Расчет режима деформации в черновой группе клетей

Принимаем обжатие в вертикальном окалиноломателе Ali^pi = 40 мм. При этом ширина раската становится равной ширине готовой полосы, т.е. 1540-40= 1500 мм.

1. Определяем параметры очага деформации в вертикальной клети (параметры вертикальной клети приведены в табл. 6.1):

2. Находим глубину зоны пластической деформации но формуле где /?сл - толщина сляба.

3. Определяем относительное обжатие за проход

4. Вычисляем скорость деформации

5. Определяем сопротивление деформации прокатываемого металла

6. Находим среднее контактное давление

7. Рассчитываем усилие прокатки

8. Определяем коэффициент плеча равнодействующей и находим крутящий момент прокатки

Полученные усилие прокатки и крутящий момент значительно ниже предельных (см. табл. 8.1).

Определение обжатий в горизонтальных клетях черновой группы

1. Находим максимально возможные обжатия из условия захвата металла валками

где Озшах - максимальный угол захвата; /?рт;„ - радиус рабочих валков.

Принимаем а,тах = 18° = 0,313 и получаем:

  • - для 1-й клети (Dmjn - 1300 мм): сцп1ах = (0,314)2 ? 650 = 64 мм;
  • 2
  • - для остальных клетей (Ц„т = 1120 мм): otanax = (0,314)" • 560 = 55 мм.
  • 2. Находим максимально возможное обжатие по условию прочности валков. Первая клеть черновой группы - двухвалковая. Допустимое усилие прокатки в этой клети определяем по формулам (8.2) и (8.3), которое составляет 24 МН (см. табл. 9.1).

Предположим, что рср = 70 МПа, тогда находим максимально допустимое обжатие по формуле

Таким образом, лимитирующим фактором, ограничивающим величину разового обжатия, является захватывающая способность валков. Учитывая эго, а также стремясь обеспечить равномерную загрузку клетей по усилиям и мощности, принимаем следующее распределение обжатий и коэффициентов вытяжки по клетям черновой группы:

Номер клети

1

2

3

4

5

0, мм........................

240

185

135

91

55

h, мм........................

185

135

91

55

35

А/г, мм.......................

55

50

44

36

20

?, %............................

22,9

27,0

32,6

39,6

36,4

1.................................

1,30

1,37

1,48

1,66

1,57

3. Рассчитаем параметры прокатки в первой клети:

4. Определяем время нахождения раската в вертикальной клети и на рольганге перед черновой клетью. Длина рольганга составляет /рол =18 м. Скорость движения раската по рольгангу грол = 1,2 м/с.

С учетом этих данных находим снижение температуры, вызванное тепловыми потерями на излучение:

где С - коэффициент, зависящий от марки стали, при прокатке углеродистых сталей Ci = 19,5 • К) 12 мм/с • град3, а для легированных сталей Ci = 17,5 ? КГ12 мм/с ? град3; т- время прохождения сечения полосы расчетного участка, с; /г0 - начальная толщина полосы, мм; Т- температура полосы в промежутке между проходами, т.е. в начале расчетного участка, °С.

5. Определяем температуру начала прокатки в черновой клети

6. Рассчитываем скорость деформации (v,,epH = 1,25 м/с, см. табл. 9.1):

7. Определяем предел текучести (истинное значение сопротивления деформации) раската

8. Среднее контактное давление определяем по формуле

Здесь щпа - коэффициент нанряженно-деформированного состояния.

9. Находим усилие прокатки

10. Определяем коэффициент плеча момента по эмпирической формуле В.М. Луговского для условий прокатки толстой полосы и крутящий момент на одном валке:

11. Проверим загрузку двигателя одного валка при выбранном обжатии:

Поскольку скорость прокатки постоянна, Мди„=0. Передаточное отношение в главной линии первой клети составляет i = 23,3 (по характеристике стана). Находим

Момент трения Мтр, затрачиваемый на преодоление сил трения в передаточной линии, обычно представляют в виде суммы

где МтР1 и Мгр2 - момент сил трения в подшипниках валков и в передаточных механизмах, соответственно.

Известно, что

где/, - коэффициент трения в подшипнике; d - диаметр цапфы (шейки).

На стане 2000 применяются подшипники жидкостного трения (ПЖТ). Принимаем d= 1000 мм (с учетом втулки-насадки);/, = 0,003. Тогда получим

Момент сил трения в передаточных механизмах Мтр2 равен

где r|v- общий коэффициент полезного действия передачи двигатель - валки.

Согласно литературным данным, принимаем r|v = 0,9. В результате находим

Момент холостого хода М'х обычно определяют по эмпирической зависимости

Номинальный момент двигателя Миш указан в паспорте или в каталоге двигателей. Кроме того, его можно рассчитать по формуле

где Р„ом - номинальная мощность двигателя, кВт; г|лв - коэффициент полезного действия двигателя; «дв - число оборотов двигателя, об/мин.

На первой клети установлен синхронный двигатель мощностью Рноы = 5000 кВт с числом оборотов /?лв = 375 об/мин при г|лв = 0,95.

При расчете по формуле (9.5)

Возвращаясь к формуле (8.17), находим

Определяем суммарный крутящий момент на валу двигателя, используя формулу (9.1):

Коэффициент перегрузки двигателя но моменту составит

что вполне допустимо.

12. Проверяем электродвигатель на нагрев.

Для этого надо рассчитать эквивалентный (среднеквадратичный) момент на валу двигателя Мдв.экв. Он определяется по формуле

где тм - продолжительность прокатки; т„ - продолжительность пропуска.

