Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmoud Salimi,Mehdi Salehi
محمود سلیمی (استاد راهنما) مهدی صالحی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Amir Nourani
امیر نورانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Investigation and Proposing a Model for Work Roll Wear Prediction in Hot Rolling Process
Work roll wear in hot rolling process has a substantial effect on strip profile and shape defect. To predict the wear profile, it is necessary to be familiar with significant parameters and line actual conditions.In this project, wear has been completely introduced and influential parameters have been investigated. Definition of strip profile and its elements as well as wear influence on the strip profile and ridge-buckle defect are illustrated. Essential theories due to work roll wear prediction after each pass and after a rolling program as an important goal of this project have been explained.Two distinct work roll models wear prediction have been proposed. The first model is regarding wear prediction after each pass and the second one is to be used after a rolling program. In the first model, hot rolling process has been modeled by use of finite element method, and wear is obtained by means of the resultant pressure distribution during the length of the roll barrel. To obtain the wear experimental coefficient in the equation, summation wear of each pass was obtained and it was calibrated by the work roll actual wear of a sample tested in the Mobarakeh Steel Company. Results were validated by comparing the predicted and actual rolling forces.In the second model, which was proposed for wear prediction after a rolling program, tonnage and wear graphs versus the roll barrel length have been depicted. Then, the roll barrel was divided into forty equal segments and the passed tonnage of each segment was obtained according to the passed tonnages and widths of a rolling program. This is the input term for the neural network training while its output is the wear quantity of each segment. This training is done via the graphs of work roll wear obtained from the Mobarakeh Steel Company.The fist model is more powerful than the second one because all the influential parameters are taken into account. However, the second model is better in terms of the solution speed. Differences between theoretical and actual rolling forces in the first model are justified by strip yield stress overestimation and roll flattening ignorance. Also, differences between the predicted wear profile and the measured contour in the second model can be a consequence of unawareness of some influential wear parameters, few numbers of samples for neural network training and unpredictable local wears during the length of roll barrel. In general, the obtained results of two models are reasonable in comparison with the actual results. Furthermore, predicted wear graphs are found to be in qualitative agreement with the industrial measured ones. Key Words: wear profile, hot rolling, work roll, FEM, neural network
سایش غلتک یک پدیده ی چندوجهی است که ترکیب خستگی مکانیکی و حرارتی، خراشیدگی، چسبندگی و خوردگی را شامل می شود و به شرایط تماسی دو جسم و خصوصیات مواد درگیر بستگی دارد.سایش غلتک های کاری نورد گرم از مواردی است که تأثیر مهمی بر شکل گیری پروفیل ورق و عیوب ناشی از آن مثل موج و کاناله ی ورق دارد.در این پروژه سعی شده است پدیده ی سایش به طور کامل معرفی گردد و پارامترهای مؤثر بر سایش غلتک های کاری نورد گرم مورد بررسی قرار گیرد. همچنین، انواع مکانیزم های سایش غلتک های کاری و تفاوت آنها در قفسه های مختلف بیان شده اند.تعریف های مربوط به پروفیل ورق و المان های آن و نیز اثر سایش بر پروفیل و عیب کاناله در ادامه آمده است. از آن جا که یکی از مهم ترین اهداف این پروژه، پیش بینی سایش غلتک های کاری بعد از عبور هر ورق و همچنین، پس از برنامه ی نورد می باشد، تئوری های مربوط به آن و نیز دو مدل ارائه شده تا کنون ذکر شده است. دو مدل مجزا یکی برای پیش بینی پروفیل سایش غلتک پس از عبور ورق و یکی برای پیش بینی آن در انتهای برنامه ی نورد، پیشنهاد می شود. در مدل اول با استفاده از روش المان محدود، و نوشتن برنامه ی مربوطه، نورد گرم، مدل سازی شده و با استفاده از توزیع فشار در طول غلتک، سایش اندازه گیری می گردد. برای به دست آوردن ضریب تجربی موجود در معادله، سایش ناشی از عبورهای مختلف، جمع و با سایش واقعی حاصل از نمونه ی تست انجام شده در خط نورد گرم شرکت فولاد مبارکه، کالیبره می شود. نتایج، به وسیله ی مقایسه ی نیروی به دست آمده با نیروی نورد واقعی تأیید می گردد.در مدل دوم که برای پیش بینی سایش ناشی از یک برنامه ی نورد پیشنهاد شده است، طول غلتک به چهل قسمت مساوی تبدیل شده و بر اساس تناژ و عرض های ورق های یک برنامه ی نورد، تناژ عبوری از هر قسمت، به دست آمده و به عنوان ورودی برای آموزش شبکه ی عصبی به کار می رود. خروجی شبکه، سایش هر قسمت است که به وسیله ی گراف های حاصل شده از قبل و بعد از برنامه ی نورد از شرکت فولاد مبارکه به دست آمده اند. مبنای این مدل، گراف های سطحی واقعی به دست آمده از دستگاه سنگ زنی کارگاه غلتک نورد گرم می باشد.مدل اول از نظر منظور کردن همه ی پارامترهای مؤثر بر مدل دوم برتری دارد و مدل دوم از دیدگاه سرعت حل مسئله بهتر از مدل اول می باشد. تفاوت نیروهای نورد تئوری و تجربی در مدل اول، به دلیل اختلاف تخمین تنش تسلیم با مقدار واقعی و نادیده گرفتن تختی غلتک، قابل توجیه است.همچنین، اختلاف پروفیل سایش تئوری و واقعی در مدل دوم به دلیل نادیده گرفتن برخی پارامترهای مؤثر در سایش، آموزش ناکافی شبکه ی عصبی و سایش های محلی غیرقابل پیش بینی می باشد. به طور کلی می توان نتایج حاصل شده از هر دو مدل سازی را قابل قبول دانست. همچنین، پروفیل های سایش پیش بینی شده از نظر کیفی تطابق خوبی با نمونه های تجربی دارند.کلمات کلیدی: 1- پروفیل سایش 2- نورد گرم 3- غلتک کاری 4- المان محدود 5- شبکه عصبی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی