Технология прокатного производства

 

2. Задаемся средним  допускаемым углом захвата. На  основе практических данных, принимаем для случая прокатки рядовых марок сталей углов захвата 24…27⁰ (для кипящих сталей - 27⁰; для спокойных - 24⁰), а при прокатке специальных сталей угол захвата равен 24…25⁰.

Угол захвата зависит  от температуры прокатываемой полосы и скорости прокатки. На рисунке 7.1 приведены  кривые зависимости угла захвата  от температуры и скорости прокатки, построенные для условий прокатки на стальных и чугунных валках.

 

 

Рис. 7.1 – Зависимость угла захвата от температуры и скорости прокатки

 

3. Находим средний катающий диаметр валков с учетом возможного уменьшения его номинального диаметра при переточках на 10%:

 

 

где  K_п – коэффициент, учитывающий уменьшения диаметра валка при переточках (K_п = 0,9 - при переточках; K_п = 1,0 - при восстановлении первоначальных размеров наплавкой);

D₀ – номинальный диаметр валка;

– средняя глубина калибров:

 

;

 

где    – глубина первого калибра (гладкой бочки);

 – глубина второго калибра и т.д.

n – количество калибров.

Глубина калибров валков блюмингов в среднем составляет 160…220мм, за исключением I калибра (гладкая бочка). При прокатке слябов глубина вреза I калибра должна обеспечивать прокатку слябов минимальной толщины. При отсутствии в сортаменте блюминга слябов глубина вреза первого калибра достигает 100 мм и более.

Необходимо учесть, что  при этом значительно уменьшается  катающий диаметр валков, ухудшаются условия захвата и уменьшается  глубина проникновения деформации. Удовлетворительная прорабатываемость слитка получается когда   .

Таблица 7.1– Размеры ящичных калибров блюмингов

 

Наименование	Н о м е р     к а л и б р а
	1	2	3	4	5
Высота калибра hk, мм	100…150	180…230	170…200	170…190	170…190
Ширина калибра* по дну bk, мм	700…800	370…420	270…350	200…280	150…200
Выпуск калибра, %	15…25	20…30	15…25	15…25	15…25
Радиус закругления  у дна, мм	30…50	35…40	30…35	30…35	25…30
Радиус закругления  у разъема, мм	35…40	30…35	30…35	30…35	30…35
Выпуклость дна f, мм	-	5…10	5…10	-	-

^* При прокатке слябов ширина калибра 1 может достигать 1700 мм.

4. Находим максимальное обжатие, которое можно дать в калибре:

 

Dh_max = D_k.ср (1 – cos a)

Среднее обжатие составляет:

Dh_ср = K_з K_нз Dh_max

 

где    K_з – коэффициент загрузки стана (K_з = 0,75…0,95);

K_нз – коэффициент надежности захвата (K_нз = 0,93…0,98).

 

Для удобства работы оператора  среднее обжатия округляем в  меньшую сторону до числа кратного 10 мм.

 

5. Находим суммарное обжатие по одной и другой сторонам раската

 

 - по стороне Н;

 

 - по стороне В;

 

где к – условный показатель уширения;

Н_сл, В_сл – толщина и ширина максимального сечения исходного слитка;

h_бл , b_бл – толщина и ширина сечения блюма или сляба.

 

Обычно « к » находится в пределах 0,15…0,25 в зависимости от того, на каком блюминге производится прокатка. Большее значение « к » берется для малых блюмингов, а меньшее значение - для больших /1/.

 

6. Находим число проходов  для каждой стороны, зная суммарное  обжатие и среднее обжатие  за проход:

 

 

Уточняем число проходов с расчетом того, чтобы количество проходов по каждой стороне было равно  целому числу, а сумма их должна быть нечетным числом. Зная число проходов, окончательно рассчитываем обжатия по проходам, округляя значения обжатий до 10 мм.

 

7. Устанавливаем количество  и порядок кантовок. Для увеличения  производительности стана желательно принимать возможно меньшее количество кантовок, так как при каждой кантовке требуется дополнительно 3...5 с. Однако, для получения блюмов высокого качества желательно кантовки производить возможно чаще. Большое обжатие в одном направлении может привести к образованию внутренних разрывов, а также образованию и раскрытию трещин, рванин и других дефектов на боковой поверхности раската из-за неравномерной деформации по толщине и увеличивающегося свободного уширения.

Как правило, кантователь  устанавливается с передней стороны  блюминга и поэтому кантовки можно  производить после соответствующих  четных проходов. Исключением является прокатка слябов на блюминге, когда кантовка раската после нечетных ребровых проходов на плашку может производиться без применения кантователя.

При установлении порядка  кантовок следует устанавливаться  следующими положениями:

• если металл мягкий, пластичный, хорошо прогретый, то кантовки необходимо производить через 4 - 6 проходов;
• если металл малопластичный, плохо прогретый или склонный к образованию трещин, то кантовки рекомендуется производить через каждые 2 прохода;
• во избежание потери устойчивости раската (образования ромбовидной формы поперечного сечения) при прокатке на гладкой бочке (1 калибр) отношение высоты раската (H) к его ширине (B) должно быть не более 1,3…1,4. При прокатке в ящичных (прямоугольных) калибрах допускается отношение Н/В < 1,7…1,8, так как раскат от сваливания при прокатке удерживается стенками калибра;
• при передаче раската из калибра в калибр необходимо предусмотреть кантовку, так как последующий калибр всегда более узкий, чем предыдущий;
• перед последним проходом необходимо предусмотреть кантовку для получения более точных размеров блюма или сляба.

Устанавливаем схему  прокатки.

Валки блюминга имеют  обычно 4 - 5 прямоугольных калибра. Число проходов на блюминге колеблется от 9 до 21. В зависимости от размеров конечного сечения блюмов проходы по калибрам распределяются следующим образом:

Таблица 7.2 – Основные схемы прокатки на блюминге

Схема прокатки	К А Л И  Б Р Ы					Всего проходов
	I (бочка)	II	III	IV	V
1	1,2,3,4 X	5,6,7,8 X	9			9
2	1,2 X 3,4,5,6 X	7,8,9,10 X	11			11
3	1,2,3,4,5,6 X	7,8,9,10 X	11			11
4	1,2 X 3,4,5,6,7,8 X	9,10,11,12 X	13			13
5	1,2,3,4 X 5,6,7,8 X	9,10,11,12 X	13			13
6	1,2 X	3,4,5,6 X	7,8 X	9		9
7	1,2,3,4 X	5,6,7,8 X	9,10 X	11		11
8	1,2 X 3,4,5,6 X	7,8,9,10 X	11,12 X	13		13
9	1,2,3,4,5,6 X	7,8,9,10 X	11,12 X	13		13
10	1,2 X 3,4,5,6,7,8 X	9,10,11,12 X	13,14 X	15		15
11	1,2,3,4 X 5,6,7,8 X	9,10,11,12 X	13,14 X	15		15
12	1,2 X 3,4,5,6 X	7,8,9,10 X	11,12 X	13,14 X	15	15
13	1,2,3,4,5,6 X	7,8,9,10 X	11,12 X	13,14 X	15	15
14	1,2 X 3,4,5,6,7,8 X	9,10,11,12 X	13,14 X	15,16 X	17	17
15	1,2,3,4 X 5,6,7,8 X	9,10,11,12 X	13,14 X	15,16 X	17	17

 

В первом калибре число проходов обычно равно 6-10. Во втором калибре обычно делают 4 прохода без кантовки или с одной кантовкой после двух проходов. В третьем калибре может быть один проход, если это выпускной калибр, или два прохода, а с кантовкой 4 прохода. В четвертом калибре - два прохода или один проход, если из него выдается готовый блюм. В пятом калибре делает один проход.

 

8. Расчитываем размеры раската по проходам. Для этого необходимо знать величину уширения в каждом проходе. Уширение по проходам можно определить по формулам Бахтинова Б.П. (с учетом влияния температуры на величину коэффициента трения) или Чекмарева А.П. (с учетом влияния формы очага деформации). Расчетное значение уширения необходимо округлить до 5 мм.

Для инженерных расчетов можно рекомендовать следующие  правила определения расчетной температуры по пропускам:

а) Для первого основного  периода прокатки слитков температура  принимается постоянной, на 15…30⁰С ниже (в зависимости от массы слитка, условий его транспортировки к стану и т.п.) температуры слитка в нагревательном колодце.

б) В последних проходах, после уменьшения одного из размеров сечения до 350…370 мм, расчетная температура снижается на 5…15⁰С вначале после каждой пары пропусков, затем после каждогo пропуска и на 15…30⁰С перед прокаткой в последнем пропуске самых тонких слябов или мелких сечений блюмов. Снижение температуры после пауз с кантовкой больше, чем в смежных пропусках без кантовок.

Обычно принимают, что уширение в первом проходе и в проходе после первой кантовки равно нулю (имеет место уплотнение литой структуры слитка).

9. Определяем размеры калибров.

Прокатка на гладкой  бочке производится со свободным  уширением. При прокатке только блюмов ширина первого калибра равна максимальной ширине прокатываемого слитка плюс 50мм. В том случае, когда на блюминге производится прокатка блюмов и слябов, ширина первого калибра на 150-200 мм больше максимальной ширины сляба.

В других калибрах прокатка ведется со стесненным уширением (защемлением), в этом случае уширение составляет 70…80% от свободного уширения.

Ширина у дна этих калибров равна минимальной ширине раската, задаваемого в этот калибр.

Выпускающие (чистовые) калибры  имеют ширину у дна калибра на 2…5 мм больше ширины задаваемой полосы.

Величина выпуска боковых стенок калибров определяется следующими требованиями. Для лучшего восстановления калибра и увеличения свободного пространства для уверения металла желательно иметь выпуск побольше. Для повышения устойчивости раската в калибре необходимо, наоборот, уменьшить величину выпуска.

Для преодоления противоречий при выборе величины выпуска делают ящичный калибр с двумя выпусками. От дна до половины глубины выпуск принимают равным 15…25%, у зазора выпуск увеличивается до 30…40%. Это обеспечивает больший простор на уширение.

Выпуск калибров III, IV и V составляет 15…25%. Тогда ширина калибра у зазора равна:

 

В_к= b_к + (0,15…0,25) h_к

 

Выпуклость дна калибра f будет в пределах 5…10 мм. Радиус закругления у дна калибра для выпускающих калибров принимают по ГОСТУ 4692-57. Для остальных калибров радиус закругления равен:

 

r = ( 0,08 … 0,1) B_к

Радиус у зазора принимают:

R = ( 0,1 … 0,15) h_к

 

ТЕМА 8

 

скоростные режимы, производительность реверсивного прокатного стана

 

Высокая производительность реверсивного прокатного стана - блюминга, слябинга, толстолистового стана (ТЛС) обеспечивается не только применением интенсивных обжатий, но и скоростными условиями прокатки. В течение каждого прохода число оборотов изменяется: в начале прокатки скорость увеличивают и снижают ее при выходе (выбросе) раската из валков. После каждого прохода двигатель останавливают, меняют направление вращения (реверсивная прокатка), и цикл повторяется в следующем проходе с ускорением и замедлением вращения валков.

Оптимальным сочетанием обжатий и  скоростей прокатки достигают высокой производительности реверсивного прокатного стана.

С точки зрения получения максимальной производительности реверсивного прокатного стана целесообразно среднюю скорость прокатки иметь как можно большей. Однако скорость прокатки ограничивается условиями захвата металла валками. При слишком большой скорости захват раската может произойти или будет неустойчивый. Выброс раската при большой скорости, особенно в паузах без кантовок, также нежелателен, так как это увеличивает время пауз. Максимальная скорость прокатки ограничивается технически возможной частотой вращения электродвигателя и его мощностью, поскольку при превышении номинальных оборотов допустимый крутящий момент электродвигателя снижается.

Следует указать, что несоблюдение соотношения между обжатиями  и скоростями прокатки, например применение больших скоростей при интенсивных обжатиях, может привести к буксованию и срыву раската при прокатке и даже к авариям на стане. Поэтому необходимо наряду с расчетом режима обжатий определить также скоростные условия прокатки, исходя из длин раскатов, наличия кантовок, состояния поверхности и условий захвата и других факторов в каждом калибре.

Определение скоростного режима необходимо для расчета  производительности реверсивного прокатного стана, крутящих моментов и мощности главного привода блюминга.