Находим

где Lq- начальная длина сляба; X- коэффициент вытяжки; V| - скорость прокатки в первой черновой клети.

Принимаем тп = 90 с. По формуле (9.6) получаем

Условие Л/дазкв < Мнш выполняется.

Параметры прокатки в остальных клетях черновой группы рассчитываются аналогично.

Обжатия в вертикальных валках универсальных клетей выбирают так, чтобы ликвидировать уширение, полученное при прокатке в горизонтальных валках. Уширение может быть рассчитано но формуле

где Лр - радиус рабочего валка; /у - коэффициент трения при установившемся процессе прокатки.

Например, при прокатке в первой клети (принято /у = 0,25) уширение

Определение обжатий в горизонтальных клетях чистовой труппы

Определяем максимально возможное обжатие по условиям захвата и прочности валков. Принимаем а11ШХ = 16° или 0,279 рад. Тогда при Dmm = 760 мм максимально возможное обжатие

Максимально допустимое усилие прокатки составляет 30,5 МН (см. табл. 9.1). Принимаем ориентировочно /?ср = 200 МПа. Исходя из прочности валков, находим максимально допустимое обжатие

Следовательно, частное обжатие ограничивается прочностью валков и не может превышать 26 мм.

Для расчета распределения обжатий по проходам в клетях непрерывной группы используем формулу, выведенную из условия равномерной загрузки первых 4-5 клетей и уменьшения загрузки двигателей в последних клетях:

где h, - толщина полосы на выходе из /-й клети, мм; h„ - толщина подката перед чистовой группой, мм; /?к- конечная толщина полосы, мм; у, - коэффициент загрузки клетей, определяемый как отношение суммы потребляемой на прокатку мощности от первой до г-й клети (включительно) к общей мощности прокатки во всех клетях чистовой группы; т - коэффициент, рассчитываемый по эмпирической формуле

Коэффициент У; определяется но кривым удельного расхода энергии, получаемым экспериментально для близких условий прокатки. При этом примем условие, что мощность Рж$, расходуемая на прокатку в первых четырех клетях чистовой группы, одинакова, а в остальных трех клетях составляет соответственно 0,8Ддеф, 0,7Ддеф и

О.бРдеф. Тогда коэффициенты у, но клетям будут следующими (от 6-й до 12-й): 0,163; 0325; 0,488; 0,630; 0,870; 0,894; 1,0.

Рассчитываем параметры прокатки для шестой клети:

Аналогично ведут расчеты для остальных клетей. После корректировки расчетных данных режим обжатий в чистовой группе имеет вид:

Номер клети

6

7

8

9

10

11

12

/?о, мм...............................

35

17

9

5,6

4,0

3,0

2,4

/? 1, мм...............................

17

9

5,6

4,0

3,0

2,4

2,0

Д/i, мм..............................

18

8

3,4

1,6

1,0

0,6

0,4

ё, %.................................

51,5

47,1

17,8

28,6

25,0

20,0

16,7

X.......................................

2,06

1,89

1,61

1.40

1,33

1,25

1,20

Обжатие в чистовом окалиноломателе не учитывалось, гак как на стане установлен роликовый окалиноломатель, где деформация очень мала.

Рассчитаем энергосиловые параметры прокатки в 6-й клети.

1. Определим температуру раската при поступлении его в чистовую группу. Допустим, температура металла на выходе из черновой группы 1080 °С. Длина полосы после пятой клети

2. Находим общее время нахождения полосы на рольганге, длина которого 132,9 м. Скорость движения полосы но рольгангу 4 м/с.

3. Определяем снижение температуры полосы за счет излучения:

где г - температура раската в предыдущем пропуске, °С; т- время предыдущего пропуска и последующей паузы, с; /?0 - толщина раската после предыдущего пропуска, мм.

Таким образом, температура металла при входе в шестую клеть

4. Определяем скорость прокатки в 6-й клети, при этом принимаем, что скорость выхода полосы из последней чистовой клети >2 = 16 м/с.

5. Находим длину очага деформации и фактор формы:

6. Рассчитываем среднюю скорость деформации

7. Определяем истинное сопротивление деформации полосы

8. Рассчитываем среднее контактное давление

Так как при прокатке в чистовых клетях уширение практически отсутствует, то /?р = 1,15.

При прокатке тонких полос, когда /(//?ср > 1 влияние внешних зон заметно ослабевает, а влияние контактных сил трения растет; значение коэффициента напряженного состояния п„ можно рассчитать по формуле М.Я. Бровмана:

Тогда /7ср = 1,15 - 1,57 -114 = 206 МПа.

9. Влияние натяжения концов полосы на контактное давление может быть учтено дополнительно с помощью формулы

где р' - среднее контактное давление, рассчитанное без учета натяжения; qQ, с] - соответственно заднее и переднее удельное натяжение.

Однако в 6-й клети заднее натяжение отсутствует, а переднее натяжение невелико, поэтому им можно пренебречь.

10. Определяем усилие прокатки и крутящий момент на бочке валков:

Проверка загруженности двигателя по среднеквадратичному и максимальному моменту выполняется подобно тому, как было сделано для 1-й клети черновой группы.

Аналогично рассчитывают энергосиловые параметры в остальных клетях чистовой группы.

При определении истинного сопротивления деформации (предела текучести) необходимо учитывать остаточное упрочнение металла. Но если допустить, что в межклетьевом промежутке металл полностью разунрочняется, то такими расчетами можно пренебречь.

Скорость прокатки ио клетям определяют из условия постоянства секундных объемов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >