania stali Advanced steel casting technologies Kierunek:

Rok akademicki: 2016/2017 Kod: MME n Punkty ECTS: 5. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Przykład wykorzystania stopów magnezu w przemyśle lotniczym: Wytłoczki

Bogdan GARBARZ, Dariusz WOŹNIAK, Wojciech BURIAN, Barbara NIŻNIK, Rafał PALUS. Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

OPRACOWANIE PODSTAW PRZEMYSŁOWEJ TECHNOLOGII WYTWARZANIA BLACH ZE STALI KONSTRUKCYJNEJ WIELOFAZOWEJ Z ZASTOSOWANIEM METODY PÓŁPRZEMYSŁOWEJ SYMULACJI

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

3. Opracowanie projektu i wykonanie modernizacji hydraulicznego układu zasilającego trójsuwakową prasę kuźniczą.

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Urządzenie do obciskania obrotowego wyrobów drążonych

ZAPYTANIE OFERTOWE. Alchemia S.A. Oddział Walcownia Rur Andrzej, ul. Lubliniecka 12, Zawadzkie

FIZYCZNE SYMULACJE WALCOWANIA BLACH ZE STALI KONSTRUKCYJNEJ ULTRADROBNOZIARNISTEJ Z ZASTOSOWANIEM URZĄDZENIA GLEEBLE 3800

PROCESY PRODUKCYJNE WYTWARZANIA METALI I WYROBÓW METALOWYCH

Podstawy technik wytwarzania PTWII - projektowanie. Ćwiczenie 4. Instrukcja laboratoryjna

cutting with 3s solid solidna

URZĄDZENIA TECHNOLOGICZNE PROCESY TOPIENIA I ODLEWANIA

Badanie wytwarzania korpusów granatów kumulacyjno-odłamkowych metodą wyciskania na gorąco

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

OPRACOWANIE ZALECEŃ TECHNOLOGICZNYCH DO WALCOWANIA BLACH W LPS NA PODSTAWIE WYNIKÓW Z SYMULACJI NUMERYCZNYCH I FIZYCZNYCH

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 03/14. ZBIGNIEW PATER, Turka, PL JANUSZ TOMCZAK, Lublin, PL

Fizyczne modelowanie walcowania normalizującego blach grubych ze stali S355J2G3

BADANIA URZĄDZEŃ TECHNICZNYCH ELEMENTEM SYSTEMU BIEŻĄCEJ OCENY ICH STANU TECHNICZNEGO I PROGNOZOWANIA TRWAŁOŚCI

6. OBRÓBKA CIEPLNO - PLASTYCZNA

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

WPŁYW ODKSZTAŁCENIA NA ZIMNO I OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE I STRUKTURĘ TAŚM PRZEZNACZONYCH NA PIŁY TAŚMOWE

I Wymagania techniczne dla projektowania:

Korpusy startowych silników rakietowych ze stali o podwyższonej wytrzymałości

RECENZJA. Prof. dr hab. inż. Zdzisław Kudliński. Katowice, dn

Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Elektryczne, Hydrauliczne i Pneumatyczne

METODYKA BADAŃ MAŁYCH SIŁOWNI WIATROWYCH

Ćwiczenie EA1 Silniki wykonawcze prądu stałego

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

Przetwórstwo tworzyw sztucznych i gumy

Słowa kluczowe: badania sekcji obudowy zmechanizowanej, modernizacja stanowiska Keywords: tests of powered-roof support, modernization of test stand

Urządzenia dla nanotechnologii

SIEMENS S7-300 MPI (sygnał wagi)

BADANIA LABORATORYJNE ZMODERNIZOWANEGO REGULATORA PRZEPŁYWU 2FRM-16 STOSOWANEGO W PRZEMYŚLE

WPŁYW METODY WYTWARZANIA NAROŻY KSZTAŁTOWYCH NA TAŚMACH WALCOWANYCH NA ZIMNO ZE STALI KONSTRUKCYJNEJ NA ICH JAKOŚĆ

PL B1. INSTYTUT NAPĘDÓW I MASZYN ELEKTRYCZNYCH KOMEL, Katowice, PL BUP 05/12

Rys. 1. Krzywe mocy i momentu: a) w obcowzbudnym silniku prądu stałego, b) w odwzbudzanym silniku synchronicznym z magnesem trwałym

MODELOWANIE NUMERYCZNE PROCESU TRÓJŻYŁOWEGO WALCOWANIA PRĘTÓW ŻEBROWANYCH O ŚREDNICY 16 MM

JEDNOSTRONNA FORMATYZERKO CZOPIARKA Typ DCLB Specjal 2

Identyfikacja problemów gotowości mechanizmów walcarki ukierunkowana na optymalizację

Producent maszyn do obróbki plastycznej metali POLAND. prasy walcarki wykrawarki.

