Файл: 6 Охрана труда и техника безопасности в цеха 66 7 Вопросы экономики и организации производства 71.doc

, (5.1)

где b_Е – естественное уширение полосы в горизонтальных валках;

b_Д – дополнительное уширение (за счет обжатия утолщенных кромок полосы горизонтальными валками).

Тогда ширина полосы на выходе из универсальной клети равна (рисунок 2):

, (5.2)

где b₀ – ширина на входе в вертикальные валки универсальной клети;

b_В – абсолютное обжатие полосы в вертикальных валках;

а – последовательная деформация полосы (1) в вертикальных (2) и горизонтальных (3) валках; б – деформация полосы в горизонтальных валках.

Рис 5.1-. Схема к расчету уширения в универсальной клети

Естественное уширение:

, (5.3)

где h – обжатие в горизонтальных валках;

h₀ – толщина полосы до пропуска;

R – радиус горизонтальных валков;

е – основание логарифма.

Дополнительное уширение:

, (5.4)

где – длина очага деформации при прокатке в вертикальных валках;

R_В – радиус вертикальных валков;

h₁ – толщина полосы после пропуска.

Алгоритм расчета температурного режима прокатки

Среднемассовая температура раската на входе в первую клеть:

, (5.5)

где _СЛ - время транспортировки сляба от печи до первой клети;

h_СЛ - толщина сляба на входе в первую клеть;

Т_Н - температура нагрева сляба.

Среднемассовая температура раската на входе в последующие клети:

---

, (5.6)

где  - время охлаждения полосы после i-го пропуска;

t₀ – температура металла в предыдущей клети.

Температура полосы на выходе из клети:

. (5.7)

Таблица 5.1

Коэффициенты для расчета температуры прокатки

Номер клети	Значения коэффициентов
	А1	А2	А3	А4	А5	А6	А7
1	116,7	0	0	0	-30	0,975	0,136
2	115,7	19,9	10	0,064	24,6	0,99	0,129
3	104,2	19,83	8,79	0,173	17,7	0,97	0,118
4-5	94,72	24,71	9,43	0,19	3,6	0,96	0,109
6-7	86,8	27,71	0	0	18	0,992	126

Алгоритм расчета параметров прокатки в горизонтальных валках

Сопротивление металла деформации при прокатке в горизонтальных валках:

, (5.8)

где S, a, b, c – постоянные числа;

_0Д – исходный предел текучести;

u, , t – скорость, степень и температура деформации металла.

; (5.9)

; (5.10)

. (5.11)

Усилие прокатки:

P=р_СРF, (5.12)

где р_СР – среднее удельное давление;

F – площадь контакта металла с валками.

F=l_Дb. (5.13)

р_СР=1,15_Т

---

n_, (5.14)

где n_ - коэффициент напряженного состояния.

Коэффициент напряженного состояния определяется по формуле:

при ; (5.15)

при . (5.16)

Средняя высота полосы определяется по формуле:

. (5.17)

Момент прокатки:

M_ПР=2Pl_Д, (5.18)

где  – коэффициент плеча равнодействующей усилия прокатки.

Коэффициент плеча при горячей прокатке:

. (5.19)

Мощность прокатки:

N_ПР= M_ПРn_В/30, (5.20)

где n_В – скорость валков, об/мин.

Алгоритм расчета параметров прокатки в вертикальных валках

Сопротивление металла деформации при прокатке в вертикальных валках:

. (5.21)

Относительное обжатие:

. (5.22)

, (5.23)

где _В – скорость прокатки в вертикальных валках;

R_В – радиус вертикальных валков;

h_ПЛ – глубина проникновения пластической деформации с одной стороны, мм.

. (5.24)

Усилие прокатки:

P=р_СРF; (5.25)

р_СР=_Тn_; (5.26)

F=l_Вb_СР, (5.27)

где n_ - коэффициент напряженного состояния;

b_СР – средняя ширина зоны контакта металла с валками.

. (5.28)

Средняя ширина зоны контакта:

. (5.29)

Момент прокатки:

M_ПР=2Рl_В. (5.30)

. (5.31)

Мощность прокатки:

---

N_ПР= M_ПРn_В/30. (5.32)
Изменение температуры металла за счет излучения рассчитывается по формуле Тягунова В.А.:

, (5.33)

где t – температура металла;

 - время охлаждения металла.

