Оптимизация процесса непрерывной раскатки гильз с целью повышения точности горячекатаных бесшовных труб

Представлен новый подход к повышению точности труб по толщине стенки, базирующейся на решении оптимизационной задачи. Поставлена и решена оптимизационная задача по определению оптимальной величины овальности калибров чистовых трехвалковых клетей непрерывного раскатного стана. Разработана оригинальная система ограничений, лимитирующая диапазон варьирования величины овальности в чистовых калибрах при заполнении стана, установившемся процессе и в процессе освобождения стана. Система ограничений регламентирует снижение овальности в чистовых калибрах с точки зрения выполнения условий первичного и вторичного захватов металла валками, заполнения очага деформации и межклетевого промежутка с учетом отрицательного воздействия оправки на раскат, а также предельного угла охвата оправки, обеспечивающего прокатку труб без образования поперечных разрывов и подрезов и способствующего беспрепятственному извлечению раската с оправки станом-извлекателем. Разработан программный комплекс Ovality2+, позволяющий оперативно определять оптимальное сочетание величин овальности чистовых калибров с учетом параметров системы ограничений процесса прокатки, обеспечивающих раскатку труб с повышенной точностью. Результаты исследования реализованы в виде рекомендаций и методики расчета оптимальной калибровки валков чистовых трехвалковых клетей непрерывного раскатного стана, внедрены и применяются специалистами публичного акционерного общества «Северский трубный завод» ПАО «СТЗ». На основе результатов решения оптимизационной задачи, физического моделирования и проведения опытно-промышленного исследования в условиях ПАО «СТЗ» на ТПА со станом FQM установлено, что применение новой оптимальной калибровки валков в четвертой клети непрерывного раскатного стана способствует повышению точности труб не менее чем в полтора раза, снижению угла охвата в предпоследней клети на 6,7% и в последней клети на 0,5%.