Применение системы калибровок «равноосное сечение – неравноосное сечение – равноосное сечение»

Система уравнений (3.1) становится замкнутой лишь при записи [6 n] уравнений (n – количество рабочих клетей или пропусков металла в процессе прокатки, профиля готового проката). К тому же, сам процесс решения такой громоздкой математической системы нерационален, так как у исследователя не имеется возможности корректировки самого хода расчёта, т.е. его промежуточных значений (получаемых величин различных технологических параметров).

Если задавать исходные данные для каждой второй клети, то придётся решать систему из 12-ти уравнений, однако это становится осуществимым если на стане принимается «универсальная» система калибровки, то есть система с чередованием равноосного и неравноосного сечений (например, «овал– круг»). Каждый круг является готовым прокатом и его размеры задаются заранее, исходя из требований стандартов, а вытяжная способность системы каждой пары калибров может обеспечить «универсальность» принятой системы калибров (схемы калибровки профиля проката), несмотря на некоторые ограничения (её недостатки), отмеченные в разделе 1.3.7.

В такой ситуации, вместо решения систем из 12–ти уравнений, можно воспользоваться готовыми номограммами и рекомендациями по их решению [3].

В [3], разделе 3.7, приводятся алгоритмы и числовые примеры выполнения расчётов калибровок профилей проката (калибровок валков) непрерывных сортопрокатных станов, а также сортопрокатных станов с последовательным расположением рабочих клетей. Общий алгоритм расчёта калибровки построен на основе системной модели (рисунок 1.1). Наиболее распространены варианты расчёта калибровок в условиях работающего прокатного стана (стана с заданными техническими характеристиками технологического оборудования и с его конкретной компоновкой, при заданных размерах исходной заготовки и конечного (горячего) проката).

Алгоритм 1. Определение размеров неравноосного сечения полосы по заданным размерам и площадям большего ( ) и меньшего ( ) равноосных сечений, номинального диаметра валков , частоты вращения валков , марки стали, температуры полосы и материала валков.

1. Определяют приведенный диаметр валков в первом, против хода прокатки, калибре и суммарный коэффициент вытяжки:

2. , (3.11)

3. . (3.12)

4. По номограмме (приложения 2 – 11) находят отношение осей неравноостного сечения полосы и угол захвата, ограничивающий режим обжатий в рассматриваемой системе калибров ( или ). Для этого из точек на осях координат, соответствующих найденным значениям , проводят перпендикуляры. В точке пересечения находят значения .

5. По номограмме определяют коэффициент обжатия и коэффициент вытяжки в первом, против хода прокатки, калибре. Для этого на номограмме находят точку пересечения кривых, соответствующих полученным значениям и , и затем определяют ее координаты .

6. Рассчитывают размеры промежуточного неравноосного сечения полосы и калибра.

7. Определяют коэффициенты вытяжки и обжатия во втором калибре:

8. , (3.13)

9. , (3.14)

10. Проверяют условие захвата и условие устойчивости полосы. В случае невыполнения этих условий необходимо изменить размеры одного из равноосных сечений.

Алгоритм 2. Расчет размеров большего равноосного сечения полосы. Заданы размеры и площадь меньшего равноосного сечения полосы , номинальный диаметр валков , частота вращения валков , марка стали, температура полосы и материал валков.

По алгоритму определяют максимально возможные размеры большего сечения полосы в следующем порядке:

1. Рассчитывают по формуле (3.11) приведенный диаметр валков .

2. Определяют допустимые углы захвата в обоих калибрах, а по рекомендациям раздела 1.4 определяют максимально допустимое отношение осей полосы промежуточного и неравноосного сечения . При этом дополнительные параметры, необходимые для расчета принимают ориентировочно. Например, частоту вращения валков во втором калибре можно принять такой же, как и в первом калибре, а коэффициент обжатия в первом калибре рассчитать при по формуле:

. (3.15)

3. По номограмме (приложения 2 – 11) определяют допустимое значение общего коэффициента вытяжки. Для этого от значения на оси абсцисс проводят вертикальную линию до пересечения с кривыми, соответствующими полученным значениям , и на оси координат находят соответственно три значения коэффициента вытяжки , , . Допустимым является наименьшее из трех значений суммарного коэффициента вытяжки: . Для систем калибров, в которых обжатия ограничиваются только углом захвата ( ), допустимый суммарный коэффициент вытяжки выбирают меньшим из двух значений: или ; или .

4. Находят площадь поперечного сечения исходной равноосной полосы, используя (3.12).

5. По формулам (3.13) и (3.14) определяют размеры большего равноосного сечения.

6. Определяют коэффициенты деформации и размеры промежуточного неравноосного сечения полосы по методике, предложенной в предыдущем алгоритме (пункты 2 – 6).

7. Проверяют условия захвата и условие устойчивости полосы. В случае невыполнения этих условий производят пересчет по пунктам 3 – 6 настоящего алгоритма с уточненными значениями и .

8. По формулам, выражающим геометрические соотношения в калибрах (раздел 1.4) определяют размеры большего равноосного калибра.

Если на стане 350 будет принято решение о переходе на «универсальные» калибровки круглых профилей проката, занимающих наибольший объём производства проката, то трудоёмкий процесс калибровки, требующий участия высококвалифицированных специалистов–прокатчиков, может быть полностью автоматизирован.