Кроме потерь тепла излучением присутствуют потери тепла конвекцией, которые по экспериментальным данным можно принимать равными 10-20% от потерь тепла излучением.

Среднемассовая температура раската на входе в клеть равна:

. (5.34)

Изменение температуры за счет отдачи тепла рабочим валкам рассчитывается по формуле Венцеля Х.:

, (5.35)

где t_B – температура поверхности валков;

.

Повышение температуры за счет энергии деформации вычисляется по уравнению Тягунова В.А.:

, (5.36)

где h_СР=(h₀+h₁)/2 - средняя толщина полосы.

Температурная модель прокатки в чистовых клетях учитывает потери тепла при гидросбиве окалины в чистовом окалиноломателе. Ввиду определенных трудностей описания условий теплоотдачи в системе полоса – пар – вода, расчет изменения температуры прокатки вследствие воздействия гидросбива предлагается выполнять по следующей эмпирической зависимости:

, (5.37)

где n - число секций гидросбива.

Среднемассовая температура на выходе из клети определяется по формуле:

. (5.38)

Относительное обжатие:

. (5.39)

Скорость деформации:

. (5.40)

Термомеханические коэффициенты:

- коэффициент, учитывающий температуру:

; (5.41)

- коэффициент, учитывающий степень деформации:

при  > 0,15; (5.42)

---

при   0,15; (5.43)

- коэффициент, учитывающий скорость деформации:

при u=1100 с^-1; (5.44)

при u=100300 с^-1. (5.45)

Сопротивление деформации:

. (5.46)

Коэффициент трения:

, (5.47)

где К_П и К_В - коэффициенты, учитывающие соответственно влияние состояния поверхности валков и марку прокатываемой стали.

Показатель силы трения:

. (5.48)

Коэффициент напряженного состояния:

при ; (5.49)

при . (5.50)

Коэффициент, учитывающий влияние ширины полосы на удельное давление:

n_B=1, при 0,5Д/h_СР<2; n_B=1,15, при l_Д/h_СР>5. (5.51)

Среднее давление металла на валки с учетом натяжения:

, (5.52)

где ₀, ₁ - переднее и заднее натяжение полосы.

. (5.53)

Усилие прокатки:

. (5.54)

Среднюю ширину определяем по формуле:

. (5.55)

Момент прокатки:

, (5.56)

где  - коэффициент приложения плеча равнодействующей.

При прокатке в непрерывной группе клетей величина опережения определяется с учетом натяжения:

. (5.57)

. (5.58)

. (5.59)

. (5.60)

Скорость прокатки с учетом опережения:

, (5.61)

где _В – скорость валков, м/с.

Мощность прокатки:

N_ПР=М_ПРn_В/30. (5.62)

В общем случае скоростная и нагрузочная диаграммы прокатки могут включать в себя любое число фаз, соответствующих прокатке с постоянной скоростью, с ускорением или торможением (рисунок 5.21).

Расчет скоростного режима прокатки основан на законах постоянства секундных объемов металла, прокатываемого в непрерывной группе клетей, и равноускоренного или равнозамедленного движения при ограничениях, определяемых характеристиками технологии и основного оборудования.

Время работы клети на холостом ходу _А задается.


Рис. 5.2- Скоростная и нагрузочная диаграммы прокатки
Время работы клети на заправочной скорости при прохождении переднего конца полосы от клети до барабана моталки и закрепления ее на барабане:

, (5.63)

где _ПР – время прохождения передним концом полосы межклетевых промежутков от первой до последней чистовой клети стана;

l_ОР – длина отводящего рольганга;

l_Б – длина конца полосы для закрепления на барабане моталки;

_ЗП – заправочная скорость полосы.

, (5.64)

где l_КЛ – расстояние между клетями чистовой группы;

_З – заправочная скорость клети.

Время прокатки с ускорением от заправочной скорости до номинальной _Н:

, (5.65)

где а – линейное ускорение привода.

Время прокатки с ускорением от номинальной скорости до максимальной _MAX (установившейся) скорости:

. (5.66)

Время прокатки полосы на максимальной скорости:

, (5.67)

где l_MAX – длина полосы, прокатанной в i-ой клети на максимальной скорости.

, (5.68)

где l_i – длина полосы после прокатки в i-ой клети.

. (5.69)

Время прокатки с замедлением от максимальной скорости до номинальной:

, (5.70)

где b – линейное замедление привода.

Время прокатки с замедлением от номинальной скорости до заправочной:

. (5.71)

Время цикла прокатки:

_Ц=_А+_Б+_В+_Г+_Д+_Е+_Ж. (5.72)

В общем случае крутящий момент на валу электродвигателя i-ой клети равен:

, (5.73)

где М_ПР - приведенный к валу двигателя момент прокатки;

М_ТР - приведенный к валу двигателя момент добавочных сил трения во вращающихся деталях главной линии стана, возникающих при наличии металла в валках;

М_ХХ - приведенный к валу двигателя момент холостого хода;

М_ДИН – приведенный к валу двигателя динамический момент, возникающий при изменении числа оборотов.

Статический момент на валу двигателя:

. (5.74)

Статическая нагрузка двигателя является постоянной в течение пропуска.

, (5.75)

где K – передаточное число привода валков от электродвигателя;

М_ТР1, М_ТР2 – соответственно моменты трения в подшипниках валков и в передаточных механизмах.

Основной величиной, составляющей момент добавочных сил трения, является момент сил трения в подшипниках валков М_ТР1:

- для клети дуо:

; (5.76)

- для клети кварто:

, (5.77)

где Р – усилие прокатки;

_П – коэффициент трения в подшипнике;

d_ТР – диаметр трения в подшипниках валков клети дуо и опорных валков клети кварто.

D_P, D_ОП – соответственно диаметры рабочего и опорного валков.

Момент добавочных сил трения в передаточных механизмах главной линии:

, (5.78)

где _ - суммарный к.п.д. передачи двигатель – валки.

С некоторым приближением момент холостого хода можно представить как часть номинального момента двигателя:

М_ХХ=(0,020,05)М_НОМ. (5.79)

Динамический момент определяется по формуле:

, (5.80)

где (GD)²_i - приведенный маховый момент вращающихся деталей главной линии стана;

а – ускорение валков.

, (5.81)

где - маховый момент якоря электродвигателя.

Моменты на валу двигателей по участкам нагрузочной диаграммы:

М_А=М_ХХ.

М_Б=М_СТ.

М_В=М_СТ+М_ДИН.

М_Г=М_В,

где =_MAX/_Н - коэффициент, учитывающий снижение крутящего момента электродвигателя вследствие ослабления магнитного потока при частоте вращения валков больше номинальной.

М_Д=М_СТ.

М_Е=(М_ХХ-М_ДИН).

М_Ж=М_ХХ-М_ДИН.

Эквивалентный (среднеквадратический) момент на валу двигателя:

.

Проверка электродвигателя на нагрев:

М_ЭКВМ_Н.

Проверка электродвигателя на допустимую перегрузку:

М_MAXМ_НК_П,

где М_MAX – максимальный момент двигателя по нагрузочной диаграмме;

К_П – коэффициент перегрузки двигателя (К_П=2,52,75).
Прокат по ЕN-10130-2006

Прокат по ЕN-10268-2006

при смазке валков эмульсией);

ε = 0,386; После первого прохода;

ε = 0,406; После второго прохода;

ε = 0,375; После третьего прохода;

ε = 0,36; После четвертого прохода;

ε = 0,25; После пятого прохода;

Суммарное обжатие:

ε₀ = 0,386; После первого прохода;

ε₀ = 0,635; После второго прохода;

ε₀= 0,77; После третьего прохода;

ε₀= 0,855; После четвертого прохода;

ε₀= 0,89; После пятого прохода;

Предел текучести полосы можно принять равным:

мПа начальная

мПа после первого прохода(ε = 0,386)

мПа после второго прохода(ε = 0,635)

мПа после третьего прохода(ε = 0,77)

мПа после четвертого прохода(ε = 0,855)

мПа после пятого прохода(ε = 0,89)

Межклетьевые натяжения:

Для холодной прокатки принимаются

мПаМежду разматывателем и первой клетью

мПаМежду первой и второй клетью

мПаМежду второй и третьей клетью

мПаМежду третьей и четвертой клетью

мПаМежду четвертой и пятой клетью

мПаМежду пятой клетью и моталкой

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

---