|
|
Vývoj nových přístupů v odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli s využitím vysokotlakého vodního paprsku
Votavová, Helena ; Hloch,, Sergej (oponent) ; Čecho, Ladislav (oponent) ; Pohanka, Michal (vedoucí práce)
Práce shrnuje základní a aktuální poznatky v oblasti odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli za tepla s využitím vysokotlakého vodního paprsku a navrhuje další zefektivnění tohoto procesu v průmyslové výrobě. První část práce se zabývá vznikem, strukturou a fyzikálními vlastnostmi okují. Druhá část popisuje samotné principy odstraňování okují s využitím vysokotlakého vodního paprsku. Třetí část se věnuje popisu konkrétních typů experimentů, sloužících ke studiu vysokotlakého vodního paprsku. Čtvrtá část se věnuje popisu provedených experimentů a jejich vyhodnocení a představuje tak těžiště dizertační práce. Je rozdělena na šest sekcí, které samostatně řeší předem definované cíle dizertační práce. První sekce praktické části se zaměřuje na vývoj výšky a struktury okují u ocelí 54SiCr6 a HDT580X. Bylo prokázáno, že výška vytvářených okují roste s časem a teplotou oxidace. Zároveň byla ověřena vrstevnatá povaha vytvářených okují. Druhá sekce zkoumá vliv změny stabilizátoru trysky na fokusaci a rozložení impaktního tlaku trysky. Bylo prokázáno, že lze dosáhnout zvýšení průměrného maximálního tlaku trysky až o 11 %, v závislosti na typu trysky a délce stabilizátoru. Třetí sekce se zabývá analýzou stínografických fotografií struktur vodních paprsků u odkujovacích trysek. V rámci dizertační práce byl vyvinut skript pro analýzu těchto fotografií pomocí adaptivního prahování. Zjištěné poznatky jsou korelovány pomocí regresní analýzy s průměrným součinitelem přestupu tepla. U většiny navržených standardních konfigurací trysek dochází ve výšce válcovaného povrchu k rozpadu vodního proudu na drobné kapky. Čtvrtá sekce se věnuje oblasti překryvu vodních paprsků, především pak oblasti tzv. washoutu, kde je impaktní tlak jedné trysky redukován proudem trysky druhé. Je zkoumán vliv změny tlaku a vzájemného přesazení odkujovacích trysek. Analýza prokázala, že změna tlaku nemá statisticky vliv na procentuální redukci impaktního tlaku v oblasti washoutu. Bylo prokázáno, že pokud je oblast washoutu široká, může docházet ke snížení efektivity odstraňování okují v této oblasti. Pátá sekce navazuje na sekci předchozí a zaměřuje se přímo na oblasti překryvu vodních paprsků. Je zkoumán vliv změny natočení a rozteče páru odkujovacích trysek. Experimenty ukázaly, že malé změny rozteče trysek nemají významný vliv na impaktní tlak a součinitel přestupu tepla. Vliv natočení trysek naopak představoval významný faktor pro efektivitu a homogenitu odkujení povrchu. Poslední sekce se zabývá vlivem rychlosti válcovací tratě na součinitel přestupu tepla při procesu odstraňování okují. S využitím regresního modelu bylo prokázáno, že s vyšší rychlostí válcování dochází ke snížení průměrného součinitele přestupu tepla. Závěr práce shrnuje konkrétní výsledky dizertační práce a jsou navrženy kroky, kterými lze v průmyslu zefektivnit proces odstraňování okují.
|
|
|
Tepelně-mechanická degradace povrchů za vysokých teplot
Zahradník, Radek ; Hajduk, Daniel (oponent) ; Čecho, Ladislav (oponent) ; Toman,, Zdeněk (oponent) ; Raudenský, Miroslav (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá degradačními procesy povrchů oceli při kombinovaném, teplotně- mechanickém namáhání. Je vázána na pracovní válce teplých válcoven, které jsou namáhány právě kombinovaným teplotně-mechanickým namáháním. V první kapitole práce je nastíněn proces válcování, konstrukce, výroba a materiály pracovních válců. Druhá kapitola shrnuje poznatky z rozsáhlé literární rešerše o degradačních procesech, které můžeme pozorovat na povrchu pracovních válců – opotřebení, oxidace, tepelná únava a kontaktní únava. Postupně jsou rozebrány charakteristiky, vznik, mechanismy rozvoje a dopady všech degradačních mechanismů na povrch pracovního válce. Další kapitola obsahuje přehled analytických a numerických modelů, které se týkají živostnosti, opotřebení, tepelných toků a deformace pracovních válců. Další kapitoly podrobně rozebírají návrh analytického, optimalizovaného makrosférického numerického a mikrosférického modelu pro studium stavu napětí pracovního válce. S jejich pomocí je prezentováno několik případových studií, které využívají dostupná experimentální data. Práce upřesňuje a rozšiřuje znalosti o stavu napětí. Ukazuje podíl jednotlivých zatížení na celkovém stavu napětí, rozložení v čase i vzdálenosti od povrchu. Pomocí makrosférického modelu je vysvětlena příčina spallingu a lomu pracovního válce. Mikrosférický model vysvětluje příčinu vzniku trhlin v karbidech litin s vysokým obsahem chromu. Závěr práce je doplněn o vytyčení směrů pro další výzkum, který je nezbytný pro další prohlubování znalostí o degradaci povrchu. V poslední kapitole jsou shrnuty poznatky ze všech simulací, které byly v této práci prezentovány. Kapitola je rozčleněna do tří podkapitol. První shrnuje poznatky z kapitol 5 až 7. Druhá shrnuje poznatky z kapitoly 8. Poslední podkapitola shrnuje nutné předpoklady dalšího výzkumu v oblastní tepelně-mechanické degradace povrchů v oblasti válcování, které jsou odrazem zjištěných problémů současného stavu techniky, a vytyčuje směr, kam by se měl ubírat další výzkum . Hlavní text práce je doplněn o značný počet příloh, které tvoří třetinu celkové délky práce. Rozšiřují témata, která jsou rozebírána v hlavním textu práce.
|
|
|
Vývoj nových přístupů v odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli s využitím vysokotlakého vodního paprsku
Votavová, Helena ; Hloch,, Sergej (oponent) ; Čecho, Ladislav (oponent) ; Pohanka, Michal (vedoucí práce)
Práce shrnuje základní a aktuální poznatky v oblasti odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli za tepla s využitím vysokotlakého vodního paprsku a navrhuje další zefektivnění tohoto procesu v průmyslové výrobě. První část práce se zabývá vznikem, strukturou a fyzikálními vlastnostmi okují. Druhá část popisuje samotné principy odstraňování okují s využitím vysokotlakého vodního paprsku. Třetí část se věnuje popisu konkrétních typů experimentů, sloužících ke studiu vysokotlakého vodního paprsku. Čtvrtá část se věnuje popisu provedených experimentů a jejich vyhodnocení a představuje tak těžiště dizertační práce. Je rozdělena na šest sekcí, které samostatně řeší předem definované cíle dizertační práce. První sekce praktické části se zaměřuje na vývoj výšky a struktury okují u ocelí 54SiCr6 a HDT580X. Bylo prokázáno, že výška vytvářených okují roste s časem a teplotou oxidace. Zároveň byla ověřena vrstevnatá povaha vytvářených okují. Druhá sekce zkoumá vliv změny stabilizátoru trysky na fokusaci a rozložení impaktního tlaku trysky. Bylo prokázáno, že lze dosáhnout zvýšení průměrného maximálního tlaku trysky až o 11 %, v závislosti na typu trysky a délce stabilizátoru. Třetí sekce se zabývá analýzou stínografických fotografií struktur vodních paprsků u odkujovacích trysek. V rámci dizertační práce byl vyvinut skript pro analýzu těchto fotografií pomocí adaptivního prahování. Zjištěné poznatky jsou korelovány pomocí regresní analýzy s průměrným součinitelem přestupu tepla. U většiny navržených standardních konfigurací trysek dochází ve výšce válcovaného povrchu k rozpadu vodního proudu na drobné kapky. Čtvrtá sekce se věnuje oblasti překryvu vodních paprsků, především pak oblasti tzv. washoutu, kde je impaktní tlak jedné trysky redukován proudem trysky druhé. Je zkoumán vliv změny tlaku a vzájemného přesazení odkujovacích trysek. Analýza prokázala, že změna tlaku nemá statisticky vliv na procentuální redukci impaktního tlaku v oblasti washoutu. Bylo prokázáno, že pokud je oblast washoutu široká, může docházet ke snížení efektivity odstraňování okují v této oblasti. Pátá sekce navazuje na sekci předchozí a zaměřuje se přímo na oblasti překryvu vodních paprsků. Je zkoumán vliv změny natočení a rozteče páru odkujovacích trysek. Experimenty ukázaly, že malé změny rozteče trysek nemají významný vliv na impaktní tlak a součinitel přestupu tepla. Vliv natočení trysek naopak představoval významný faktor pro efektivitu a homogenitu odkujení povrchu. Poslední sekce se zabývá vlivem rychlosti válcovací tratě na součinitel přestupu tepla při procesu odstraňování okují. S využitím regresního modelu bylo prokázáno, že s vyšší rychlostí válcování dochází ke snížení průměrného součinitele přestupu tepla. Závěr práce shrnuje konkrétní výsledky dizertační práce a jsou navrženy kroky, kterými lze v průmyslu zefektivnit proces odstraňování okují.
|
|
|
Tepelně-mechanická degradace povrchů za vysokých teplot
Zahradník, Radek ; Hajduk, Daniel (oponent) ; Čecho, Ladislav (oponent) ; Toman,, Zdeněk (oponent) ; Raudenský, Miroslav (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá degradačními procesy povrchů oceli při kombinovaném, teplotně- mechanickém namáhání. Je vázána na pracovní válce teplých válcoven, které jsou namáhány právě kombinovaným teplotně-mechanickým namáháním. V první kapitole práce je nastíněn proces válcování, konstrukce, výroba a materiály pracovních válců. Druhá kapitola shrnuje poznatky z rozsáhlé literární rešerše o degradačních procesech, které můžeme pozorovat na povrchu pracovních válců – opotřebení, oxidace, tepelná únava a kontaktní únava. Postupně jsou rozebrány charakteristiky, vznik, mechanismy rozvoje a dopady všech degradačních mechanismů na povrch pracovního válce. Další kapitola obsahuje přehled analytických a numerických modelů, které se týkají živostnosti, opotřebení, tepelných toků a deformace pracovních válců. Další kapitoly podrobně rozebírají návrh analytického, optimalizovaného makrosférického numerického a mikrosférického modelu pro studium stavu napětí pracovního válce. S jejich pomocí je prezentováno několik případových studií, které využívají dostupná experimentální data. Práce upřesňuje a rozšiřuje znalosti o stavu napětí. Ukazuje podíl jednotlivých zatížení na celkovém stavu napětí, rozložení v čase i vzdálenosti od povrchu. Pomocí makrosférického modelu je vysvětlena příčina spallingu a lomu pracovního válce. Mikrosférický model vysvětluje příčinu vzniku trhlin v karbidech litin s vysokým obsahem chromu. Závěr práce je doplněn o vytyčení směrů pro další výzkum, který je nezbytný pro další prohlubování znalostí o degradaci povrchu. V poslední kapitole jsou shrnuty poznatky ze všech simulací, které byly v této práci prezentovány. Kapitola je rozčleněna do tří podkapitol. První shrnuje poznatky z kapitol 5 až 7. Druhá shrnuje poznatky z kapitoly 8. Poslední podkapitola shrnuje nutné předpoklady dalšího výzkumu v oblastní tepelně-mechanické degradace povrchů v oblasti válcování, které jsou odrazem zjištěných problémů současného stavu techniky, a vytyčuje směr, kam by se měl ubírat další výzkum . Hlavní text práce je doplněn o značný počet příloh, které tvoří třetinu celkové délky práce. Rozšiřují témata, která jsou rozebírána v hlavním textu práce.
|
host ::
RSS.