NAGRZEWANIE ELEKTRODOWE

POMIAR CIŚNIENIA W PRZESTRZENIACH MODELOWEJ FORMIERKI PODCIŚNIENIOWEJ ORAZ WERYFIKACJA METODYKI POMIAROWEJ

Próby ruchowe dźwigu osobowego

Jarosław MARCISZ, Bogdan GARBARZ, Mariusz ADAMCZYK. Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica

ZWARTE PRĘTY ROZRUCHOWE W SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Maszyna do fakturowania prętów i profili TYH-60

KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg10/SiC+C gr

Technologie wytwarzania. Opracował Dr inż. Stanisław Rymkiewicz KIM WM PG

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Napęd hydrauliczny

Zapytanie ofertowe W trybie poza ustawa PZP o wartości szacunkowej powyżej euro

Prof. dr hab. inż. Ryszarda Hagla

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

Zespół Szkół Nr 1 w Bochni Warsztaty Szkolne ul. Windakiewicza 23. Podstawa programowa Technik Chłodnictwa i Klimatyzacji

PL B1. INSTYTUT METALI NIEŻELAZNYCH, Gliwice, PL

Walcownia Metali Dziedzice S.A. ul. Kaniowska Czechowice Dziedzice tel. 32/ ; fax 32/ sekretariat@walcownia.com.

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

WPŁYW PARAMETRÓW OBRÓBKI CIEPLNEJ TAŚM ZE STALI X6CR17 NA ICH WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE I STRUKTURĘ

Obliczenia polowe silnika przełączalnego reluktancyjnego (SRM) w celu jego optymalizacji

PL B1. Sposób kątowego wyciskania liniowych wyrobów z materiału plastycznego, zwłaszcza metalu

SPECJALNOŚĆ ELEKTRONIKA PRZEMYSŁOWA

OPTYMALIZACJA STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PIECZARKARNI

WYTWARZANIE TAŚM AMORFICZNYCH FeNbCuSiB Z ZASTOSOWANIEM PODAWANIA CIEKŁEGO STOPU NA DOLNĄ POWIERZCHNIĘ WIRUJĄCEGO BĘBNA

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

DYNAMIKA ŁUKU ZWARCIOWEGO PRZEMIESZCZAJĄCEGO SIĘ WZDŁUŻ SZYN ROZDZIELNIC WYSOKIEGO NAPIĘCIA

PL B1. Sposób przepychania obrotowego z regulowanym rozstawem osi stopniowanych odkuwek osiowosymetrycznych. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL

Możemy się pochwalić dynamicznym rozwojem co potwierdza ranking Gazela Biznesu:

NR KAT. PRODUKT MOC [kw] OPIS CENA [NETTO PLN] 0RGZ3AXA TP3 COND 65 18,0-65,0

Zakład Konstrukcji Spawanych

POLITECHNIKA GDAOSKA

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 08/13

PL B1. Układ do przetwarzania interwału czasu na słowo cyfrowe metodą kompensacji wagowej

Tworzywa techniczne dla walcowni. Pompy smarowania Sprzęgła

Siłowniki do przepustnic powietrza

PRACA RÓWNOLEGŁA PRĄDNIC SYNCHRONICZNYCH WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

dr inż. Szymon Woziwodzki

Projekt zarządzania jakością wykorzystujący STATISTICA Data Miner przynosi w voestalpine roczne oszczędności w wysokości EUR

MASZYNY MASZYNY. - prasa hydrauliczna 20 t. -prasa hydrauliczna 40 t - giętarka do rur

Umowa nr WMNŁ/.../2018

GŁÓWNE PROBLEMY ŚRODOWISKOWE W ŚWIETLE KONKLUZJI BAT DLA PRZEMYSŁU HUTNICZEGO

OBRÓBKA CIEPLNA SILUMINU AK132

PODSUMOWANIE OBRAD II OTWARTEGO SEMINARIUM NAUKOWEGO SYMULACJA NUMERYCZNA I FIZYCZNA W ROZWOJU WYROBÓW I TECHNOLOGII PRZEMYSŁU STALOWEGO

Efekt Halla. Cel ćwiczenia. Wstęp. Celem ćwiczenia jest zbadanie efektu Halla. Siła Loretza

Temat: Silniki komutatorowe jednofazowe: silnik szeregowy, bocznikowy, repulsyjny.

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Instrukcja obsługi i montażu

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

Transkrypt:

154 Prace IMŻ 1 (2012) Dariusz WOŹNIAK, Bogdan GARBARZ Instytut Metalurgii Żelaza im. St. Staszica ZAŁOŻENIA TECHNOLOGICZNE I KONSTRUKCYJNE BUDOWY MODUŁU LPS DO PÓŁPRZEMYSŁOWEJ SYMULACJI WALCOWANIA NA GORĄCO I OBRÓBKI CIEPLNOPLASTYCZNEJ TAŚM CIENKICH I PRĘTÓW DROBNYCH Na podstawie badań eksperymentalnych i analiz teoretycznych opracowano koncepcję, modułowej i etapowej rozbudowy linii LPS, charakterystyki urządzeń w zakresie głównych parametrów oraz szczegółowe założenia projektowe stanowiące podstawę do realizacji projektów wykonawczych. Rozbudowa obejmuje moduły C (taśmy) i D (pręty) do symulacji procesów walcowania na gorąco taśm cienkich oraz prętów drobnych, złożone z nawrotnego zespołu walcowniczego ciągłego oraz urządzeń pomocniczych i sterująco-rejestrujących. Na podstawie wyników prób walcowania prowadzonych w istniejącym module B do nawrotnego walcowania na gorąco dokonano uszczegółowienia założeń konstrukcyjnych dla modułów C i D. Opracowano program budowy modułów C i D w dwóch podetapach. Realizacja podetapu I umożliwi prowadzenie symulacji walcowania taśm i prętów w zakresie ograniczonym ze względu na mniejszą liczbę urządzeń dodatkowych. Zainstalowanie pozostałych urządzeń dodatkowych będzie zrealizowane w II podetapie budowy, po zakończeniu którego możliwe będzie prowadzenie symulacji w pełnym planowanym zakresie. Słowa kluczowe: półprzemysłowa symulacja fizyczna, walcowanie na gorąco, obróbka cieplna, taśma, pręt TECHNOLOGICAL AND CONSTRUCTIONAL FOREDESIGN OF LPS MODULE FOR SEMI-INDUSTRIAL SIMULATION OF HOT ROLLING AND THERMO-MECHANICAL TREATMENT OF STRIP AND BARS Based on the experimental trials and theoretical analyses, a concept of modular and staged extension of the LPS line, characteristics of main parameters of devices and detailed data for realization of the construction project have been developed. The extension will comprise simulation of strip and bar hot rolling process by means of modules C (strip) and D (bars) built of reversing continuous rolling train as well as auxiliary devices and controlling-recording systems. Based on the results of rolling tests carried out in the existing module B, foredesign of modules C and D for reversing hot rolling was worked out. The construction programme of modules C and D was divided into two stages. Realization of stage I will enable limited simulation of strip and bar hot rolling process due to incomplete number of auxiliary devices. The installation of the remaining devices will be realized in stage II and its completion will enable carrying out the simulation in full planned scope. Key words: semi-industrial physical simulation, hot rolling, heat treatment, strip, bar 1. WPROWADZENIE Program rozwoju symulacji fizycznej nowoczesnych procesów wytwarzania półwyrobów i wyrobów z metali oraz stopów metali podjęto na podstawie wyników opracowanego studium przedrealizacyjnego linii do półprzemysłowej symulacji procesów wytwarzania stopów metali i wyrobów (LPS). W ramach wykonanych w Instytucie Metalurgii Żelaza prac [1 7] opracowano ogólną koncepcję LPS, modułowy i etapowy sposób budowy linii, charakterystyki urządzeń w zakresie głównych parametrów, oszacowano koszt budowy poszczególnych modułów oraz opracowano szczegółowe założenia projektowe stanowiące podstawę do realizacji projektów wykonawczych modułów A (wytapianie i odlewanie) i B (nawrotne walcowanie na gorąco). Zakończono budowę i uruchomiono moduły A1 (piec próżniowy do wytapiania i odlewania) i B (zespół jednoklatkowy walcowniczy nawrotny wraz z urządzeniami do obróbki cieplnej). Do symulacji procesów walcowania na gorąco taśm cienkich oraz prętów i kształtowników drobnych zaplanowano budowę zespołu walcowniczego ciągłego, stanowiącego moduły C (taśmy) i D (pręty i kształtowniki). Aktualizację i korektę przyjętych założeń do budowy modułów C i D / LPS opracowanych w pracy [7], dokonano na podstawie wyników prób walcowania prowadzonych w istniejącym module B, które wykonywano w ramach zadań 23 27 projektu N R07 0008 04 [8].

