Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Основные размеры слитка и блюма (сляба)

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Практические работы

По дисциплине

«Технология производства заготовок и сортового проката»

Учебно-методическое пособие

Часть 2

Направление: 550500 – металлургия

Специальность: 110600 – обработка металлов давлением

Череповец

Практические работы по дисциплине «Технология производства заготовок и сортового проката»: Учебн.-метод. пособие. Череповец: ЧГУ, 2005. с.

Рассмотрено на заседании кафедры машины и агрегаты металлургических заводов, протокол № от 2005г.

Одобрено редакционно-издательской комиссией Института металлургии и химии ЧГУ, протокол № от 2005г.

Р е ц е н з е н т ы: И.А.Кожевникова – канд. техн. наук, доцент (ЧГУ)

В.А. Кожевников – специалист УПБ ОАО «Северсталь», канд. техн. наук.

Н а у ч н ы й р е д а к т о р: Э.А. Гарбер - д-р техн. наук, профессор

С о с т а в и т е л ь: М.А.Тимофеева – ст. преподаватель

Ó Череповецкий государственный

университет, 2005

Введение

Учебно-методическое пособие написано на основе курса лекций по дисциплине «Технология производства заготовок и сортового проката». Основная задача пособия – познакомить студентов с методиками расчета режима обжатий и скоростных режимов прокатки на блюминге и закрепить лекционный материал.

В соответствии с учебным планом на выполнение практических занятий отводится 16 часов, 2 часть пособия рассчитана на второй семестр учебного года и предусматривает выполнение двух практических занятий (6 часов). На занятии каждый студент получает индивидуальное задание (табл.2), что улучшает процесс изучения нового материала.

Занятие 1

Расчет режима обжатий на блюминге

Теоретические сведения

В основу расчета режима обжатий на блюминге должно быть положено стремление получить полупродукт требуемых размеров поперечного сечения и необходимого качества из слитка заданного размера за минимальное количество проходов при максимальной производительности обжимного стана. Для достижения максимальной производительности потребуются максимально возможные обжатия в каждом проходе, величина которых ограничивается условиями захвата металла валками, пластичностью металла, прочностью валков и шпинделей, мощностью электродвигателя. При определенных условиях прокатки обычно преобладает влияние одного из перечисленных факторов. Так, при прокатке блюмов и узких слябов (шириной до 900 мм) из низко- и среднеуглеродистых сталей ограничивающим фактором является захватывающая способность валков. При прокатке высокоуглеродистых и легированных сталей величина обжатий ограничивается пластичностью металла. При прокатке слябов шириной 1000-1250 мм обжатия ограничиваются величиной допустимого крутящего момента в линии привода и мощностью электродвигателей, а при прокатке более широких слябов - условиями прочности рабочих валков.

В основу приведенного ниже расчета режима обжатий при прокатке на блюминге положен принцип выбора обжатий по максимально допускаемым углам захвата [1, 2]. По практическим данным для рядовых марок сталей допускаемый угол захвата составляет 25-27°, в среднем 26°, при прокатке высокоуглеродистых и легированных сталей угол захвата следует принимать 24-25°.

Методика расчета режима обжатий на блюминге.

1. Расчет максимального и среднего обжатия

Величина максимального обжатия Δh_max может быть определена по максимально допустимому углу захвата (1) или по уравнению В.Е. Грум-Гржимайло (2).

, (1)

где D _К- катающий диаметр валка (по дну ящичного калибра), мм; α _max – максимальный угол захвата, град: при скорости прокатки

для стальных валков ;

для чугунных валков .

, (2)

где f – коэффициент трения, определяемый по формуле[1]:

где k₁ – коэффициент, учитывающий химсостав материала валков (для чугунных валков k₁= 0,8; для стальных валков с шероховатой поверхностью k₁ = 1,0); k₂ – коэффициент учитывающий химсостав прокатываемого металла (k₂= 1,0 – углеродистые стали; k₂ = 1,1 – ледебуритные стали; k₂ =1,3 – перлитно-мартенситные стали; k₂ = 1,4-1,5 – аустенитные стали; k₂ =1,55 – ферритные стали); k₃ - коэффициент, учитывающий влияние скорости прокатки (рис.1); t – температура прокатки, ° С.

Катающий диаметр можно определить по формуле:

где D _Н – номинальный диаметр валка по буртам, мм; h _К – толщина блюма, мм; t – зазор между валками, для блюминга при сведенных валках находится в пределах 15÷20 мм и зависит от диаметра валков:

Рис. 1. Зависимость коэффициента k ₂ от скорости прокатки

2. Расчет необходимого количества проходов

Для получения из слитка сечения блюма требуемого сечения необходимо произвести обжатие как по стороне H, так и по стороне B (рис. 2). При этом величина обжатия по каждой стороне будет больше разности начального и конечного размеров ( или ), так как при обжатии по одной из сторон размер другой стороны увеличивается за счет уширения.

Рис.2. Схема получения блюма из слитка при прокатке с уширением: - дополнительное обжатие по стороне H; - дополнительное обжатие по стороне B

Суммарное обжатие по одной и по другой стороне раската определяется следующими выражениями:

;

где ΣΔ h _H, ΣΔ h _В – суммарное обжатие по сторонам H и B соответственно; - дополнительное обжатие по стороне H; - дополнительное обжатие по стороне B.

Коэффициент k представляет собой условный показатель уширения. По данным практических калибровок k = 0,1 ÷ 0,25. Для расчета предварительного режима обжатий можно принимать k = 0,15.

При известной величине среднего обжатия за проход можно определить необходимое количество проходов при обжатии по стороне H и по стороне B:

; ,

где n _H, n _B – количество проходов по стороне H и по стороне B соответственно.

Результат округляем до ближайшего целого числа, причем общее число проходов для одноклетевых блюмингов должно быть нечетным, для двухклетевых – четным.

3. Выбор порядка кантовок и схемы прокатки[2].

В процессе прокатки возникает необходимость кантовки раската. При выборе числа и порядка кантовок необходимо учитывать следующее:

1. На большинстве блюмингов кантователь имеется только с передней стороны рабочей клети, поэтому кантовки следует назначать после
четных проходов.

2. При прокатке малопластичных сталей кантовку необходимо производить через каждые два прохода.

3. После первых двух проходов на гладкой бочке делают кантовку
для ликвидации конусности слитка со всех сторон, что также способствует лучшему удалению окалины с поверхности слитка.

4. При прокатке на гладкой бочке раскат сохраняет устойчивость,
если отношение h/b не превышает значения 1,3÷1,5. Поэтому необходима своевременная кантовка раската по мере увеличения отношения b/h в процессе прокатки, если последующие после кантовки проходы будут производиться на гладкой бочке. Если раскат после кантовки будет передаваться во 2-ой калибр и последующие, то можно допустить отношение h/b = 1,7 ÷ 2,0.

5. Кантовка требует дополнительных затрат времени, поэтому, чтобы не снижать производительность стана, следует назначать только необходимые кантовки и совмещать кантовку с передачей раската из калибра в калибр.

6. При прокатке в калибрах кантовка необходима в случае переполнения калибра, практически во 2-ом калибре без кантовки можно давать не более четырех проходов, а в последующих калибрах не более двух проходов.

7. Для повышения точности размеров блюмов перед последним проходом необходима кантовка, в последнем калибре делают только один проход.

В прил. приведены некоторые применяемые на ОАО «Северсталь» схемы прокатки и кантовки на блюминге 1300, которые могут служить руководством при расчете режима обжатий [3]. При выборе схемы прокатки необходимо обращать внимание на соответствие рассчитанного количества проходов по стороне H и по стороне В выбранной схеме. Для этого полезно выбранную схему представить в виде последовательности обозначений обжимаемых сторон. Например, схему VI представляем в виде:

т.е. в этом случае n _H = 6, n _B = 5.

4. Расчет предварительного режима обжатий

Для принятого количества проходов n _H, n _B определяем среднее обжатие по сторонам (округляем результат до значений кратных 5):

;

Уширение полосы Δb в ящичных калибрах можно определить по формуле Э. Зибеля:

где Н – высота задаваемой полосы в калибр, мм; Δh – обжатие в данном проходе, мм.

При расчете предварительного режима обжатий показатель уширения в каждом проходе можно принять по следующему приближенному выражению:

где N – номер прохода.

В первых двух проходах уширение можно принять равным нулю, так как в этих проходах происходит уплотнение металла. Рассчитанную величину уширения в последующих проходах можно округлить до ближайшего значения, кратного 5.

Данные расчета предварительного режима обжатий сводят в таблицу:

№ калибра	№ прохода	обжимаемая сторона	обжатие Δh, мм	Размеры сечения, мм	Уширение Δb, мм	отношение h/b
Н	В

Если в результате расчета размеры блюма не соответствуют требуемым, то нужно определить разность размеров по высоте H-h _К и по ширине B-b _К. Ели разность окажется положительной (отрицательной), то необходимо увеличить (уменьшить) обжатия в нескольких проходах по соответствующей стороне на величину, в сумме равную разности размеров по этой стороне.

5. Определение основных размеров калибров и проверка условий захвата(рис.3).

Глубину вреза ручьев Н _ВР можно рассчитать по формулам:

при (ящичный прямоугольник (бочка))

где h – высота профиля на выходе из валков в последнем проходе этого калибра, мм;

при (ящичный квадрат)

где h – наименьшая высота профиля на выходе из этого калибра, мм.

Рис.3. Основные геометрические размеры ящичного калибра

Проверяем условия захвата по проходам из выражения (1):

где D _К – катающий диаметр определяем с учетом переточки валков на 10%:

Если углы захвата по проходам α не превышают допустимого угла захвата α _max, то переходим к определению основных размеров калибра, в противном случае необходимо выполнить корректировку величин обжатий по проходам.

Основные размеры ящичного прямоугольника (бочки).

В зависимости от ширины исходной полосы b₀ выбирается ширина калибра по дну ручья:

Так как первый калибр (бочка) имеет небольшую глубину вреза ручья, то выпуск боковых стенок калибра tgφ можно определить по формуле, %:

Высота калибра Н_К определяется в соответствии с глубиной вреза ручья Н _ВР и зазором между валками t:

. (3)

Выбрав величину выпуска боковых стенок калибра, определяем ширину калибра:

Закругления углов у дна калибра r (бочки) рекомендуется выполнять радиусом 40÷50 мм, у буртов r₁ = 35÷40 мм. Значения радиусов закруглений можно определить по формулам

;

Основные размеры ящичного квадрата.

Ширина калибра по дну должна обеспечить прокатку с защемлением самого узкого раската, т.е. должно выполнятся условие .

где b - ширина самого узкого раската прокатываемого в этом калибре, мм.

Ширина калибра у разъема B _Кдолжна быть на 5-10 мм больше ширины самого широкого раската прокатываемого в этом калибре.

Уклон боковых стенок ящичного квадрата находится в пределах 10÷25 %, определяем по одному из равенств [1,2]:

или .

После проведения корректировки режима обжатий и определения требуемых размеров калибров составляется окончательная таблица режима обжатий при прокатке блюмов требуемого размера (табл.1). Показания циферблата на клети блюминга определяются как разность высоты сечения раската в данном проходе и высоты калибра при минимальном зазоре между валками (t = 15 мм).

Таблица 1

Режим обжатий на блюминге при прокатке блюмов мм.

№ калибра	№ прохода	обжимаемая сторона	обжатие Δh, мм	Размеры сечения, мм	Уширение Δb, мм	отношение h/b	угол захвата, α, град.	показания циферблата
Н	В

6. Размещение калибров на валках и построение калибровки валков

Существуют три способа расположения калибров на бочке валков блюминга:

1. калибры расположены последовательно по длине бочки от первого до последнего, глубина вреза ручьев всех калибров большая (так называемый европейский способ);

2. первый калибр расположен посередине валка и представляет собой гладкую широкую бочку. Остальные ящичные калибры расположены по обе стороны от первого калибра (так называемый американский способ);

3. калибры расположены последовательно. Первый калибр представляет собой гладкую широкую бочку с небольшой глубиной вреза, остальные калибры также имеют небольшую высоту. Эта схема чаще всего применяется на отечественных обжимных цехах (рис.4).

