Описание методики расчета и критерии выбора режима прокатки

Расчет режимов прокатки включает: распределение натяжений и обжатий полосы, расчет скоростного режима, расчет энергосиловых параметров прокатки, исходя из кривой наклепа, расчет эквивалентной мощности главных двигателей, пропускной способности и производительности стана, определения настройки клетей и анализа результатов.

Распределение натяжений и обжатий.

Холодная прокатка полос всегда ведётся с натяжением. Оно создаётся принудительно между всеми клетями за счёт некоторого рассогласования чисел оборотов валков (по сравнению со свободной прокаткой). В последней клети непрерывного стана переднее натяжение создаётся действием моталки.

На прокатываемую полосу действует два натяжения: со стороны входа металла в валки - заднее и со стороны выхода металла из валков – переднее. Особенно важную роль играет натяжение при прокатке полос малой толщины с большой степенью наклёпа, так как при этом происходит сплющивание контактных поверхностей валков на большую величину, в результате чего иногда невозможно получить полосу заданной полосы. Для облегчения условий прокатки таких полос применяют максимально возможные переднее и заднее удельные натяжения.

Натяжение полосы между последней клетью и моталкой регулируется автоматически с учётом получения равномерной толщины и ровной намотки прокатываемой полосы, а также предотвращения дефектов “слипание “ и “излом” готовой полосы.

При межклетевых натяжениях, составляющих 20-40 % от предела текучести металла, полоса сохраняет устойчивость в межклетевых промежутках, практически же при прокатке низкоуглеродистых сталей они уменьшаются от первого к последнему межклетевому промежутку со 180-200 до 100-120 Мпа.

Наилучшим распределением обжатий при холодной прокатке является такое, при котором эквивалентные мощности в клетях становятся пропорциональными установленными, и тогда достигается наивысшая производительность стана [7].

Исходные данные и ограничения

Параметры стана

Число клетей m= 5;

расстояние по осям клетей, а также от клетей до натяжной станции и моталки L₀= 5,0м;

Принятые значения номинальных диаметров рабочих и опорных валков должны отвечать параметрическому ряду ГОСТ 5399-69 [7].

¾ рабочих D= 480мм;

¾ опорных D₀= 1300мм;

длина бочки валков L= 1400 мм;

диаметр ПЖТ опорных валков d_п= 900 мм;

допускаемое длительное удельное давление в ПЖТ = 17 МПа;

высота неровностей на поверхности рабочего валка клети № 1 – 4 R_z= 0,8-3,2 мкм (гладкие); №5 R_z= 3,2-10 мкм (насеченные);

коэффициент трения в ПЖТ m_п= 0,003;

КПД передачи от привода к валкам h= 0,85;

наибольшее полное натяжение на моталке Т_м = 140 кН;

модуль упругости Е = 2,2∙10⁵ Мпа.

Параметры полосы и процесса

Ширина полос В = 900 – 1270 мм;

толщина подката h₀= 1,5 – 4,5 мм;

толщина на выходе стана h_к= 0,30 – 1,50 мм;

плотность металла r= 7,85 т/м³.

Допускаемые нагрузки

Проектируемый стан, в частности его клети, должны выдерживать нагрузки, возникающие при прокатке. Для этого необходимо определить эти допускаемые нагрузки [7].

Допустимые значения

Допустимое усилие на бочке опорного валка:

где l – расстояние между осями нажимных винтов, м;

L – длина бочки опорного валка, м;

D_оп – диаметр опорного валка, м;

[σ] – допустимое напряжение изгиба.

Допустимое усилие на шейки опорного валка:

где l_ш – длина шейки опорного валка, м;

d_ш - диаметр шейки опорного валка, м;

Допустимое усилие на бочке рабочего валка:

где B – ширина прокатываемой полосы, м;

L – длина бочки рабочего валка, м;

D – диаметр рабочего валка, м;

Допустимый момент:

где [N] – допустимая мощность, кВт;

R – радиус рабочего валка;

V_в – окружная скорость валка, м/с;

i – передаточное число.

Результаты расчетов допустимых моментов представлены в таблицах 10,11,12.

Расчет режима прокатки

Суммарное обжатие при холодной прокатке углеродистых и низколегированных конструкционных сталей в большинстве случаев находится в пределах 65-80 %[10]. Важное значение имеет распределение частных по клетям или проходам; оно влияет на точность прокатки, загрузку оборудования, производительность стана.

Холодная прокатка полос всегда ведётся с натяжением. Оно создаётся принудительно между всеми клетями за счёт некоторого рассогласования чисел оборотов валков (по сравнению со свободной прокаткой). В последней клети непрерывного стана переднее натяжение создаётся действием моталки.

На прокатываемую полосу действует два натяжения: со стороны входа металла в валки - заднее и со стороны выхода металла из валков – переднее. Особенно важную роль играет натяжение при прокатке полос малой толщины с большой степенью наклёпа, так как при этом происходит сплющивание контактных поверхностей валков на большую величину, в результате чего иногда невозможно получить полосу заданной полосы. Для облегчения условий прокатки таких полос применяют максимально возможные переднее и заднее удельные натяжения.

Натяжение полосы между последней клетью и моталкой регулируется автоматически с учётом получения равномерной толщины и ровной намотки прокатываемой полосы, а также предотвращения дефектов “слипание “ и “излом” готовой полосы.

Принятые режимы обжатия были выбраны с целью максимальной производительности стана и уменьшения расхода энергии.

Таблица № 9. Распределение обжатий по клетям

Энергосиловые параметры