Главная | Обратная связь
МегаЛекции

Расчёт режима обжатий полосовой стали




Для расчёта режимов обжатия полосовой стали применяют несколько методик. Наиболее известные из них это расчёт по предельным условиям захвата, по условиям полного использования мощности электродвигателей главных приводов и по коэффициентам высотной деформации, которая на основании практического опыта разработана известным калибровщиком Н.В.Литовченко.

Рис.15.7 - Схема прокатки полосовой стали с изогнутой стенкой)

:

Система калибров для прокатки широких полос – включает только пластовые калибры, а при прокатке узких полос с острыми кромками – чередование пластовых и ребровых калибров. Соотношение размеров исходной заготовки и готовой полосы приведено на рисунке 15.8. Перед началом расчёта необходимо проверить

Рис.15.8 – Соотношение размеров исходного квадрата и готового профиля

 

условия захвата и прочность валков. С учётом уменьшения диаметра валков при переточках и для обеспечения устойчивости захвата максимальное обжатие можно определить по формуле:

∆hмакс = 0,77f 2R, (11.1)

а среднее:

∆hсред ≈ 0,5 ∆hмакс. (11.2)

При прокатке полосовой стали коэффициенты деформации η близки к коэффициентам вытяжки µ. В зависимости от характеристик оборудования и возможностей сортового стана, коэффициенты высотной деформации выбирают в соответствии с рекомендациями, приведенными в таблице 15.2

 

Таблица 15.2 - Коэффициенты высотной деформации полосовой стали, η

№ прохода против хода прокатки Коэффициенты высотной деформации при обжатии полок
очень высокие высокие средние пониженные
1,35 – 1,4 1,28 – 1,3 1,2 – 1,25 1,1 – 1,15
1,55 – 1,6 1,45 – 1,5 1,35 – 1,4 1,15 – 1,2
1,75 – 1,8 1,6 – 1,7 1,45 – 1,5 1,2 - ,25
1,95 – 1,2 1,75 – 1,8 1,55 – 1,6 1,25 – 1,3
1,95 – 1,2 1,75 – 1,2 1,55 – 1,6 1,25 – 1,3
- 1,75 – 1,9 1,65 1,3
- 1,9 1,65 1,3
- 1,9 1,65 1,3

 

При обжатии полос по ширине в ребровых проходах, чем ближе калибр к чистовому калибру, чем тоньше полоса и больше отношение её ширины к толщине, тем меньше принимается величина абсолютного высотного обжатия. По условиям деформации величину высотного обжатия принимают в пределах:

∆h (0,5 – 1,0)∆hмакс или η = 1,05 ÷ 1,07,

при чём для предчистового ребрового калибра принимают обжатие - 0,5∆hмакс, а для остальных калибров 1,0∆ hмакс. Количество ребровых проходов определяют в зависимости от технологических особенностей конкретного стана. При построении ребровых калибров (рис.15.9) руководствуются соотношениями:

а б)

Рис.15.9 – Ребровый калибр для прокатки полосовой стали, расположенный в:

а) в горизонтальных валках; б) в вертикальных валках.

 

Ширина калибра у дна: b k = (0,98 ¸ 1,06)b1;

где b1 - толщина задаваемой полосы.

Уклон составляет (5…10)% или: tg y = 0,05…0,10;

Величина прогиба дна калибра: ∆ = 0,5 ¸ 1,0 мм;

Глубина ручья (hp) определяется шириной прокатываемой полосы;

Зазор между буртами: S (t) ≈ 0,015 Д;

Радиус закругления у буртов: R ≈ 2 ¸ 10 мм.

Режим обжатий полосовой стали рассчитывают против хода прокатки, а размеры исходной заготовки определяются после расчёта калибровки. На рисунке 11.10 приведена схема прокатки полосовых профилей смежных размеров.

Рис.11.10 – Схема прокатки полос смежных сечений на крупносортном стане 500

а - 10×200 и 12×200 мм; б - 10×180 и 10×170 мм; в - 14×180 мм; г - 30×180 и 20×180 мм.

 

Пример. Рассчитать по коэффициентам высотной деформации режим обжатий полосы сечением 18×160 мм в клетях крупносортного девятиклетьевого стана 500. Диаметры валков: клетей 1IV - 630 мм, клетей V – IX- 540 мм. Материал валков: клетей 1—IV — сталь, клетей V—IX — чугун, скорость прокатки в 9 клети 9м/с. Режим обжатий примем средний. Исходя из расположения оборудования на стане, возможностей кантовки раската принимаем расположение ребровых калибров в клетях VIII и V, а в остальных клетях - валки с гладкой бочкой. На основании практических данных принимаем распределение температур и коэффициентов деформации при прокатке полосы по клетям (табл.15.3).

 

Таблица 15.3 – Распределение температур раската по клетям

Клеть № Исходная заготовка
t, ºС
η 1,25 1,05 1,4 1,5 1,132 1,6 1,65 1,65    

 

Расчёт ведем против хода прокатки. Уширение рассчитываем по формуле Б.Бахтинова или Э.Зибеля:

;

Клеть IX. По таблице 15.2 принимаем среднее значение коэффициента деформации (столбец 4) η9 = 1;25; D9 = 540 мм. Размеры поперечного сечения профиля с учётом температурного расширения:

b9 = 1.013×160 ≈ 162,0 мм, h9 = 1.013×18 ≈ 18.25 мм.

Площадь поперечного сечения полосы: после чистовой клети:

F9 = h9 × b9= 18,25 ×162 ≈ 2960 мм2;

Обжатие в клети IX:

∆h9 = H8 - h9 = 22.8 – 18.25 = 4.45 мм.

Высота полосы, входящей в девятый калибр:

H9 = b 8 = h9×η9 = 18.25 ×1.25 = 22.8 мм.

Уширение в клети IX:

.

Ширина полосы, входящей в девятый калибр:

В9 = h 8 = b9 - ∆b9 = 162 – 2,5 = 159,5 мм.

Клеть VIII. Ребровой проход. Так как в восьмой клети принят ребровой проход, то перед проходом производят кантовку раската на 90º. С учётом этого, h8 = b8 = 159,5 мм, а b8 = H8 = 22,8 мм. Диаметр валков по буртам D 8 = 540 мм. Катающий диаметр с учётом зазора между валками 10 мм:

DК8 = D8 + S - h8 = 540 + 10 — 159,5 = 390,5 мм.

Принимаем: DK8 = 390 мм и коэффициент деформации высоты раската

η8 = 1,05, тогда высота полосы, входящей в ребровой калибр

H8 = h8×η8 = 159,5,8 × 1.0,5 = 167.5 мм,

/обжатие в ребровом калибре составит:

∆h8 = H8 – h8= 167,5 – 159,5 = 8 мм.

Так как по сравнению с шириной полосы обжатие в ребровом проходе очень маленькое (Ԑ = (∆h8 / H8)×100 = 4, 77%), уширением раската пренебрегают. Окончательные размеры входящей полосы:

H8 = b7 = 167,5 мм, В8 = h7 = 22,8 мм.

Площадь поперечного сечения полосы после восьмой клети: Площадь поперечного сечения полосы в восьмом калибре:

F8 = h8×b8= 22,8 × 159,5 ≈ 3640 мм2.

Коэффициент вытяжки поперечного сечения раската в девятой клети:

µ9 = F8 / F9 = 3640 / 2960 ≈ 1,23.

Обжатие в ребровом калибре можно найти по максимальному обжатию.

При температуре раската t = 935ºС (табл.15.3), коэффициент трения составит:

f8 = k1 k2 k3 (1,05 – 0,0005t) = (1,05-0,0005-935)×0,8 = 0,465.

По (11.1) определим максимально возможное обжатие в ребровом проходе клети VIII:

∆hср = 0,5×0,77f 2R = 0,77×0,4852× 195 = 16,2 мм.

∆h8 < ∆h8 сред или 8 < 16,2 мм.

Принятый коэффициент высотной деформации в ребровом проходе клети № 8 удовлетворяет расчётной величине обжатия.

Клеть VII. h7 =22,8 мм; b7 = 167,5 мм; D7 = 540 мм; η7 = 1,4.

Высота входящей полосы

H7 = h7 × η7 = 22,8×1,4 = 32 мм.

Обжатие

∆h7 = H7 – h7 = 32 – 22,8 = 9,.2 мм.

Уширение

Ширина входящей полосы

В7 = b7 - ∆b7 = 167,5 – 5 = 162,5 мм.

Площадь поперечного сечения после седьмой клети

F7 = H7×b7= 22,8 × 167,5 ≈ 3820 мм2.

Коэффициент вытяжки поперечного сечения раската в восьмой клети:

µ8 = F7 / F8 = 3820 / 3640 ≈1,05.

Клеть VI. h6 =32 мм; b6 = 162,5 мм; D6 = 540 мм; η6 = 1,5.

Высота входящей полосы

H6 = h6 × η6 = 32×1,5 = 48мм.

Обжатие

∆h6 = H6 – h6 = 48 – 32 = 16 мм.

Уширение

Ширина входящей полосы

В6 = b6 - ∆b6 = 162,5 – 7,7 = 154,8 мм.

Площадь поперечного сечения после седьмой клети

F6 = h6×b6= 32 × 162,5 ≈ 5200 мм2.

Коэффициент вытяжки поперечного сечения раската в седьмой клети:

µ7 = F6 / F7 = 5200 / 3820 ≈1,36.

Клеть V. Ребровой проход. Диаметр бочки валка D = 540 мм. Катающий диаметр при зазоре 10 мм.

Dк5 = D+S–В6=540+10–154,8=395,2 мм,

h5 = В6 = 154,8 мм, аb5 = H6 = 48 мм.

Принимаем Dк5 = 395 мм и коэффициент деформации высоты раската

η5 = 1,132, тогда высота полосы, входящей в ребровой калибр

H5 = h5×η5 = 154,8 × 1.132

Тогда: h5 =154,8 мм; b5 = 48 мм; t = 1035ºС,

f5 = k1 k2 k3 (1,05 – 0,0005t) = (1,05-0,0005-1035)×0,8 = 0,425.

Обжатие

∆h 5 = 0,57×0,77f 25Rк 5 = 0,75×0,77×0,4252×197,5 = 20,5 мм.

H5 = h5 + ∆h 5 = 154,8 + 20,5 = 175,3 мм.

Коэффициент деформации

η = 175,3 / 154,8 ≈ 1,132.

Уширение

Ширина входящей полосы

В5 = b5 - ∆b5 = 48 – 2,5 = 45,5 мм.

Площадь поперечного сечения раската после пятой клети

F5 = H5×b5= 154,8 × 48 ≈ 7440 мм2.

Коэффициент вытяжки поперечного сечения раската в шестой клети:

µ6 = F5 / F6 = 7440 / 5200 ≈1,43.

Клеть 1V. h4 = В5 = 45,5 мм; b4 = Н5 =175,3 мм; D4 = 630 мм; η4 = 1,6.

Высота входящей полосы

Н4 = h4×η4 = 45,4×1,6 ≈ 73 мм.

Обжатие

∆h4 = H4 – h4 = 73 – 45,5 = 27,5 мм.

Уширение

Ширина входящей полосы

В4 = b4 - ∆b4 = 175,3 – 12,3 = 163 мм.

Площадь поперечного сечения раската после четвёртой клети

F4 = h4×b4= 45,5 × 175,3 ≈ 8000 мм2.

Коэффициент вытяжки поперечного сечения раската в пятой клети:

µ5 = F4 / F5 = 8000 / 7440 = 1,075 ≈1,08.

Клеть III. h3 =73 мм; b3 = 163,0 мм; D6 = 630 мм; η3 = 1,65.

Высота входящей полосы

H3 = h3 × η3 = 73×1,65 = 120 мм.

Обжатие

∆h3 = H3 – h3 = 120 – 73 = 47 мм.

Уширение

Ширина входящей полосы

В3 = b3 - ∆b6 = 163,0 – 16,6 = 146,4 мм.

Площадь поперечного сечения раската после третьей клети

F3 = h3 ×b3= 73 × 163 ≈ 11900 мм2.

Коэффициент вытяжки поперечного сечения раската в четвёртой клети:

µ4 = F3 / F4 = 11900 / 8000 ≈1,48.

Так как получили большое обжатие, выполним проверку по условию захвата валками. При t = 1100ºС (валки стальные) максимальное обжатие составляет

∆hмакс3 = 0,77f23 R3 = 0,77×(1,05 – 0,0005×1100)2 ×315 ≈ 60 мм.

принятый коэффициент деформации удовлетворяет величине обжатия.

∆h3 < ∆h3 макс или 47 < 60 мм.

Клеть II. h2 =120 мм; b2 = 146,4 мм; D6 = 630 мм; η2 = 1,65.

Высота входящей полосы

H2 = h2 × η2 = 120×1,65 = 198 мм.

Обжатие

∆h2= H2 – h2 = 198 – 120 = 78 мм.

Полученное значение ∆h2 значительно завышено и не может быть реализовано. Произведём проверку обжатия с учётом максимальной переточки валков по предельным условиям захвата

f2 = 1,05 – 0,0005t= 1,05-0,0005×1160 = 0,47.

При зазоре между валками 10мм, катающий диаметр составит:

Dк2 = D+S–h2 =630+10–120 = 520 мм.

∆h2 = hмакс2 = 0,77f22 R2 = 0,77 ×0,472 ×260 = 44 мм.

Высота раската перед второй клетью

Н2 = 120 + 44 = 164 мм

Уширение в клети II

Ширина входящей полосы

В2 = b2 - ∆b2 = 146,4 – 10 = 136,4 мм.

Площадь поперечного сечения раската после второй клети

F2 = Н2 ×В2 = 120 × 146,4 ≈ 17570 мм2.

Коэффициент вытяжки поперечного сечения раската в третьей клети:

µ3 = F2 / F3 =17570 / 11900 ≈ 1,48.

Клеть I. Перед задачей раската во вторую клеть производят кантовку раската. При этом: h1 = В2 = 136,4 мм; b1 = Н2 = 164,0 мм; D6 = 630 мм; t = 1180ºС;

f 1 = 0,46; η3 = 1,65.

При зазоре между валками 15мм, катающий диаметр составит:

Dк1 = D+15 – h1 =630 + 10 – 120 = 508,6 мм.

Принимаем Dк1= 510 мм. Тогда обжатие составит:

∆h1 = hмакс1 = 0,77 ×0,462 ×255 ≈ 42 мм.

Высота заготовки

Н0 = 136,4 + 42 = 178,4 мм

Уширение

Ширина заготовки

В0 = b1 - ∆b1 = 164 – 8,5 = 155,5 мм.

Площадь поперечного сечения раската после первой клети

F1 = Н2 ×В2= 136,4 × 164 ≈ 22370 мм2.

Коэффициент вытяжки поперечного сечения раската во второй клети:

µ2 = F1 / F2 = 22370 / 17570 ≈ 1,27.

Площадь поперечного сечения заготовки перед задачей в первую клеть:

F0 = Н0 ×В0= 178,4 × 155,5 ≈ 27650 мм2.

Коэффициент вытяжки поперечного сечения раската в первой клети:

µ1 = F0 / F1 = 27650 / 22370 = 1,236 ≈1,24.

Результаты расчёта сводим в таблицу 11.4 и составляем схему прокатки полосы 18×160 мм, которая приведена на рисунке 11.11.

 

Таблица 15.4 – Таблица калибровки полосовой стали 18*160

№ прохода/ калибр     Толщина,   H, мм   Обжатие,   Dh, мм   К-т. дефом / относ.деф. , η / Ԑ,%   Ширина,   B, мм   Уширение,   Db, мм   Площадь сечения, F, мм2   К-т вытяжки, µ
  178,4    
1 - пластовый 1,23/18,42 150,0 1,24
2 - / / - 120,0 1,29 / 22,81 156,0 6,0 1,27
3 - / / - 73,0 1,64 / 39,17 163,0 7,0 1,48
4 - / / - 45,5 27,5 1,61 / 37,77 175,3 12,0 1,48
  175,3     45,5      
5 - ребровой 154,8 20,5 1,13 / 11,69 48,0 2,5 1,08
  48,0     154,8      
6 - пластовый 32,0 16,0 1,5 / 33,33 162,5 7,7 1,43
7 - / / - 22,8 9,2 1,36 / 28,75 167,5 5,0 1,36
  167,5     22,8      
8 - ребровой 159,5 8,0 1,05 / 4,78 22,8 - 1,05
  22,8     159,5      
9 - пластовый 18,25 4,55 1,23 / 19,96 162,0 2,5 1,23

 

Рис.11.10 – Схема прокатки полосы 18×160 на стане 500.

 

 

Константа калибровки - равенство секундных объёмов проходящих через каждую клеть в единицу времени.

C= F1×DK1 × n1 = • - • = Fi×DKi × ni = const [мм3об/мин].

где DK — катающий диаметр; ni — оборотs валков в конкретной клети

Окружная скорость валков определённая через DK × n:

V = π × DK × n / 60,

откуда: n9 = V9 × 60 / π × DK 9 = 9 ×60 / 3,14 × 0,54 = 318,5 ≈319 об/мин.

Тогда константа калибровки составляет:

К = F9×DK9 × n9 = 2960 ×540 × 319 = 509,89 ×106 ≈ 510×106 [мм3об/мин].

Скорость прокатки в клети №8 определяют после нахождения числа оборотов:

n8 = К /F8×DK9 = 510×106 / 3640×390 = 359 ≈ 360 об/мин.


Домашнее задание №2

Выполнить расчёт режима прокатки полосы из стали Ст.3сп в непрерывной группе клетей, в которой предчистовая клеть с вертикальным расположением валков. По результатам расчёта составить таблицу калибровки и схему прокатки

 

Диаметр валков, D0, мм Сечение полосы, H × B, мм Материал полосы Скорость прокатки, V, м/с
36×8 Сталь
34×9 Чугун
48х×10 Сталь
55×12 Чугун
60×14 Сталь
65×8 Чугун
70×10 Сталь
75×12 Чугун
34×9 Чугун
55×10 Сталь
60×12 Чугун
63×14 Сталь
65×8 Чугун
70×10 Сталь
75×12 Чугун
80×14 Сталь
85×8 Чугун
90×10 Сталь
95×12 Чугун
100×14 Сталь
105×8 Чугун
110×10 Сталь 8,5
120×12 Чугун
125×10 Сталь 7,5
140×16 Чугун
135×18 Сталь
145×16 Чугун
150×18 Сталь
160×20 Чугун
180×10 Сталь

 





©2015- 2017 megalektsii.ru Права всех материалов защищены законодательством РФ.