Prace IMŻ 1 (2012) Założenia technologiczne i konstrukcyjne budowy modułu LPS... 155 2. KONCEPCJA LPS I STAN OBECNY Według przyjętej do realizacji koncepcji LPS składa się z modułów, co umożliwia jej etapową budowę [2], aż do osiągnięcia układu zawierającego wszystkie moduły pokazane na rysunku 1. Moduł A: A1 próżniowy piec indukcyjny VSG 100S firmy PVA Tepla z tyglami o pojemności 100 kg i 50 kg wraz z oprzyrządowaniem i urządzeniami do wytapiania i odlewania w próżni do wlewnic klasycznych i do krystalizatorów miedzianych chłodzonych wodą oddany do eksploatacji w 2008 r.; A2 próżniowy piec indukcyjny z tyglami o pojemności 30 kg i 20 kg z możliwością pracy w próżni lub w atmosferach ochronnych (np. argon) oraz pracy jako piec otwarty (w atmosferze powietrza) wraz z oprzyrządowaniem i urządzeniami do wytapiania i odlewania w próżni do wlewnic klasycznych w fazie realizacji; A3 laboratoryjne stanowisko do indukcyjnego wytapiania i odlewania stopów amorficznych o pojemności od 50 g do 3 kg, umożliwiające odlewanie pod ciśnieniem do wlewnic chłodzonych wodą i/lub ciekłym azotem oddany do eksploatacji w 2010 r.; Moduł B: zespół walcowniczy jednoklatkowy nawrotny duo/kwarto do walcowania na gorąco blach arkuszowych oraz prętów kwadratowych wraz z urządzeniami do nagrzewania i prowadzenia zaawansowanych procesów regulowanego walcowania i chłodzenia oddany do eksploatacji w 2010 r.; Moduł C: zespół walcowniczy ciągły duo do walcowania na gorąco taśm wraz z oprzyrządowaniem umożliwiającym regulowane walcowanie i chłodzenie w fazie planowania; Moduł D: zespół walcowniczy ciągły duo/uniwersalne do walcowania na gorąco prętów i kształtowników wraz z oprzyrządowaniem umożliwiającym regulowane walcowanie i chłodzenie w fazie planowania; Moduł E: zespół walcowniczy jednoklatkowy nawrotny kwarto/duo do walcowania na zimno i piec do obróbki cieplnej wraz z urządzeniem do wytwarzania atmosfery ochronnej wstępna koncepcja; Moduł F: zespół dwóch ciągarek złożony z ciągarki ławowej łańcuchowej do ciągnienia prętów i kształtowników i ciągarki bębnowej do ciągnienia drutu wraz z urządzeniem pomocniczymi planowana modernizacja; W ramach realizowanego I etapu budowy LPS oddano do eksploatacji moduł A1 umożliwiający półprzemysłową symulację procesów wytapiania, rafinacji i krzepnięcia ciekłego metalu oraz moduł B przeznaczony do półprzemysłowej symulacji regulowanego walcowania na gorąco blach arkuszowych i prętów kwadratowych oraz do regulowanego chłodzenia podczas walcowania i po walcowaniu. W II etapie budowy planowane jest przedłużenie LPS o urządzenia umożliwiające symulację procesów regulowanego walcowania na gorąco i regulowanego chłodzenia po walcowaniu blach taśmowych (moduł C) oraz prętów i kształtowników (moduł D). Realizację budowy modułów C i D zaproponowano w dwóch podetapach, co umożliwi rozłożenie kosztów inwestycyjnych i procedury uruchamiania na dłuższy okres. Realizacja podetapu I umożliwi prowadzenie procesów walcowania taśm i prętów w zakresie ograniczonym do 4 przepustów ze względu na mniejszą liczbę urządzeń dodatkowych, tj. bez drugiej chłodni natryskowo-nadmuchowej oraz bez zwijarko-rozwijarki z piecem służącej do podtrzymywania temperatury. Zakup i zainstalowanie pozostałych urządzeń dodatkowych zostanie zrealizowany w II podetapie budowy modułów C i D. Po zakończeniu II podetapu będzie możliwe prowadzenie procesów walcowania taśm i prętów w pełnym planowanym zakresie obejmującym 8 przepustów. III etap obejmie instalację urządzeń do walcowania na zimno i wygładzania blach taśmowych oraz do obróbki cieplnej (moduł E). 3. PÓŁPRZEMYSŁOWA SYMULACJA WALCOWANIA NA GORĄCO TAŚM I PRĘTÓW W LPS MODUŁY C I D 3.1. PODETAP I BUDOWY MODUŁÓW C I D Konfiguracja zespołu walcowniczego do walcowania na gorąco taśm i prętów stanowiącego moduły C i D przewidywanych do zainstalowania w I podetapie budowy pokazano na rysunku 2. W pierwszym podetapie budowy modułów C i D linii do półprzemysłowej symulacji wytwarzania wyrobów z metali i stopów zostaną zainstalowane urządzenia umożliwiające symulację procesów: walcowania wykańczającego taśm na gorąco w maksymalnie 4 przepustach (moduł C), walcowania prętów i kształtowników drobnych w maksymalnie 4 przepustach (moduł D). W skład modułów C i D w I podetapie wchodzą następujące podstawowe urządzenia technologiczne: dwa zestawy rolek ciągnąco-hamujących umożliwiających zmniejszanie i zwiększanie prędkości pasma przed i za układem walcowniczym, nożyca do obcinania końców pasm, zespół walcowniczy ciągły nawrotny złożony z czterech walcarek z możliwością swobodnego przesuwania poszczególnych klatek lub całego zespołu w linii walcowania w kierunkach zgodnym i przeciwnym do kierunku walcowania, wyposażony w klatki walcownicze typu duo wstępnie sprężone D380 i L350 o maksymalnej sile nacisku na walce 5 MN z możliwością wymiany za pomocą suwnicy na klatki walcownicze typu duo / uniwersalne D350 o maksymalnej sile nacisku na walce 2 MN, chłodnia natryskowo-nadmuchowa do przyśpieszonego chłodzenia pasma umożliwiająca chłodzenie natryskiem wodnym, mieszaniną wodno-powietrzną lub powietrzem pasma w czasie walcowania w zakresie od 1100 C do 20 C z regulowaną szybkością chłodzenia, zwijarka do zwijania walcowanej taśmy, chłodnia rusztowa. Sterowanie zespołem walcowniczym powinno przebiegać automatycznie w zakresie nastawiania parametrów technologicznych walcowania oraz regulowanego chłodzenia w czasie i po walcowaniu. Sterowanie ma obejmować następujące parametry:

156 Dariusz Woźniak, Bogdan Garbarz Prace IMŻ 1 (2012) A1 próżniowy piec indukcyjny VSG 100S do wytapiania i odlewania z tyglami o pojemności 100 kg i 50 kg A2 próżniowy piec indukcyjny do wytapiania i odlewania z tyglami o pojemności 30 kg i 20 kg A3 laboratoryjne stanowisko do indukcyjnego wytapiania i odlewania stopów amorficznych B zespół walcowniczy jednoklatkowy nawrotny duo/kwarto do walcowania na gorąco blach arkuszowych oraz prętów kwadratowych C zespół walcowniczy ciągły do walcowania na gorąco taśm D zespół walcowniczy ciągły duo/uniwersalne do walcowania na gorąco prętów i kształtowników E zespół walcowniczy jednoklatkowy nawrotny kwarto/duo do walcowania na zimno taśm F zespół dwóch ciągarek złożony z ciągarki ławowej do ciągnienia prętów i kształtowników oraz ciągarki bębnowej do ciągnienia drutu Rys. 1. Schemat docelowego układu urządzeń w linii do półprzemysłowej symulacji (LPS) w Instytucie Metalurgii Żelaza Fig. 1. Final lay-out of semi-industrial simulation line (LPS) at the Institute for Ferrous Metallurgy odstęp walców roboczych (wielkość gniotu), prędkość walcowania, temperaturę w piecu zwijarkowym, prędkość zwijania i rozwijania pasma pośredniego, ciśnienie i natężenia przepływu mediów w chłodni natryskowo-nadmuchowej, konfigurację i liczbę włączonych dysz, położenie dysz. Podczas procesu walcowania na gorąco wymagany jest ciągły pomiar następujących wielkości: siły nacisku walców pod każdą śrubą nastawczą i całkowita siła nacisku, momentu skręcającego na każdym łączniku i całkowitego momentu skręcającego, mocy napędu walców, prędkości twornika silnika walcowniczego, napięcie zasilania wirnika, prądu silnika napędu głównego, odstępu walców (nastawy walców), temperatury walcowanego pasma przed i za każdą klatką walcowniczą, temperatury chłodzonego pasma w rejonie urządzeń do regulowanego chłodzenia, prędkości walcowanego pasma (bezdotykowo), wymiarów walcowanego pasma (bezdotykowo). Pomiar temperatury w wyznaczonych miejscach będzie wykonywany automatycznie i rejestrowany, a wyniki pomiarów dostępne w czasie rzeczywistym w systemie i w oknie pulpitu operatora. Do zdalnego śledzenia procesu walcowania przed i za zespołem walcowniczym ciągłym będą zainstalowane kamery cyfrowe z możliwością regulowania ich położenia (w pionie, w poziomie i wokół osi), przekazujące obrazy w czasie rzeczywistym na ekran monitora umieszczonego na pulpicie sterowniczym walcarki i umożliwiające zapisywanie obrazów na twardym dysku komputera systemu pomiarowego. 3.2. PODETAP II BUDOWY MODUŁÓW C I D W drugim podetapie budowy modułów C i D linii do półprzemysłowej symulacji wytwarzania wyrobów

Prace IMŻ 1 (2012) Założenia technologiczne i konstrukcyjne budowy modułu LPS... 157 Kolor czarny istniejące moduły A i B 1 Rolki ciągnąco-hamujące (2 szt.) Kolor czerwony planowana budowa modułów C i D podetap pierwszy 2 Chłodnia natryskowo-nadmuchowa 3 Zespół walcowniczy 4 Nożyca 5 Zwijarka 6 Chłodnia rusztowa I IV Walcarki Rys. 2. Schemat modułów C i D linii do półprzemysłowej symulacji (LPS) po I podetapie budowy Fig. 2. Lay-out of modules C and D of semi-industrial simulation line (LPS) after sub-stage I of construction Kolor czarny istniejące moduły A i B 1 Rolki ciągnąco-hamujące (2 szt.) Kolor czerwony planowana budowa modułów C i D podetap pierwszy 2 Chłodnia natryskowo-nadmuchowa (2 sz.) Kolor niebieski planowana budowa modułów C i D podetap drugi 3 Zespół walcowniczy 4 Nożyce (2 szt.) 5 Zwijarka-rozwijarka z piecem 6 Zwijarka 6 Chłodnia rusztowa I IV Walcarki Rys. 3. Schemat modułów C i D linii do półprzemysłowej symulacji (LPS) po II podetapie budowy Fig. 3. Lay-out of modules C and D of semi-industrial simulation line (LPS) after sub-stage II of construction

158 Dariusz Woźniak, Bogdan Garbarz Prace IMŻ 1 (2012) z metali i stopów zostaną zainstalowane urządzenia umożliwiające symulację procesów: walcowania wykańczającego taśm na gorąco w maksymalnie 8 przepustach (moduł C), walcowania prętów i kształtowników drobnych w 8 przepustach (moduł D). Schemat lokalizacji urządzeń LPS przewidywanych do zainstalowania w II podetapie budowy modułów C i D zamieszczono na rysunku 3. W skład modułów C i D w II podetapie wchodzą następujące podstawowe urządzenia technologiczne: nożyca do obcinania końców pasm, zwijarko-rozwijarka z piecem elektrycznym rezystancyjnym do podtrzymywania temperatury w komorze pieca w zakresie od 900 C do 1250 C, zwijarka do zwijania walcowanej taśmy przewidziana w I podetapie budowy modułów C i D zwijarka usytuowana w linii walcowania za chłodnią natryskowo-nadmuchową znajdującą się za klatką 4. zespołu ciągłego będzie w drugim podetapie budowy przebudowana i przemieszczona za chłodnię natryskowo-nadmuchową, usytuowaną przed pierwszą klatką walcowniczą. 3.3. ZAKRES I MOŻLIWOŚCI SYMULACJI PÓŁPRZEMYSŁOWEJ Z ZASTOSOWANIEM MODUŁÓW C I D Symulacja procesów walcowania na gorąco taśm i prętów będzie obejmowała technologie walcowania w zakresie wysokotemperaturowym, niskotemperaturowym z obróbką cieplnoplastyczną oraz regulowanego chłodzenia po walcowaniu (w swobodnym powietrzu, przyspieszonego strumieniem powietrza, mieszaniną wody i powietrza lub natryskiem wodą). Zaplanowane parametry symulacji wykańczającego walcowania na gorąco taśm obejmują: wsad do walcowania w zespole ciągłym: pasma płaskie o grubości 5 25 mm i szerokości do 250 mm pochodzące z modułu B. rodzaje symulowanych procesów: walcownie taśm na gorąco regulowane chłodzenie po walcowaniu wyrób gotowy: taśmy walcowane na gorąco o grubości 0,8 4 mm i szerokości do 250 mm. Tablica. 1. Porównanie wartości parametrów symulacji możliwych do uzyskania w modułach C i D LPS z wartościami parametrów stosowanych w procesach przemysłowych walcowania na gorąco taśm Table 1. Comparison of values of simulation parameters possible to obtain in modules C and D of the LPS with values of parameters used in industrial processes of strip hot rolling Grupa wstępna Parametr Jednostka Technologia przemysłowa LPS Prędkość walcowania, v w m/s maks. 5,0 maks. 1,5 Średnica walców, D rob mm maks. 1200 maks. 550 Grubość końcowa, h n mm min. 20 min. 3 Odkształcenie, { maks. 0,6 maks. 0,6 Prędkość odkształcenia, {o s -1 maks. 15 maks. 15 Grupa wykańczająca Prędkość walcowania, v w m/s maks. 22 maks. 12 Średnica walców, D rob mm maks. 730 maks. 370 Grubość końcowa, h n mm min. 1,0 min. 0,8 Odkształcenie, { maks. 0,6 maks. 0,6 P rędkość odkształcenia, {o s -1 maks. 400 maks. 200 Tablica 2. Porównanie wartości parametrów symulacji możliwych do uzyskania w modułach C i D LPS z wartościami parametrów stosowanych w procesach przemysłowych walcowania prętów Table 2. Comparison of values of simulation parameters possible to obtain in modules C and D of the LPS with values of parameters used in industrial processes of bar rolling Parametr Jednostka Technologia przemysłowa LPS Prędkość walcowania, v w m/s maks. 20 maks. 15 Średnica walców, D rob mm min. 270 min. 250 Odkształcenie, { maks. 0,3 maks. 0,3 Prędkość odkształcenia, {o s -1 maks. 200 maks. 100

