Разработка режимов прокатки листовой стали

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	N	Cu	As	Fe
0,14 - 0,22	0,15 - 0,3	0,4 - 0,65	до 0,3	до 0,05	до 0,04	до 0,3	до 0,008	до 0,3	до 0,08	~97

 

Визначимо номінальну масу одного листа:

 

                                           

                                             (2.1)     

                                                                        

де  – відповідно товщина, ширина і довжина готового листа;

 

 

На стані 2250 можлива прокатка розкатів завдовжки  до 18 м. Передній і задній кінець розкату  мають нерівну форму, тому для  отримання прямокутного листа необхідно  відрізувати передній і задній нерівні  кінці. Крім того необхідно відібрати  планки для механічних випробувань.

Виходячи  з можливостей стану і з  урахуванням торцевого обрізання  вибираємо двократний розкат.

Загальна  маса двох листів:

 

 

Визначаємо  необхідну масу сляба:

 

                                         

                                                 (2.2)

де  – коефіцієнт фабрикації переходу від сляба до листа, що забезпечує вирізку з розкату готових листів заданих розмірів, приймаємо .

 

 

Вибираємо геометричний розмір сляба. Ширину сляба  вибираємо рівною довжину сляба приймаємо

Знаходимо товщину сляба:

 

                                          (2.3)

 

Остаточні розміри сляба: 100×800×1500 мм

 

2.2 Розрахунок режиму обтиснень у кліті «ДУО»

 

Оскільки  довжина бочки валка в кліті ДУО складає 2250 мм, то витяжка слябу в довжину можлива до Тоді коефіцієнт витяжки при прокатці сляба у перших подовжніх проходах складе [4]:

                                      ,                                        (2.4)

 

де  – коефіцієнт витяжки.

Знаходимо товщину сляба після протяжки його в довжину:

 

                                                                             (2.5)

 

Визначаємо  сумарне обтиснення в подовжніх проходах:

 

                           

                            (2.6)

 

Знаходимо сумарний коефіцієнт витяжки при  розбитті ширини:

 

                        ,                                   (2.7)

 

де 140 –  величина бокової обрізі.

Знаходимо товщину розкату після розбиття ширини:

 

                                                      (2.8)

 

Знаходимо сумарне обтиснення при розбитті ширини:

 

                                                     (2.9)

 

Сумарне обтиснення в подовжніх проходах з урахуванням товщини рівної 16 мм [1] визначаємо як:

 

 

Визначимо обтиснення по проходах:

При прокатці слябу в довжину передбачаємо 2 проходи , так як кантівка можлива  тільки спереду кліті 

 

1-й прохід

;  2-й прохід ;

 

При розбивці ширини передбачаємо шість проходів, обтиснення при цьому розподіляємо таким способом – спочатку передбачаємо більші обтиснення, а в кінці менші.

 

3-й прохід

;4-й прохід ; 5-й прохід ;

 

6-й прохід

;7-й прохід ; 8-й прохід ;

 

Прокатку  сляба до заданої товщини робимо за два проходи, останній прохід робимо з меншим обтисненням:

 

9-й прохід

;10-й прохід

 

Знаходимо коефіцієнти висотної деформації і довжину розкату по проходах на кліті ДУО:

1-й прохід.

; ; ;

                                                       (2.10)

 

2-й прохід:

; ; ;

 

Кантівка  на 90° і розбиття ширини в наступних  6-х проходах.

3-й прохід:

; ; ;

 

4-й прохід:

; ; ;

 

Далі  розрахунок ведеться аналогічно. Розраховані  параметри прокатки в чорновій кліті  ДУО приведені в таблиці 2.2

 

Таблиця 2.2 Розрахункові параметри прокатки в чорновій кліті ДУО

№ прохід	Режим обжимань			Обжимання Δh, мм
	Н, мм	В, мм	L, мм
0	100	800	1500	0
1	84	800	1786	16
2	71	800	2113	13
КАНТІВКА
3	63	2113	902	8
4	55	2113	1033	8
5	47	2113	1209	8
6	40	2113	1421	7
7	33	2113	1722	7

Продовження табл. 2.2

8	27	2113	2104	6
КАНТІВКА
9	21	2104	2717	6
10	16	2104	3565	5

 

2.3 Визначення допустимих зусиль у валках кліті «ДУО»

 

Визначення  допустимих зусиль при прокатці виходячи з умов міцності валів на вигин:

                                     ,                                  (2.11)

 

де D - мінімальний діаметр валку,

довжина бочки валка ,

 – довжина шийки ,

 – допустиме напруження матеріалу валка на згинання , з урахуванням запасу  міцності , для чавунних валків приймаємо = 90 кгс/мм² .

При протяжці підставляємо В = 800 мм (ширина слябу) , а  при розбивці ширини В = 2113 мм .

При прокатці:

 

 

При розбитті ширини:

 

 

Визначаємо  допустиме зусилля по міцності шийки  валу. Шийка валу розраховується на вигин і на кручення.

 

                                           ,                                               (2.12)

 

                                                                                         (2.13)

 

де  – крутячий момент, що прикладається до валу (шийки) з боку приводу,

 – діаметр шийки валку.

Для шийки  валу:

 

                                                                                 (2.14)

 

або

 

                                        (2.15)

 

 

2.4 Розрахунок енергосилових параметрів при прокатці у кліті «ДУО»

 

Повне зусилля  прокатки:

                                                                               (2.16)

 

де Р_ср – середній питомий тиск, Н/мм²;

В – ширина розкату, мм;

l – довжина очагу деформації, мм.

 

                                                                         (2.17)

 

де σ_Т – опір деформації з урахуванням термомеханічних коефіцієнтів;

n_σ – коефіцієнт напруженого стану, який визначається в залежності від відношення довжини очагу деформації к середній товщині розкату;

n_В – коефіцієнт впливу ширини розкату на удільний тиск.

Для визначення опору деформації у діапазоні  температур 1073 – 1573°К (800 – 1300°С) Л.В. Андреюком і Г.Г. Тюленевим пропонується емпірична формула:

 

                                         (2.18)

 

де S, a, b, c – коефіцієнти для розрахунку опору деформації. З їх допомогою можна визначити опор деформації для вказаних марок сталей  при любому поєднанні швидкості , ступені і температури деформації.

Для сталі 3сп коефіцієнти дорівнюють:

S = 0,96; σ₀ = 9,07кг/мм²; а = 0,124, b = 0,167; с = - 2,54

 

                                              ,                                              (2.19)

 

де  l - довжина очагу деформації ,

h_ср – середня висота розкату при обжиманні.

При m > 2 , n_σ = 0,75 ÷ 0,25

 

При m ≤ 2 та m ≥ 0,4 ,                                              (2.20)

 

Коефіцієнт n_В залежить від параметрів „m” і „n”

 

                                                    ,                                             (2.21)

 

де  – середня ширина розкату.

При 0,4 < m < 2 і при 0,5 < n < 2 , n_В = 1 ;

При n > 5 n_В = 1,15 .

Ступінь деформації:

 

                                                ,                                         (2.22)

 

Середня швидкість деформації :

 

                                                                                         (2.23)

 

де V – середня швидкість прокатки, м/с.

1-й прохід

Довжина осередку деформації:

 

                            ,                          (2.24)

де R – радіус мінімального розміру валку. 

Ступінь деформації

 

 

Середня швидкість деформації

 

                                                                    (2.25)

 

Температуру початку прокатки на кліті «ДУО»  приймаємо на підставі технологічної  інструкції рівною 1453°К (1180°С).

Визначаємо  межу текучості:

 

 

 

Знаходимо параметри «m» і «n»:

 

                                                                              (2.26)

 

тому  що m > 0,5

 

 

 

тому  що n > 0,5, приймемо

Знаходимо середній питомий тиск:

 

 

Повний  тиск:

 

 

Далі  розрахунок виконується аналогічно, результати розрахунку представлені в  таблиці 2.3

 

Таблиця 2.3 Енергосилові параметри прокатки на кліті Дуо

№ проходу	Висота, h, мм	Середня висота, Нср, мм	Середня ширина, Вср, мм	Обтиснення, Δh, мм	Довжина осередку деформації, ld, мм	Середній ступінь деформації, ε, %	Температура по проходах, ТºС	Межа плинності, σТ, Н/мм2	Показник m=ld/Нср	Коефіцієнт напруженого стану, nσ	Показник n=Bcp/Нср	Середній питомий тиск, Рср, Н/мм2	Повне зусилля прокатки, Р, МН
1	100	92	800	16	84,1	16	1180	55,95	0,91	1,004	8,7	64,6	4,35
2	84	77,5	800	13	75,8	15,5	1170	59,22	0,98	1	10,3	68,1	4,13
3	71	67	2113	8	59,5	11,3	1157	50,79	0,89	1,007	31,5	58,8	7,39
4	63	59	2113	8	59,5	12,7	1148	54,42	1,01	1	35,8	62,6	7,87
5	55	51	2113	8	59,5	14,5	1139	58,71	1,17	1,012	41,4	68,3	8,59
6	47	43,5	2113	7	55,7	14,9	1129	61,7	1,28	1,031	48,6	73,1	8,60
7	40	36,5	2113	7	55,7	17,5	1117	67,18	1,52	1,09	57,9	84,2	9,91
8	33	30	2113	6	51,5	18,2	1105	70,06	1,72	1,15	70,4	92,6	10,09
9	27	24	2104	6	51,5	22,2	1088	64,77	2,15	1,287	87,7	95,8	10,39
10	21	18,5	2104	6	47,0	23,8	1075	70,53	2,54	1,386	113,7	112,4	11,12