Рис.4. Калибровка валков блюминга 1300.

Кроме первого калибра, на бочке валка нужно расположить 3-4 ящичных калибра шириной 150-500 мм с глубиной вреза ручья 80-110 мм. Длина бочки валка на блюминге составляет 2500-2800 мм. При размещении калибров на валках принимают крайние бурты шириной 80-110 мм. Ширину промежуточных буртов принимают равной

Чтобы обеспечить большую устойчивость раската на рольганге, а также чтобы компенсировать уширение при прокатке в последующем калибре, II и III калибр выполняют с выпуклым дном. Обычно величина выпуклости s не превышает 2,5-5 мм.

Задание

1. Рассчитать режим обжатий и назначить схему прокатки (табл.1) на блюминге 1300 для прокатки блюма (сляба) из слитка массой G _сл(табл.2), если номинальный диаметр валка по буртам 1250 мм; длина бочки валка 2800 мм; валки изготовлены из стали 60ХН; средняя температура прокатки 1080°С.

Таблица 2

Основные размеры слитка и блюма (сляба)

№
h ₀, мм
b ₀, мм
h _K,мм
b _K,мм
G _сл, т	8,7	8,35	8,7	8,0	8,0	13,1	13,0	13,1	14,5	14,5	14,5	14,0
марка стали	1сп	08ю	2сп	17кп	3пс	06ю	20сп	1пс	30Г2	17ГС		1пс

№
h ₀, мм
b ₀, мм
h _K,мм
b _K,мм
G _сл, т	8,0	8,0	8,0	8,0	8,0	13,1	13,0	13,1	13,1	13,0	14,5	14,0
марка стали	4кп	2кп	15кп	1кп	20кп	15сп	5сп		06пс	30Г2	17кп	4кп

2. Выполнить построение калибровки валков исходя из расчетных данных (рис.4).

Занятие 2

Скоростной режим прокатки

Теоретические сведения

Блюминги и слябинги являются реверсивными станами. В течение каждого прохода частота вращения валков изменяется: происходит разгон валков до момента захвата полосы, затем идет прокатка с ускорением, при этом частота вращения валков может достигать максимально возможных значений по технической характеристике электропривода, затем происходит уменьшение частоты вращения валков, вплоть до остановки. Последовательность изменения скорости вращения валков повторяется при изменении направления вращения на противоположное.

На рис. 5 представлены основные схемы изменения частоты вращения валков за проход: треугольные (I, II) и трапецеидальные (III, IV). В треугольной схеме I можно выделить следующие отрезки времени: τ _р - время разгона валков без раската, в течение которого частота вращения валков изменяется от 0 до п _з,при которой происходит захват полосы валками; τ _у - время ускорения валков вместе с раскатом при изменении частоты вращения от n _здо n _м - максимальной скорости вращения; τ _з - время прокатки с замедлением частоты вращения валков от n _здо n _в, при которой происходит выброс полосы из валков; τ _о — время остановки валков с уменьшением частоты вращения от n _в до 0.

Рис.5. Схемы изменения частоты вращения валков за проход:

I, II – треугольные; III, IV - трапецетдальные

Возможность практической реализации той или иной схемы изменения частоты вращения валков в течение прохода зависит от длины раската. При коротком раскате в первых проходах может быть реализована только треугольная схема, так как короткий отрезок времени τ _у не позволяет достигнуть значения п _м. При длинном раскате увеличение времени τ _у позволяет достигнуть максимально допустимой частоты вращения валков и вести прокатку в течение некоторого отрезка τ _у на максимальной скорости и далее с замедлением в течение τ _з. Практически такая возможность появляется после первых двух проходов.

12 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: