توصيفگر ها :
نورد گرم , نرم افزار HSMM , نيروي نورد , فولاد API X60 , نورد خشن , تبلور مجدد
چكيده فارسي :
صنعت فولاد، يكي از صنايع مهم و تاثير گذار در كشور است كه توليدات آن در صنايع مختلف كشور نظير انرژي، ساختمان، حمل و نقل، لوازم خانگي و پتروشيميايي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. با وجود تنوع بالاي محصولات اين صنعت كه بخش قابل توجهي از نيازهاي درون كشور را پوشش مي‌دهد، برخي از گريدهاي فولادي مورد نياز كشور هنوز در سبد محصولات شركت‌هاي فولادي قرار نگرفته است. براي مثال مي‌توان به فولاد‌هاي گروه API 5L اشاره كرد كه براي استفاده در لوله‌هاي خطوط انتقال نفت و گاز طراحي شده‌اند. براي توليد يك فولاد جديد، نياز به محاسبه نيروي مورد نياز در قفسه‌هاي نورد است تا با درنظر گرفتن اين نيرو و ظرفيت قفسه‌هاي خط نورد كارخانه، توليد فولاد جديد امكان سنجي شود. اما محاسبه نيروي دقيق نورد به راحتي ممكن نيست زيرا مقدار تنش سيلان فولاد به دما و اندازه دانه آن در طول خط نورد وابسته است و اين در حالي است كه محاسبه مقدار دقيق دما و اندازه دانه، نيازمند در اختيار داشتن نيروي وارد شده به فولاد است. پس براي محاسبه نيروي نورد، به يك برنامه محاسباتي نياز است كه توانايي محاسبه همزمان دما، اندازه دانه، تنش سيلان و نيروي نورد را داشته باشد. امروزه برنامه‌هايي در اين زمينه ارائه شده است و يكي از برنامه‌هاي معتبر، نرم‌افزار HSMM است كه توسط شركت‌هاي معتبر توليدي استفاده مي‌شود. اين پژوهش با هدف دستيابي به برنامه مشابهي در اين زمينه انجام گرفت و با الگوگيري از نرم‌افزار HSMM، يك برنامه محاسباتي در دو مرحله آماده شد. در مرحله اول، براي محاسبه هر يك از مقدارهاي دما، اندازه دانه، تنش سيلان و نيروي نورد، يك زيربرنامه جداگانه نوشته شد كه با استفاده از روابط و الگوريتم مناسب، به محاسبه آن مقادير مي‌پردازد. زيربرنامه محاسبه دما، دماي ورق فولادي را حين فرآيند نورد در سه مقطع ابتدا، انتها و وسط به وسيله روابط انتقال حرارت محاسبه مي‌كند. در زيربرنامه اندازه دانه، به وسيله روابط متالورژيكي مناسب و در نظرگرفتن پديده‌هاي تبلورمجدد و رشد دانه، اندازه دانه ورق محاسبه مي‌شود. در زيربرنامه محاسبه تنش سيلان از مدل محاسباتي NIST و در زيربرنامه محاسبه نيرو از روش سيمز استفاده شده است. براي اطمينان از صحت عمل‌كرد اين زيربرنامه‌ها، نتايج به دست آمده از هريك با نتايج به دست آمده از نرم‌افزار HSMM در خط نورد گرم فولادAPI 5L X60 در شركت فولاد مباركه اصفهان مقايسه و تطابق مناسبي ميان نتايج آن‌ها مشاهده شد. حال كه از صحت محاسبات در هر زيربرنامه اطمينان حاصل شده است، در مرحله دوم، زيربرنامه‌ها به وسيله يك الگو و فلوچارت مناسب، به يكديگر متصل شده و يك كد جامع را به وجود آوردند كه با گرفتن ورودي‌هاي مناسب در ابتداي خط نورد، توانايي محاسبه دما، اندازه دانه، تنش سيلان و نيروي نورد در طول ناحيه نورد خشن را داراست. نتايج كد جامع ابتدا با نتايج نرم‌افزار HSMM مقايسه شد. در بخش محاسبه دما اختلاف ميانگين 7/2 درصد، در بخش محاسبه اندازه دانه اختلاف ميانگين 1 درصد و در بخش محاسبه نيروي نورد اختلاف ميانگين 6/1 درصد به دست آمد كه نشان دهنده موفقيت پژوهش در شبيه‌سازي نرم‌افزار HSMM است. سپس با استفاده از ضرايب هندسي مناسب‌تري نسبت به ضرايب استفاده شده در نرم‌افزار HSMM، نيروي نورد محاسبه شده و با نيروي واقعيِ اندازه‌گيري شده از خط نورد گرم مقايسه شد. نتايج نشان مي‌دهد كه پژوهش حاضر نيروي نورد را به نحو موثري دقيق‌تر از نرم‌افزار HSMM محاسبه كرده است. ميانگين خطاي محاسبات انجام شده توسط نرم‌افزار HSMM نسبت به داده‌هاي تجربي 2/7 درصد و براي پژوهش حاضر 5 درصد بوده است.
چكيده انگليسي :
The steel industry is one of the most important and influential industries in the country, and its products are used in various industries in the country, such as energy, construction, transportation, household appliances, and petrochemicals. Despite the wide variety of products in this industry, which covers a significant part of the country's needs, some of the steel grades required by the country have not been included in the product portfolio of steel companies. For example, API 5L group steels which are designed for use in oil and gas transmission line pipes. To produce a new steel grade, it is necessary to calculate the required force in the rolling mills, so that by considering this force and the existing rolling line in the factory, the production of new steel is feasible. However, calculating the exact rolling force is not easily possible because it depends on the temperature of the steel and its grain size along the rolling line, while the accurate calculation of these items requires having the rolling force. So, to calculate the rolling force, a calculation program is needed that has the ability to simultaneously calculate the temperature, grain size, yield stress and rolling force. Today, there are programs in this field, and one of the reliable programs is the HSMM software, which is used by reliable manufacturing companies. This research was carried out with the aim of obtaining a similar program in this field, and by imitating the HSMM software, a calculation program was prepared in two steps. In the first step, several subprograms were prepared to calculate the values of temperature, grain size, yield stress, and rolling force, which calculate those values using the appropriate algorithm. To ensure the accuracy of the operation of these subprograms, the results obtained from each were compared with the results obtained from the HSMM software in the API 5L X60 steel hot rolling line at Mobarakeh Steel Company and a proper match between the results was observed. In the second stage, the subprograms were connected to each other by means of a suitable pattern and created a code that, by taking the relevant inputs at the beginning of the rolling line, was able to calculate the temperature, grain size, yield stress and rolling force along the rolling line. The results of the code were first compared with the results of the HSMM software and achieving an average difference of 2.7% in the temperature calculations, 1% in the grain size calculations, and 1.6% in the rolling force calculations between their results, indicating the success of the research in simulation of HSMM software. Then, by using more suitable geometric coefficients than those used in HSMM software, the rolling force was calculated and compared with the actual force measured from the hot rolling line. The results show that the current research has calculated the rolling force more accurately than the HSMM software. The average error of the calculations performed by the HSMM software compared to the experimental data was 7.2% and for the present study is 5%.
