Главная База знаний "Allbest" Производство и технологии Основи технології прокатки

Основи технології прокатки

Фабрикація слябів. Вибір схеми прокатки даного типорозміру листа із даної марки сталі. Розробка режимів обтисків. Розрахунок припустимих зусиль і моментів прокатки, швидкісного та температурного режимів. Розробка технологій прокатки товстих листів.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык украинский
Дата добавления 03.02.2016
Размер файла 535,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

122

Зміст

Вступ

1. Фабрикація слябів

1.1 Визначення маси слябів

1.2 Визначення розмірів слябів

2. Вибір схеми прокатки

2.1 Подовжня схема

2.2 Поперечна схема

3. Розробка режимів обтисків

3.1 Прокатка в чорновій кліті

3.2 Прокатка в чистовій кліті

4. Розрахунки швидкісного режиму

5. Розрахунки температурного режиму

5.1 Наближений розрахунок температурного режиму

5.2 Розрахунок температурного режиму прокатки по методиці ДонНДІЧомет

5.3 Температурний режим при «сухій» прокатці

6. Розрахунки припустимих зусиль і моментів прокатки

Висновки

Література

Вступ

При розробці режиму прокатки даного типорозміру листа із даної марки сталі слід мати на увазі сучасні вимоги як до якості продукції, так і до техніко-економічних показників технології, що розробляється.

Товсті листи повинні мати достатню точність геометричних розмірів. з яких особливу увагу наразі приділяють мінімізації подовжньої та поперечної різнотовщинності і забезпеченню площинності. Потрібно також забезпечувати добру якість поверхні листів, без вкатаної окалини, пльон, подряпин, тощо. Особливо важливим є отримання регламентованого стандартами та вимогами замовника комплексу механічних властивостей металу, що насамперед потребує правильного визначення температури кінця прокатки. Звісно, ступінь досконалості технології залежить від можливостей стану, для якого вона розробляється.

Для забезпечення конкурентоспроможності продукції технологія повинна мінімізувати її собівартість. Для цього потрібно зменшувати витрати матеріальних та енергетичних ресурсів на випуск 1т. листів.

Зменшення металоємності потребує зменшення окалиноутворення при нагріванні слябів під прокатку і, головним чином, бічної та торцевої обрізі. Останнє можливе при наближенні форми розкатів у плані до прямокутної, що вимагає як правильного визначення схеми прокатки, так і допоміжних заходів на зразок змінного обтиску бокових або широких граней слябів перед прокаткою у чорновій кліті.

Для зменшення енергетичних витрат насамперед рекомендується вживати низькотемпературну та так звану «суху» прокатку, що найбільш впливає на режими прокатки. Інші способи, такі як гарячий посад, транзитна прокатка, екранування розкатів потребують змін тільки у режимах нагрівання та в обладнанні.

Режим прокатки, як відомо, складається з вибору маси та розмірів слябів, тобто їх фабрикації, вибору схеми прокатки, розрахунку швидкісного та температурного режимів, визначення припустимих зусиль та моментів, обчислення енергосилових параметрів прокатки та корегування режиму обтисків з відповідними змінами у швидкісному режиму так, щоб зусилля і моменти прокатки в кожному проході не перевищували припустимі. Потрібно також виконати перевірку головних двигунів на нагрівання, оскільки у реверсивних станів вони працюють з перевантаженням.

Технологія прокатки цим не обмежується, оскільки вона провинна регламентувати процедуру прийомки слябів та контроль їх якості, процеси обробки розкатів, визначення поверхневих дефектів та їх вилучення, термообробки, тощо.

1. Фабрикація слябів

1.1 Визначення маси слябів

Маса слябу mсл визначається по номінальних розмірах готового листа з урахуванням кратності розкрою і коефіцієнта фабрикації:

, т;

де mл - номінальна маса одного листа:

.

де h, b, l - відповідно товщина, ширина і довжина листа, мм;

с - щільність металу; для сталі приймається с = 7,85 т/м3;

Кратність розкрою n потрібно брати максимальною, тому що це підвищує продуктивність стана. Але обмеженням є максимально припустима довжина розкату по придатному (тобто без урахування нерівних торців розкатів). В табл.1 наведено дані про довжину по придатному для різних ТЛС:

Таблиця 1.1- Довжини по придатному та максимальні маси слябів у різних станів

№ пп

Стан

Довжина по придатному

Максимальна маса

1

2250

18000 мм

3,8т

2

2800

20000 мм

5,6т

3

3000

24000 мм

7,5т

Але це обмеження не єдине. Другим є максимально припустима маса розкату, отже слябу. В табл.1.1 наведено цей параметр для різних станів. Виходячи з цих двох обмежень, вибирають максимальну величину кратності розкрою.

Коефіцієнт фабрикації Кф - величина, зворотна виходу придатного. При визначенні виходу придатного враховуються наступні втрати металу від нагрівання слябів до розкрою листів:

1) угар металу в нагрівальній печі і окалиноутворення при прокатці - 2,5ч3,0%;

2) обрізь бічних кромок - 5 ч10%;

3) торцева обрізь, залежно від довжини листа, - 4ч10 %;

4) зразки для механічних і технологічних випробувань, на які витрачається 50-400 мм довжини розкату.

Коефіцієнт фабрикації при прокатці листів із зливків вищий за рахунок вищої норми обрізі. Головна обрізь для зливків з киплячої сталі дорівнює 6-12%, спокійної - 12ч15%. Донна обрізь для зливків складає 3ч5%.

При прокатці застосовують наступні коефіцієнти фабрикації:

1) для зливків з киплячої сталі: 1,25ч1,40;

2) для зливків із спокійної сталі: 1,37-1,70;

3) для слябів: 1,17-1,29.

Слід мати на увазі, що для стану 2800 при поставках рядового металу товщиною 25ч50мм при полистних випробуваннях по ДСТУ 5520-89 Кф = 1,22 по формі 1а і 1,23 по формі IV, а по ДСТУ 6713-91 відповідно 1,23 і 1,23. При поставках по ТУ листів із сталі 10ХН1М при полистних випробуваннях по формі IV Кф найбільший - 1,29.

На стані 3000, де сляби профілюються горизонтальними валками за допомогою ГНП, використовується зовсім інший підхід до визначення Кф: в залежності від допусків на товщину листа (табл. 1.2).

Із табл. 1.2. видно, що на стані 3000 втрати металу значно менші, ніж на інших ТЛС.

Наприклад: Визначити масу слябів для прокатки на стані 2800 рядових листів 12Ч2500Ч6000 мм із сталі 3сп при постачанні по IV формі і портіонних випробуваннях.

Таблиця 1.2 - Значення Кф для ТЛС 3000 [3]

Сляби

Допуски на листи, мм

(-0,75)ч(-0,40)

(-0,3)ч(+0,8)

один крат

два крати

один крат

два крати

Катані

1,180

1,170

1,200

1,190

Литі

1,145

1,140

1,165

1,160

т.

Виходячи з табл. 1.1 знаходимо n = 3, а по табл. А.2 знаходимо значення Кф:

т.

1.2 Визначення розмірів слябів

Перш за все потрібно вибрати ширину сляба, яка у всіх випадках повинна бути максимально можливою. Це наближає форму розкатів до прямокутної і зменшує кількість обрізі.

Максимально можлива ширина катаних слябів залежить від ширини зливку, з якого він катається, а ширина зливку - від його типу. В таблиці 1.3. наведено максимально припустиму ширину і мінімальну товщину слябів, що використовуються на ВАТ АМК. Ширина литих слябів залежить від геометрії кристалізатора МНЛЗ. На ВАТ АМК литі сляби мають ширину 1000ч1450 мм з кроком у 50 мм.

Таблиця 1.3 - Ширина катаних слябів ВАТ АМК

№

Тип слитка

Максимальная ширина сляба, мм

Мінімальний перетин профілю, мм

1

Д-1

900

120Ч800

2

Д-13

1050

120Ч1050

3

Д-15

1250

130Ч1250

4

У-10 кп

700

110Ч500

5

У-10 пс

650

110Ч500

6

К-3 кп

1000

140Ч900

7

К-3 пс

950

140Ч900

Вибір товщини слябів не такий однозначний і залежить від їх потрібної довжини. З точки зору мінімізації витрат газу на нагрівання слябів перед прокаткою бажано мати товщину мінімальною. оскільки такі сляби швидше прогріваються. Але при малій товщині буде велика довжина слябу, тому що об'єм повинен бути незмінним. При великій довжині погіршується форма розкату, отже збільшуються витрати металу. З цього протиріччя є два виходи:

1. Шукати компромісний варіант, коли товщина буде не дуже великою, а довжина - малою;

2. Використовувати спеціальні технології та пристрої для їх реалізації, що наближають форму розкатів в плані до прямокутної, типу профільованої прокатки слябів в ВВ або MAS-методу. Але треба мати на увазі, що товщина і довжина слябів мають певні обмеження (табл. 1.4).

Таблиця 1.4 - Припустимі розміри катаних слябів

Розмір, мм

стан 2250

стан 2800

стан 3000

товщина

105ч250

130ч300

140ч320

ширина

550ч1050

700ч1250

1000ч1400

довжина

1200ч1850

1500ч2500

1500ч2500

Наприклад: Визначити розміри слябів для попереднього прикладу.

Варіант 1: сляби катані. При використанні зливку Д-15 ширина слябу В =1250 мм. Приймаємо середню його товщину Н = 220 мм. Тоді довжина:

м.

Округляємо L до 2320 мм, оскільки розкати на блюмінгу-слябінгу ріжуться з кроком 10 мм. Отже розміри слябу 220Ч1250Ч2320 мм.

Варіант 2: сляби литі. Приймаємо максимальну ширину В = 1400 мм і середню товщину 220 мм. Тоді довжина:

м ? 2070 мм.

Розміри слябу 220Ч1400Ч2070 мм.

2. Вибір схеми прокатки

При виробництві товстих листів застосовують дві основні схеми прокатки - подовжню або поперечну, вибір яких в основному визначається співвідношенням ширини сляба і ширини готового листу.

При подовжній осі сляба і листу співпадають, а при поперечній вони перпендикулярні.

Схема прокатки в чорновій кліті має вирішальне значення для форму розкату в плані і, отже, на витрату металу, а також впливає на якість продукції і продуктивність стану. Тому при виборі раціональної схеми у кожному конкретному випадку необхідно враховувати всі згадані чинники.

Найпростіші схеми прокатки застосовуються, коли початкові ширина В або довжина L сляба дорівнюють ширині готового листу b з урахуванням бічної обрізі Дb. Якщо ширина сляба відповідає ширині листу з урахуванням бічної обрізі, прокатка в чорновій кліті ведеться по простій подовжній схемі до отримання підкату необхідної товщини (рис. 2.1)

Рисунок 2.1 - Проста подовжня схема прокатки

Якщо ширина листу з урахуванням бічної обрізі відповідає довжині сляба, він розвертається (кантується) на 900 в горизонтальній площині і прокатується в чорновій кліті в поперечному напрямі так, що довжина листу формується з ширини сляба (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 - Проста поперечна схема прокатки

У більшості випадків товсті листи прокатують із слябів, ширина і довжина яких менше ширини листів. При цьому застосовуються складніші схеми подовжньої і поперечної прокатки.

2.1 Подовжня схема прокатки

У найповнішому вигляді подовжня схема прокатки складається з трьох етапів (рис. 2.3). На першому етапі сляб прокатується уподовж для вирівнювання товщини і зменшення звуження кінців листу. Цей етап називають протяжкою.

Рисунок 2.3 - Подовжня схема прокатки з розбиттям ширини

Завдяки протяжці форма розкату наближається до прямокутної. Суманий коефіцієнт витяжки при протяжці µ1 звичайно складає 1,1-1,6. Як правило, протяжка ведеться у перших двох-чотирьох проходах, при цьому довжина сляба зростає до величини, близької до довжини бочки валків.

На другому етапі після кантування розкату на 900 в горизонтальній площині прокатка ведеться в поперечному напрямі до необхідної ширини листу з припуском на бічну обрізь, який на товстолистових станах складає 110-250 мм. Цей етап називається розбиттям ширини. Сумарний коефіцієнт витяжки при розбитті ширини µ2 на практиці складає 1,7-3,9.

На третьому етапі після отримання необхідної ширини листа проводиться зворотне кантування розкату на 900 Прокатка ведеться уподовж до отримання товщини підкату для чистової кліті, при цьому сумарний коефіцієнт витяжки µ3 може досягати 10.

При подовжній схемі прокатки форма розкату після чорнової кліті характеризується більшою шириною його середньої по довжині частини в порівнянні з шириною кінців (рис. 2.3) і в основному залежить від співвідношення віялоподібного розширення кінців при протяжці і при розбитті ширини, тобто визначається відношенням µ1/µ2.

При відношенні µ1/µ2?1,0 різноширинність підкату практично відсутня. У виробничих умовах µ1/µ2 = (0,5-0,8), що в більшості випадків не забезпечує прямокутної форми підкату.

2.2 Поперечна схема прокатки

Ця схема включає наступні етапи (рис. 2.4)

Рисунок 2.4 - Поперечна схема прокатки з розбиттям ширини

На першому етапі проводиться прокатка в подовжньому напрямку з сумарною витяжкою µ1=1,1ч1,4 при якій довжина сляба (розкату) підвищується до величини, що відповідає необхідній ширині листа з припуском на бічну обрізь.

На другому етапі після кантування на 900 в горизонтальній площині, проводиться прокатка в поперечному напрямку з сумарною витяжкою µ2 до отримання товщини підкату для чистової кліті або товщини готового листа (для одноклітьових станів).

При поперечній схемі прокатки кінці підкату мають більшу ширину в порівнянні з середньою по довжині частиною (рис. 2.4).

Величина різноширинності кінців залежить від співвідношення сумарних витяжок при протяжці µ1 і при прокатці у поперечному напрямку µ2. При товщині, підкату hчист > 40 мм, коефіцієнт витяжки µ2 = h2/hчист, рекомендується приймати із співвідношення: µ2= h2/40 (де: h2, hчист - відповідно товщина розкату після розбиття ширини і товщина підкату для чистової кліті, мм).

При поперечній схемі прокатки без протяжки (проста поперечна схема по рис. 2.3), яка використовується для слябів з довжиною, що дорівнює ширині листів з припуском на бічну обрізь, після кантування на 900 сляб прокатується до заданої товщини. При цьому мало завантажені пропуски при прокатці виключаються і підвищується продуктивність стану. За відсутності протяжки µ1 = 1 і µ2 = Н/hчист (тут hчист ? 40 мм).

Переваги поперечної схеми прокатки в порівнянні з подовжньою такі: більша продуктивність внаслідок відсутності одного кантування і більш рівномірні обтиски по проходах, менша анізотропія механічних властивостей металу. Істотний недолік поперечної схеми прокатки - появи розшарувань, причиною яких є розкочування в поперечному напрямі неметалічних включень і інших дефектів слябів.

3. Розробка режимів обтисків

3.1 Прокатка в чорновій кліті

Якщо прийнято подовжню схему прокатки, то спочатку слід визначити коефіцієнт витяжки при протяжці по формулі:

, (3.1)

де lпр - довжина розкату після протяжки, мм;

Максимальна довжина розкату після протяжки lпр залежить від довжини бочки валків Lб і довжини роликів робочого рольгангу кліті. Останнє необхідне для можливості кантування розкату після розбивки

ширини, для чого його діагональ d після цієї стадії повинна бути трохи

менше довжини роликів lpг робочого рольгангу даної кліті (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 - До визначення довжини після протяжки

Очевидно, що максимально припустима довжина повинна бути:

, (3.2)

де Дb - припуск на обрізання бокових кромок.

Водночас вона не може бути більшою, ніж:

мм. (3.3)

З цих двох значень вибирають менше. Наприклад:b = 2500; Дb = 160, прокатка на ТЛС 2800 з lрг = 3600 мм. Звідси:

мм.

мм.

Приймаємо менше значення lпр= 2400 мм.