Prace IMŻ 1 (2012) Założenia technologiczne i konstrukcyjne budowy modułu LPS... 159 Symulowane procesy lub operacje technologiczne dla stali: walcowanie klasyczne (wysokotemperaturowe): zakres temperatury: 1250 950 C gniot w przepuście: maks. 40% walcowanie regulowane (niskotemperaturowe z obróbką cieplnoplastyczną): zakres temperatury: 950 650 C gniot w przepuście: maks. 30% chłodzenie w swobodnym powietrzu przyśpieszone chłodzenie strumieniem powietrza przyśpieszone chłodzenie natryskiem wodnym regulowane chłodzenie po walcowaniu: chłodzenie w swobodnym powietrzu przyśpieszone chłodzenie strumieniem powietrza przyśpieszone chłodzenie natryskiem wodnym przyśpieszone chłodzenie mieszaniną wody i powietrza. Zaplanowane parametry symulacji walcowania prętów i kształtowników są następujące: wsad do walcowania zespole ciągłym: pasma kwadratowe o wymiarach 25 45 i długości min. 1500 mm pasma kształtowe o powierzchni przekroju poprzecznego nie większej od 2000 mm 2 wyrobem gotowym będą pręty i kształtowniki drobne o powierzchni przekroju poprzecznego wyrobu gotowego od 50 do 1000 mm 2. Symulowane procesy lub operacje technologiczne dla stali: walcowanie w zakresie wysokotemperaturowym, regulowane chłodzenie po walcowaniu: w swobodnym powietrzu, przyspieszone chłodzenie strumieniem powietrza przyspieszone chłodzenie natryskiem wodą przyspieszone chłodzenie mieszaniną wody i powietrza. Porównanie wartości parametrów symulacji z wartościami parametrów stosowanych w procesach przemysłowych zestawiono w tablicach 1 i 2. Tablica 3. Możliwości symulacji w modułach C i D LPS technologii stosowanych w procesach przemysłowych Table 3. Possibilities of simulation of technologies used in industrial processes in modules C and D of the LPS Technologia przemysłowa Taśmy walcowane na gorąco walcownie klasyczne walcownie klasyczne z regulowanym chłodzeniem po walcowaniu (sterowanie temperaturą bezpośrednio po wyjściu pasma z walców) walcownie regulowane (sterowanie w czasie walcowania temperaturą lub temperaturą i gniotem) walcownie regulowane z regulowanym chłodzeniem po walcowaniu Pręty walcownie klasyczne walcownie klasyczne z regulowanym chłodzeniem po walcowaniu (sterowanie temperaturą bezpośrednio po wyjściu pasma z walców) Możliwość symulacji w LPS moduł B Porównanie stosowanych w walcowniach przemysłowych parametrów procesu walcowania (tabl. 1 i 2) i technologii walcowania (tabl. 3) z możliwościami prowadzenia symulacji w modułach C i D wskazuje, że opracowane koncepcja i założenia techniczne oraz technologiczne linii w pełni odzwierciedlają jej półprzemysłowy charakter, a skala modelowania dla większości parametrów może być równa 1. Największa różnica występuje w prędkości odkształcenia, która w przypadku przemysłowych walcowni małych i walcowni gorących blach taśmowych jest dwukrotnie większe niż planowana do osiągnięcia w LPS. Różnica ta wynika bezpośrednio z maksymalnej możliwej do uzyskania w planowanych modułach C i D prędkości walcowania, która jest niższa niż w walcowniach przemysłowych. 4. PODSUMOWANE Rozbudowa LPS o nowe moduły C i D w istotny sposób zwiększy możliwości i kompleksowość badań eksperymentalnych w skali półprzemysłowej, prowadzonych w IMŻ. Zmodyfikowana konfiguracja zespołu walcowniczego nawrotnego ciągłego obejmującego moduły C i D LPS, umożliwia jego etapową budowę i jednocześnie współpracę z zespołem wstępnym (moduł B). Moduły C i D są przeznaczone jest do walcowania na gorąco taśm, prętów i kształtowników. W artykule przedstawiono opracowane założenia obejmujące: zakres symulacji procesów przemysłowych możliwych do realizacji w nowym zespole ciągłym, wymagania i podstawowe charakterystyki techniczne oraz technologiczne urządzeń, etapowy sposób budowy modułów C i D wraz z rozmieszczeniem urządzeń, wymagania odnośnie do systemów sterowania, pomiarów i rejestracji parametrów procesu walcowania. Przyjęte na podstawie badań wykonanych z zastosowaniem modułu B założenia do budowy nowego zespołu walcowniczego stanowiącego moduły C i D wskazują, że możliwa będzie symulacja półprzemysłowa wszystkich zaawansowanych procesów walcowania obejmujących technologie walcowania z obróbką cieplnoplastyczną oraz walcowania regulowanego taśm, prętów i kształtowników. Walcowanie będzie mogło być prowadzone w sposób ciągły, posobny i nawrotny, a w przypadku prętów i kształtowników w złożeniach typu duo i uniwersalnych. Możliwe do zastosowania w planowanych modułach C i D symulacje technologii walcowania na gorąco taśm i prętów odzwierciedlają technologie stosowane w nowoczesnych walcowniach przemysłowych. Porównanie wartości parametrów procesu walcowania stosowanych w walcowniach przemysłowych z wartościami parametrów procesu walcowania możliwymi do osiągnięcia podczas prowadzenia symulacji w modułach C i D wskazuje, że skala modelowania dla większości parametrów może być równa 1, a opracowana koncepcja i założenia techniczne oraz technologiczne linii w pełni odzwierciedlają jej półprzemysłowy charakter. Wyższe prędkości odkształcenia osiągane w przemysłowych walcowniach małych i walcowniach gorących blach taśmowych, niż planowane do uzyskania w LPS są następstwem niższej prędkości walcowania możliwej do bezpiecznego stosowania w planowanych modułach C i D LPS.

160 Dariusz Woźniak, Bogdan Garbarz Prace IMŻ 1 (2012) Publikacja została opracowana na podstawie pracy wykonanej w projekcie badawczym rozwojowym nr N R07 0008 04 pt. Opracowanie podstaw przemysłowych technologii kształtowania struktury i właściwości wyrobów z metali i stopów z wykorzystaniem symulacji fizycznej i numerycznej finansowanym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, realizowanym przez Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica w Gliwicach (koordynator), Akademię Górniczo-Hutniczą, Politechnikę Częstochowską, Politechnikę Śląską i Politechnikę Warszawską. LITERATURA 1. Praca zbiorowa (kierownik pracy D. Woźniak): Opracowanie wstępnej koncepcji rozwoju półprzemysłowej symulacji procesów wytwarzania półwyrobów i wyrobów stalowych. Sprawozdanie nr S-0514 (niepublikowane). Instytut Metalurgii Żelaza, Gliwice, 2004. 2. Praca zbiorowa (kierownik pracy D. Woźniak): Koncepcja etapowej budowy linii do półprzemysłowej symulacji (LPS) procesów wytwarzania wyrobów z metali i stopów. Sprawozdanie nr S0-0532 (niepublikowane). Instytut Metalurgii Żelaza, Gliwice, 2005. 3. Bulkowski L., Pogorzałek J., Kozik Cz.: Analizy i wspomagające badania związane z budową modułu stalowniczego linii do półprzemysłowej symulacji procesów wytwarzania wyrobów z metali i stopów. Sprawozdanie IMŻ nr S0-0533 (niepublikowane). Instytut Metalurgii Żelaza, Gliwice, 2005. 4. Praca zbiorowa (kierownik pracy D. Woźniak): Opracowanie założeń projektowych do I etapu budowy linii do półprzemysłowej symulacji procesów wytwarzania wyrobów z metali i stopów oraz przygotowanie przetargów na zakup urządzeń. Sprawozdanie nr S0-0556 (niepublikowane). Instytut Metalurgii Żelaza, Gliwice, 2005. 5. Praca zbiorowa (kierownik pracy D. Woźniak): Opracowanie założeń do półprzemysłowej symulacji technologii walcowania cieplnoplastycznego w walcarce jednoklatkowej oraz kordynacja prac technicznych związanych z LPS. Sprawozdanie IMŻ nr S0-0567 (niepublikowane). Instytut Metalurgii Żelaza, Gliwice, 2006. 6. Pogorzałek J., Bulkowski L.: Rozszerzenie możliwości badawczych linii LPS poprzez modernizację pieca VSG50. Etap I - prace projektowe. Sprawozdanie IMŻ nr S0-0631 (niepublikowane). Instytut Metalurgii Żelaza, Gliwice, 2007. 7. Woźniak D.: Opracowanie koncepcji i założeń projektowych czterowalcowej walcarki uniwersalnej z synchronizowanym nastawianiem walców. Sprawozdanie IMŻ nr S0-0668 (niepublikowane). Instytut Metalurgii Żelaza, Gliwice, 2008. 8. Garbarz B.: Planowane cele i osiągnięte wyniki projektu: Opracowanie podstaw przemysłowych technologii kształtowania struktury i właściwości wyrobów z metali i stopów z wykorzystaniem symulacji fizycznej i numerycznej. Prace IMŻ, t.64, nr 1, s. 5-16