При обмеженій довжині lпр коефіцієнт витяжки м1 буде тим більше, чим менше L. Ось чому з погляду зменшення обрізі потрібно вибирати сляби мінімальної довжини, хоча це веде до збільшення товщини, що несприятливо позначається на нагріванні. Потім знаходиться товщина розкату після протяжки по співвідношенню:

, мм. (3.4)

Сумарний обтиск при протяжці: . Його потрібно розподілити по проходах. Якщо поворотні пристрої чорнової кліті встановлені перед і після неї, то число проходів може бути як парним, так і непарним (при цьому потрібно прагнути їх мінімізувати). Якщо тільки до - то парним, оскільки після протяжки потрібно робити кантування. Доцільно розподіляти обтискання так, щоб вони зменшувалися у міру зменшення товщини розкату. Звичайно протяжка робиться за 2 проходи, і рідко - за 4. Якщо малий, то можна робити один прохід холостим.

Наприклад: Н = 220 мм, B = 1250мм, L = 2320 мм.

,мм.

мм.

мм.

Такий обтиск можна зробити за один прохід. Але коли у перших проходах чорнової кліті обтиски досягають 40ч50 мм, потрібно робити перевірку умов захвату валками.

Після протяжки розкат кантується на 900 і здійснюється розбиття ширини. Коефіцієнт витяжки при розбитті ширини:

, (3.5)

де b - ширина листа, мм;

В - ширина слябу, мм;

Далі визначається товщина розкату після розбиття ширини:

. (3.6)

Знаходиться сумарний обтиск при розбитті ширини:

. (3.7)

Він розподіляється по проходах так, щоб сила і момент прокатки не перевищували припустимих, але кліть була максимально завантажена по своїх енергосилових можливостях для отримання максимальної продуктивності. Звичайно для цього потрібно декілька наближень. Залежно від розмірів слябів і листів розбиття ширини робиться за 4ч8 проходів, але можуть бути і інші варіанти. Сумарний обтиск розподіляється по проходах. При цьому можна орієнтуватись на практичні режими обтисків ТЛС.

Наприклад:

,

мм.

мм.

У першому наближенні розподілення по проходах:

Дh1 = 23 мм; Дh2 = 21 мм; Дh3 = 20 мм; Дh4 = 18 мм; Дh5 = 16 мм; Дh6 = 15 мм.

Потім робиться друге кантування і так звана "третя витяжка", до отримання товщини підкату в чистову кліть. Коефіцієнт витяжки цієї стадії розраховується по виразу:

, (3.8)

де hрш, hпк - товщина розкату після розбиття ширини і товщина підкату в чистову кліть.

Сумарний обтиск при третій витяжці:

, (3.9)

де товщина підкату знаходиться з умови рівності циклів прокатки в чорновій і чистовій клітях.

,

де ДhУчорн - сумарний обтиск у чорновій кліті. Для подовжньої схеми:

,

де h - товщина листа. У таблицях 3.1 і 3.2 наведено орієнтовні величини підкатів для різних товщин листів.

Таблиця 3.1 - Товщина підкатів на ТЛС 2800 ВАТ АМК

Товщина листа, мм

Товщина підкату, мм

8

20-30

9-10

30-40

12-15

40-50

16-20

50-60

Більш 20 мм

60-90

Таблиця 3.2 - Товщина підкатів на ТЛС 2250 ВАТ АМК

Товщина листа, мм

Товщина підкату, мм

4

13-14

5

16-20

6

20-25

8

25-30

10 и вище

30-60

Наприклад: мм.

мм.

Приймаємо hпк = 54 мм. Тоді: ;

мм.

Далі проводиться розподіл по проходах і бажано так, щоб їх число було непарним. Тоді після третьої витяжки розкат можна відразу відправити до чистової кліті. Якщо не виходить зробити непарне число проходів, то слід вводити холостий прохід, протягом якого одночасно з транспортуванням розкату передбачається підйом верхнього валу для першого проходу наступного сляба. Результати розрахунку зводяться в таблицю. Приклад режиму обтисків - в табл. 3.3

Таблиця 3.3 - Режим обтисків листа 12Ч2500Ч6000мм у чорновій кліті ТЛС 2800 по подовжній схемі

№

Розміри розкату

Дh, мм

м

h, мм

b, мм

l, мм

0

220

1250

2320

-

-

1

213

1250

2396

7

1,033

2

213

1250

2396

0

-

Кантування

3

190

2396

1401

23

1,121

4

169

2396

1575

21

1,124

5

149

2396

1787

20

1,134

6

131

2396

2032

18

1,137

7

115

2396

2315

16

1,139

8

100

2396

2663

15

1,150

Кантування

9

81

2663

2958

19

1,235

10

66

2663

3630

15

1,227

11

54

2663

4437

12

1,222

Потрібно звертати увагу на те, щоб після розбиття ширини довжина розкату відповідала ширині листу плюс прийнятий припуск на бічну обрізь з точністю до ± 5 мм. Для цього коефіцієнти витяжки в кожному проході доводиться рахувати з точністю до 3ч4 знаків після коми.

При прокатці по поперечній схемі спочатку коефіцієнт витяжки при розбитті ширини:

, мм.

Далі розраховуються обтиски, потрібні для отримання lрш:

мм,

які розподіляються по проходам. Після кантування ведеться прокатка у поперечному напрямку до отримання товщини підкату у чистову кліть. При поперечній схемі сумарна деформація в чорновій кліті повинна дорівнювати (0,8ч0,9)ДhУ, щоб цикли прокатки в обох клітях були приблизно рівними.

,

,

.

Сумарна деформація розподіляється так, щоб обтиски зменшувалися. Число проходів також бажано мати непарним.

Наприклад:

,

мм.

мм

Приймаємо мм. Тоді:

мм, мм.

Розподіляємо цю деформацію по проходам і складаємо таблицю режиму обтисків у чорновій кліті.

Таблиця 3.4 - Режим обтисків листа 12Ч2500Ч6000мм у чорновій кліті ТЛС 2800 по поперечній схемі

№

Розміри розкату

Дh, мм

м

h, мм

b, мм

l, мм

0

220

1250

2320

-

-

1

204

1250

2502

16

1,078

2

192

1250

2658

12

1,063

Кантування

3

169

2658

1420

23

1,136

4

147

2658

1633

22

1,150

5

127

2658

1890

20

1,157

6

108

2658

2223

19

1,176

7

91

2658

2638

17

1,187

8

76

2658

3158

15

1,197

9

62

2658

3871

14

1,226

10

50

2658

4801

12

1,240

11

40

2658

6000

10

1,250

Обтиски повинні бути такими. щоб зусилля і моменти прокатки не перевищували припустимих. В табл. Г.1чГ.8 в якості прикладу наведено припустимі значення обтисків для чорнових клітей ТЛС.

3.2 Прокатка в чистовій кліті

Метою прокатки в чистовій кліті є одержання потрібної товщини листа у межах поля допусків, мінімальних подовжній і поперечній різнотовщинності і високій планшетності. Рівень механічних властивостей металу також значно залежить режиму прокатки у чистовій кліті.

При прокатці в початкових пропусках в чистовій кліті обтиски обмежуються звичайно міцністю валків і іноді потужністю приводних двигунів, а в завершальних пропусках встановлюються з умов отримання листів з високою площинною і мінімальною поперечною різнотовщинністю. Для зниження поперечної різнотовщинності і поліпшення площинності листів обтиски в чистовій кліті по ходу прокатки зменшуються і в завершальних пропусках звичайно не перевищують 5-10 %. При цьому в деяких випадках останній пропуск є пропрасовуючим.

Залежно від товщини розкатів, що поступають в чистову кліть, вони мають температуру в діапазоні 980-10800С. Зниження температури при прокатці істотним чином залежить від товщини листів, і якщо вона не перевищує 16-20 мм, то це зниження йде досить інтенсивно. Оптимальна температура кінця прокатки для вуглецевих і низьколегованих сталей складає 780-9200С [1,2], оскільки при цьому забезпечується отримання дрібнозернистої структури і високих механічних властивостей.

Повітряна окалина, що утворилася при прокатці в чистовій кліті, вилучається за допомогою установок гідросбиву. Зниженню окалиноутворення при прокатці сприяє вживання технологічного мастила, яке обумовлює пористу структуру окалини і зменшує силу зчеплення окалини з металом.

Коефіцієнт витяжки у чистовій кліті дорівнює:

.

Умовна довжина розкату (приведена до прямокутної форми з урахуванням торцевої обрізі):

Сумарний обтиск у чистовій кліті: . Попереднє розподілення обтисків по проходах здійсняється за принципом поступового їх зменшення. Звичайно в чистовій кліті робиться 5-9 проходів. Число проходів бажано бути непарним, щоб після останнього розкат можна було відправити на обробку. Режими обтисків зводяться до таблиці. Приклади - у табл. 3.5, 3.6.

Таблиця 3.5 - Режим обтисків листа 12Ч2500Ч6000мм у чистовій кліті ТЛС 2800 по подовжній схемі

№

Розміри розкату

Дh, мм

м

h, мм

b, мм

l, мм

0

54

2663

4437

-

-

1

42

2663

5705

12

1,286

2

32

2663

7487

10

1,313

3

25

2663

9584

7

1,280

4

20

2663

11980

5

1,250

5

16

2663

14975

4

1,250

6

13

2663

18431

3

1,231

7

12

2663

19967

1

1,083

Таблиця 3.6 - Режим обтисків листа 12Ч2500Ч6000мм у чистовій кліті ТЛС 2800 по поперечній схемі

№

Розміри розкату

Дh, мм

м

h, мм

b, мм

l, мм

0

40

2658

6001

-

-

1

33

2658

7274

7

1,212

2

27

2658

8890

6

1,222

3

22

2658

10911

5

1,227

4

18

2658

13336

4

1,222

5

15

2658

16003

3

1,200

6

13

2658

18465

2

1,154

7

12

2658

20003

1

1,083

Перевірити правильність розрахунків можна по довжині розкату після останнього проходу: вона повинна перевищувати теоретичну довжину розкату, що дорівнює довжині листа, помноженої на кратність розкрою.

У таблицях Д.1чД.10 наведено приклади режимів обтисків у чистових клітях ТЛС 2800 і 2250. Ці дані можна використовувати тільки як перше наближення, оскільки остаточний режим обтисків встановлюється після розрахунку енергосилових параметрів прокатки.

4. Розрахунки швидкісного режиму

Основна вимога до швидкісного режиму - забезпечення максимальної продуктивності ділянки прокатки, що вимагає мінімальної величини циклів прокатки в кожній кліті.

Мінімізація циклів здійснюється за допомогою т.з. "потрійної умови" В.А. Тягунова [4]: цикл прокатки буде мінімальним, якщо має місце рівність тривалості спрацьовування натискного механізму при зміні обтиску фнм, тривалості реверсування головних двигунів фрд і тривалості реверсування розкату фрр:

.

Тривалість спрацьовування натискного механізму залежить від величини обтиску в наступному проході і його динамічних якостей. Якщо виконується умова:

,

де Kнм - т.з. прискорення натискного механізму, тобто лінійне прискорення, з яким переміщаються натискні гвинти, мм/с2.

Vнм - швидкість натискного механізму, тобто лінійна швидкість переміщення натискних гвинтів, мм/с; то тоді натискний механізм працює по трикутній діаграмі:

, (4.1)

Якщо , тоді натискний механізм працює по трапецеїдальній діаграмі і тривалість його спрацьовування:

. (4.2)

Тривалість реверсу двигунів:

, (4.3)

де щві - кутова швидкість викиду в i-тому проході, с-1;

щзі+1 - кутова швидкість захвату в наступному проході, с-1;

е1, е2 - кутове прискорення і уповільнення валків, с-2.

Тривалість реверсування розкату визначається швидкістю викиду розкату з валів і напрямком обертання роликів рольгангу. Якщо розкат викидається на ролики, що обертаються стрічно:

, (4.4)

де Vв - швидкість викидання розкату, м/с;

f - коефіцієнт тертя розкату об ролики рольгангу; f = 0,2ч0,3;

g - прискорення земного тяжіння, м/с2.

Якщо навпаки:

, (4.5)

де ар - лінійне прискорення розкату при викиданні з валків, м/с2.

У першому проході кутова швидкість повинна бути:

,

де кутова швидкість щз захвату в другому проході задається так, щоб , або знаходиться із умови рівності термінів реверсу розкату і відпрацювання натискного механізму,

, (4.6)

де D - діаметр робочих валків. У першому проході швидкістю щз захвату задаються. Звичайно в чорновій кліті щз = 1,5 с-1, в чистовій - 2,5с-1. Звідси:

, (4.7)

де фнм знаходиться по (4.1) або (4.2).

Лінійна швидкість викидання розкату з валків:

, м/с.

Тривалість реверсу розкату тепер можна знайти по (4.4) або (4.5), врахувавши, що лінійне прискорення розкату:

.

Максимальна кутова швидкість в проході, коли прокатка йде по трикутній діаграмі [4]:

(4.8)

де L - довжина розкату в даному проході, м.

Якщо викидання відбувається на максимальній швидкості, то:

(4.9)

Початкова стадія побудови швидкісної діаграми наведена на рисунку 4.1

Рисунок 4.1 - Діаграма швидкостей прокатки в чорновій кліті

Тривалість розгону валків без металу:

(4.10)

Тривалість прискорення валків з металом до номінальної швидкості:

. (4.11)

Тривалість прискорення валків з металом від номінальної до максимальної у даному проході швидкості:

. (4.12)

При викиданні металу з валків можливі два варіанти:

а) викидання здійснюється на швидкості менше номінальної. У такому разі шлях валків при уповільнення має 3 ділянки. Тривалість ділянки уповільнення від максимальної швидкості до номінальної:

. (4.13)

Тривалість ділянки уповільнення від номінальної швидкості до швидкості викидання:

. (4.14)

Тривалість ділянки уповільнення від швидкості викидання до зупинки:

. (4.15)

б) викидання здійснюється на швидкості більше номінальної. В цьому випадку шлях валків також має 3 ділянки. Тривалість ділянки уповільнення від максимальної швидкості до швидкості викидання:

, (4.16)

, (4.17)

і ділянка уповільнення без металу від щн до зупинки:

(4.18)

Цей варіант має місце при роботі головних двигунів прокатної кліті у режимі змінної потужності (рис. 6.5). У цьому режимі збільшення швидкості у другій зоні регулювання, коли кутова швидкість повинна бути більшою за номінальну щн, відбувається за рахунок зменшення магнітного потоку при зменшенні напруги збудження. Тому для збереження моменту на валу двигуна струм якоря повинен зростати пропорційно швидкості, що веде до значного виділення тепла у обмотці, отже, до перегрівання двигуна. Посилене виділення тепла при щ > щн враховується коефіцієнтом kи (8.4). Ось чому потрібно поділяти прискорення і валків з металом на дві частини: до щн і після щн.

Можлива робота головних двигунів і в режимі постійного струму (рис. 6.6). У цьому режимі струм якоря не змінюється, і при переході у другу зону регулювання момент двигуна зменшується по (6.14). Але виділення тепла тепер є значно меншим, і перевищує номінальне значення тільки через перевантаження двигуна. Зрозуміло, що при роботі в режимі постійного струму нема потреби поділяти розгон і уповільнення валків з металом на ділянки до і після щн. Тому:

. (4.19)

(4.20)

(4.21)

Машинний час проходу:

(4.22)

Середня швидкість прокатки в даному проході:

. (4.23)

Тривалість паузи між проходами:

(4.24)

Слід мати на увазі, що у першому проході фр не враховується, оскільки включається у тривалість підйому валка після попереднього проходу фпв. Також фо не враховується до, а фр після кантувань, оскільки цей час входить у тривалість кантування. Час фо не враховується і після останнього проходу, оскільки він входить у тривалість підйому валків фпв.

Якщо після проходу робиться кантування, то час паузи між проходами визначається тривалістю цього процесу: фк = 4ч6с. У такому разі максимальна швидкість визначається довжиною розкату по (4.9). Оскільки довжина протяжки обмежена умовами кантування, то ця щmax ніколи не перевищує максимальну швидкість у чорновій кліті.

Інколи при розрахунку швидкісного режиму виникають проблеми. Наприклад, швидкість викидання по (4.6) має знак мінус. Це буває при малому фнм і завеликій щз. Слід зменшити щз.

При дуже малій швидкості Vнм, яка буває на старих станах, не вдається виконати «потрійну умову», оскільки . У такому випадку час паузи між проходами слід приймати рівним , а для головних двигунів вводити паузу фпауз, як показано на рис. 4.2.

Коли один із проходів приходиться робити холостим, як при протяжці по табл. 3.3, тоді слід щв робити мінімальною, навіть рівною нулю. Для цього щз потрібно підвищувати (рис. 4.3). Максимальна швидкість у другому, холостому проході, визначається по (4.9).

У такий спосіб можна дещо зменшити цикл прокатки, оскільки кантування буде відбуватися ще при гальмуванні головних двигунів, а проходження металу через валки без обтиснення займе мінімальний час. Велика швидкість викидання не є проблемою, тому що поворотний ро-

льганг розташовується на досить значній відстані від валків. До того ж, розкат, у крайньому випадку, можна гальмувати маніпулятором.

Рисунок 4.2 - Діаграма швидкостей при малій Vнм.

Рисунок 4.3 - Діаграма швидкостей при холостому проході

Сумарний машинний час прокатки у чорновій кліті:

, (4.25)

де n - число проходів. Сумарна тривалість пауз у проходах:

, (4.26)

де k - кількість кантувань

Цикл прокатки в чорновій кліті:

, (4.27)

де фпв - тривалість підйому валка для прокатки наступного сляба Знаходиться по (4.1) або (4.2) з урахуванням того, що Дh = H - hпк - h1.

фтр - тривалість транспортування розкату від чорнової до чистової кліті:

, (4.28)

де Lр, Lпк - довжина рольгангу і підкату в чистову кліть, м;

- швидкість рольгангу, м/с.

За звичай фпв > фтр. Але якщо товщина слябу невелика, а швидкість натискного механізму значна, то може бути і навпаки. У такому разі останнім членом у (4.27) буде фтр.

Результати розрахунку заносяться в таблицю і по отриманих даних будується діаграма швидкостей, як це показано на рисунках 4.1, 4.2 або 4.3.

Приклад: Розрахувати швидкісний режим відповідно режиму обтисків по табл. 3.4. при прокатці листа 12Ч2500Ч6000мм із слябу 220Ч1250Ч2320 мм на ТЛС 2800 по поперечній схемі.

мм,

де Vнм та Kнм та інші параметри ТЛС 2800

Отже після першого проходу:

с;

с;

с-1.

, с.

мм/с;

де довжина після першого проходу L1 - з таблиці 3.4. Прокатка дійсно йде

по трикутній діаграмі, оскільки 4,038< [щmax] = 6,3c-1.

, мм2/с;

, с.

Таким чином потрійна умова виконується. Тривалість окремих фаз прокатки:

с.

с.

с.

с.

с. с.

с.

м/с.

,с.

Оскільки після другого проходу йде кантування, то швидкість викидання бажано мати максимальною, але такою, щоб тривалість реверсу розкату не перевищувала тривалості кантування фкант, яка з практичних даних не буває менше 4ч5с. Тому максимальна швидкість:

с-1

с-1.

с.

, с.

с.

с.

с.

Оскільки викидання здійснюється на швидкості, яка більше номінальної і дорівнює максимальній, то фв2 = 0.

с; с.,

але цей час слід включити у тривалість кантування. Отже:

с.

с.

с.

Третій прохід:

с;

.

с-1.

, с.

Після кантування слід брати довільно. Отже:

с.

с.

с.

с.

с.

с. с.

с.

м/с.

.

Четвертий прохід:

с;

с-1.

, с.

с.

с.

с.

.

с. с.

с.

м/с.

.

Розрахунки проходів 5ч10 ведуться аналогічно. Особливості з'являються в останньому, 11-му проході.

Одинадцятий прохід. Оскільки він останній, то швидкість викидання в ньому повинна бути максимальною:

с-1.

,с-1.

Оскільки максимальна кутова швидкість у даному проході більша за максимальну для даної кліті, то прокатка буде йти по трапеційній діаграмі.

с.

с.

с.

с.

Тривалість прокатки з постійною швидкістю по (4.24), с.:

с. с.

с.

м/с.

с.

мм,

с.

с.

с.

Машинний час прокатки:

с.

Тривалість пауз з урахуванням кантування, тривалості підйому валків для наступного проходу і без часу розгону валків у першому проході, що входить до циклу наступного розкату:

с.

Цикл прокатки у чорновій кліті:

с.

Результати розрахунків зведено до табл. 4.4. Швидкісна діаграма прокатки даного типорозміру у чорновій кліті наведена на рис. 4.4.

Природно, що такий оптимізований швидкісний режим людина-оператор довго відпрацьовувати не може. Для цього потрібне автоматичне керування механізмами прокатної кліті. Але цей розрахунок показує максимальні технічні можливості обладнання. Слід також пам?ятати, що мінімізація циклу прокатки не завжди є обов'язковою, на відміну від інших вимог до технології. Наприклад, при контрольованій прокатці важливішим є отримання потрібного комплексу механічних властивостей металу, ніж максимальна продуктивність. І коли потрібний температурний режим неможливо забезпечити при виконанні «потрійної умови», то від неї слід відмовлятися.

Розрахунок швидкісного режиму прокатки у чистовій кліті робиться аналогічно. Єдина різниця - через велику довжину розкату досить рано з'являється ділянка прокатки з постійною (і максимальною для даної кліті) швидкістю. Тому при щmax ? [щmax] швидкісна діаграма становиться трапеційною. Час прокатки з постійною швидкістю вираховується по залежності:

(4.29)

де Vmax= щmaxR, а - це максимальна кутова швидкість даної кліті.

,

де n - число проходів. Сумарна тривалість пауз у проходах:

, (4.30)

оскільки і входять до циклу чорнової кліті.

Цикл прокатки в чистовій кліті:

, (4.31)

де при розрахунку береться .

Параметри чистової кліті ТЛС 2800

мм.

Час спрацювання натискного механізму після першого проходу:

с;

с-1.

с-1.

, с.

, с.

У першому проході беруть довільно, але так, щоб була позитивною. В даному випадку це буде 2,5с-1:

c-1.

с.

с.

с.

с.

с.

с.

с.

м/с.

с.

Другий прохід:

с;

с-1.

с-1.

, с.

, с.

c-1;

с.

с.

с.

с.

с.

с.

с.

м/с.

с.

В проходах 3ч4 розрахунки аналогічні. Починаючи з 5-го проходу з'являється ділянка прокатки з постійною швидкістю:

с;

с-1.

с-1.

c-1.

Оскільки > [щmax]=12,48, то швидкісна діаграма стано-виться трапеційною.

с.

с.

с.

с.

с.

с.

м/с.

с.

Шостий прохід аналогічний п?ятому. В останньому, 7-му проході швидкість викидання максимальна:

с-1.

с.

с.

с.

с.

м/с.

Сумарний машинний час та час пауз у чистовій кліті:

с,

с.

мм.

с.

Припустимою є різниця у 5 с. Для виконання цієї вимоги розрахунок приходиться вести методом послідовних наближень до тих пір, поки цикли не зрівняються завдяки перерозподілу сумарних обтисків між клітями.

Але ця вимога не є абсолютною. Іноді важливіше максимальної продуктивності є отримання бажаного комплексу механічних властивостей металу, який неможливо отримати при тому температурному режимі, який встановлюється при рівності циклів. У таких випадках від вимоги рівності циклів приходиться відмовлятись.

Після розрахунку швидкісного режиму, який відповідає всім вимогам, потрібно його графічно відобразити на швидкісній діаграмі. На ній у однаковому масштабі зображуються час кожної фази прокатки та кутові швидкості, які їм відповідають. Пунктирними лініями зображуються номінальна та максимальна швидкості. Режим чистової кліті зображується під режимом чорнової, для того, щоб полегшити порівняння. Бажано характерні точки діаграми (щзх, щmax, щв, тощо) виділяти маркерами.

5. Розрахунки температурного режиму

Температурний режим прокатки включає температуру початку прокатки tнп, температуру кінця прокатки tкп, а також температури металу після кожного проходу і після транспортування від чорнової до чистової кліті.

При гарячій прокатці тепловий стан розкату змінюється в результаті складного процесу теплообміну з навколишнім середовищем, валками, роликами рольгангу, водою з систем охолоджування, в результаті виділення тепла при дисипації енергії пластичної деформування, а також від тертя на контактній поверхні з валками:

Аналітичне визначення всіх складових теплообміну є досить складним, оскільки коефіцієнти теплопровідності, теплообміну і т.д. залежать від багатьох чинників і визначаються в основному експериментально. Але оскільки прокатка на ТЛС йде в інтервалі температур 1150ч7500С, то основна частка тепла втрачається за рахунок випромінювання, і тому при наближених розрахунках враховуються тільки ця складова теплового балансу. Враховуються також втрати від охолоджування розкатів при проходженні ними гідросбивів, оскільки вони значні.

5.1 Наближений розрахунок температурного режиму

При наближеному розрахунку пониження температури за прохід рекомендується знаходити по виразу:

, (5.1)

де t - середньомасова температура розкату в попередньому проході, 0С;

Н - товщина розкату в попередньому проході, мм;

ф - тривалість охолоджування між проходами, с.:

,

де фмi - машинний час попереднього проходу, с;

фпi - тривалість паузи перед даним проходом, с;

б - коефіцієнт, що враховує вплив гідросбиву:

при 100 < Н < 170мм б = 10

при 40 < Н < 100мм б = 20

при 15 < Н < 40мм б = 30

k - коефіцієнт, що враховує вплив товщини розкату:

при мм k = 16

при мм k = 15

Приклад наближеного розрахунку температурного режиму для чорнової кліті стана 2800 при прокатці сляба 220Ч1250Ч2320 мм на підкат 40Ч2658Ч6000 по поперечній схемі.

Температура початку прокатки - 11800С згідно [1].

Зменшення температури після першого проходу:

Після другого проходу відбувається кантування розкату, тому час охолодження дорівнює (табл.4.4):

Зменшення температури після другого проходу:

Аналогічно розраховані зменшення температур в інших проходах зведені до таблиці 5.1. В цій же таблиці наведено результати більш точного розрахунку за методикою, що була розроблена в ДонНДІЧормет?і [5], яка враховує більше число чинників.

Таблиця 5.1 - Температурний режим прокатки в чорновій кліті листа 12Ч2500Ч6000мм

№ паузи

Товщина до проходу, мм

Час охолодження, с

Температура, 0С

Наближений розрахунок

По методиці ДонНДІЧормет

Дt

t

Дt

t

0

220

-

-

1180

-

1180

1-2

204

2,60

2,792

1177,2

6,457

1174,8

2-3

192

5,71

3,742

1173,5

7,190

1168,9

3-4

169

2,24

3,081

1170,4

6,366

1163,8

4-5

147

2,58

3,584

1166,8

7,318

1158,4

5-6

127

2,68

4,135

1162,7

7,721

1152,7

6-7

108

2,77

4,794

1157,9

8,177

1146,8

7-8

91

2,90

5,659

1152,2

8,760

1140,6

8-9

76

3,11

11,937

1140,3

9,476

1134,1

9-10

62

3,32

14,199

1126,1

10,416

1127,0

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены