Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования 6
1.1. Технологические факторы, влияющие на общее поле разброса размеров мелкосортной круглой стали 6
1.2. Конструкции и технические характеристики прокатных клетей мелкосортных станов 25
Глава 2. Теоретическое исследование точности мелкосортной прокатки на стане 280-2 ОМЗ 46
2.1. Влияние осевых сдвигов полосы на поле разброса размеров круглой стали 46
2.2. Влияние осевых сдвигов полосы на овальность сечения круглой стали
2.3. Оценка неравномерности износа чистового калибра при прокатке круглой стали 63
2.4. Выводы по главе 66
Глава 3. Теоретическое исследование влияния температуры прокатки на общее поле разброса размеров 67
3.1. Расчёт температуры металла 67
3.1.1. Двухмерная задача теплопроводности 67
3.1.2. Температурное поле металла с различными условиями теплоотдачи по периметру сечения металла 69
3.1.3. Температурное поле металла в очаге деформации 74
3.1.4. Теплоотдача для различных условий охлаждения 75
3.2. Сопротивление металла при горячей деформации 77
3.3. Параметры процессамелкосортяой прокатки на стане 280-2 ОМЗ...80
3.4. Выводы по главе 83
Глава 4. Разработка рекомендаций по повышению точности мелкосортной круглой стали 84
Глава 5. Разработка конструкции бесстанинной клети повышенной жесткости «280» 89
5.1. Конструкция бесстанинной клети повышенной жесткости 89
5.2. Экспериментальное исследование жесткости разработанной прокатной клети 98
5.3. Погрешность осреднения опытных данных 103
5.3. Выводы по главе 105
Глава 6. Промышленные испытания и внедрение результатов исследования на стане 280-2 ОМЗ 106
6.1. Исследование точности проката круглой Сталина стане 280-2 106
6.1.1. Методика проведения исследований 107
6.1.2. Исследование точности проката круглой стали на стане 280-2 при прокате разных марок стали 107
6.2. Исследование износа чистового калибра на стане 280-2 ОМЗ 111
6.2.1. Методика проведения исследований 111
6.2.2. Определение биения и выработки калибра при прокате круглой стали 0 16 112
6.2.3. Определение биения и выработки калибра при прокате круглой стали 0 20 115
Глава 7. Основные результаты и выводы 120
Литература
- Конструкции и технические характеристики прокатных клетей мелкосортных станов
- Оценка неравномерности износа чистового калибра при прокатке круглой стали
- Теплоотдача для различных условий охлаждения
- Экспериментальное исследование жесткости разработанной прокатной клети
Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время одним из главных направлений развития прокатного производства является сокращение затрат и повышение качества продукции.
В период с 1990 по 2000 г.г. прокатное производство российских, предприятий имело значительный износ основных фондов, что в совокупности с устаревшими технологиями выплавки и разливки стали приводило к повышенному расходу сырья, материалов, энергоносителей и делало продукцию неконкурентоспособной. Начиная с 2000 г. на крупных металлургических комбинатах были приняты комплексные программы технического перевооружения, которые предполагали ликвидацию существующих мощностей и строительство новых участков, как правило, с привлечением зарубежных производителей в качестве проектировщиков и поставщиков оборудования.
Проведение частичной модернизации действующего оборудования, как правило затрудняет поиск приемлемых решений, при этом должна быть решена задача повышения точности проката, как одна из составляющих параметров качества и снижения материалоемкости и затрат при дальнейшей переработке металлопроката.
Решение данной проблемы требует дальнейшего развития теоретических основ точности мелкосортной прокатки в направлении более полной оценки комплексного влияния технологических параметров процесса прокатки и технических характеристик прокатных клетей. К таким объектам относится линейный мелкосортный прокатный стан 280-2 Омутнинского металлургического завода, построенный в 1961 г.
Работа представляет часть исследований кафедры «МиТОМД» Ижевского государственного технического университета, выполняемых по госбюджетной теме «Совершенствование технологии и оборудования сортопрокатного и профилегибочного производства»
Цель работы и задачи исследования. Целью работы является повышение точности мелкосортной прокатки с учетом результата исследования влияния на общее поле разброса размеров и овальность круглой стали технологических параметров процесса и технических характеристик клетей.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Исследовать влияние на общее поле разброса размеров основных технологических параметров процесса мелкосортной прокатки с учетом конфигурации и настройки чистового калибра, а также технических характеристик клетей
-
Получить аналитические зависимости влияния на общее поле разброса размеров и овальность круглой стали осевых сдвигов валков, полей разброса размеров по высоте и ширине профиля, настойки чистового калибра, а также его конфигурации и характера износа, позволяющие теоретически прогнозировать общее поле разброса размеров и овальность круглой стали.
-
Исследовать влияние температуры прокатки на общее поле разброса размеров с учетом технологических параметров процесса и технических характеристик клетей.
-
Разработать рекомендации по настройке калибров чистовых клетей и выбору основных характеристик клетей в зависимости от требуемой точности прокатки и допустимой овальности круглой стали.
-
Разработать конструкцию бесстанинных прокатных клетей, реализующую расчетные технические характеристики, обеспечивающие требуемую точность прокатки
-
Внедрить выработанные рекомендации и разработанные бесстанинные клети в условиях прокатки мелкосортной стали на стане «280-2» ОМЗ
-
Исследовать точность прокатки на стане «280-2» ОМЗ после внедрения разработанных рекомендаций и разработанных бесстанинных клетей
Методы исследований.
методы механики деформируемого твердого тела;
методы решения двумерного уравнения теплопроводности;
методы статистического и математического анализа с использованием прикладных программ MathCAD 13 и Statistica 6.0;
методы измерения геометрические размеров.
Достоверность результатов.
Достоверность результатов обеспечена корректностью постановки задач, обоснованным использованием допущений, применением известных математических методов и подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с проведенными экспериментальными исследованиями, а также успешной апробацией результатов в промышленности.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Аналитические зависимости прогнозирования общего поля разброса размеров и овальности круглой стали от технологических параметров процесса и технических характеристик клетей.
-
Результаты исследования влияния температуры прокатки на общее поле разброса размеров с учетом технологических параметров процесса и технических характеристик клетей.
-
Методика по настройке калибров чистовых клетей с учетом требуемой точности мелкосортной прокатки круглой стали.
-
Методика по выбору основных технических характеристик клетей с учетом требуемой точности мелкосортной прокатки круглой стали.
-
Конструкция бесстанинных прокатных клетей повышенной жесткости, позволяющая реализовать выбранные основные технические характеристики.
-
Результаты экспериментальных исследований;
-
Результаты внедрения технологии и оборудования в производство.
Научная новизна работы.
-
Аналитические зависимости прогнозирования общего поля разброса размеров и овальности круглой стали от технологических параметров процесса и технических характеристик клетей.
-
Методика по настройке калибров чистовых клетей с учетом требуемой точности мелкосортной прокатки круглой стали.
-
Методика по выбору основных технических характеристик клетей с учетом требуемой точности мелкосортной прокатки круглой стали.
Практическая ценность работы.
Разработаны рекомендации по выбору технологических параметров процесса и основных технических характеристик клетей для мелкосортной прокатки круглой стали в поле допусков особо высокой точности А01.
Разработаны и внедрены на мелкосортном стане ОМЗ прокатные клети чистовой группы, реализующие выработанные технические характеристики.
Внедрение выполненных исследований и разработок позволило освоить прокатку стали особо высокой точности на действующем стане «280-2» ОМЗ.
Апробация работы.
Материалы диссертационной работы прошли апробацию на:
IV Международном конгрессе прокатчиков, Магнитогорск, 2002г.;
международной научно- технической конференции «Теория и технология процессов пластической деформации», Днепропетровск 2004г.;
научно-техническом форуме с международным участием «Высокие технологии - 2004», Ижевск 2004г.;
международной научно-технической конференции «Пластическая деформация металлов», Днепропетровск 2005 г.;
1-ой Российской научно- технической конференции по кузнечно-штамповочному производству “Кузнецы Урала - 2005”
международной научно-технической конференции “Современные методы моделирования процессов обработки материалов давлением”, Краматорск, 2006.;
3-й международной научно-технической конференции «Металлофизика, механика материалов, наноструктур и процессов деформирования “Металлдеформ 2009”, Самара, 2009.;
международных научно-технических конференциях «Современные достижения в теории и технологии пластической обработки металлов», Санкт-Петербург, 2005, 2007
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 статей.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 61 рисунок, 9 таблиц и список использованной литературы из 93 наименований.
Конструкции и технические характеристики прокатных клетей мелкосортных станов
При жестко-вязкопластическом анализе использован вариационный метод множителя Лагранжа и стандартные процедуры метода конечных элементов с итерационной процедурой Ныотоиа-Рапсона с учетом трения по Ли и Кобаятяи [70]. Он учитывает температурные градиенты и влияние скорости деформации. Также приведены результаты теоретического и экспериментального определения силовых параметров, контактных давлений, температур, деформаций, скоростей деформаций.
Наиболее перспективным методом, решающим указанную проблему, в настоящее время следует считать проекционно-сеточный мегод (метод конечных элементов). В своей методологической основе этот метод тесно связан с такими проекционными методами, как метод Галеркина или метод Ритца, однако вместо привычных нам координатных фушщий (тригонометрические функции, полиномы Лежандра, Эрмита и т.д.) в этом методе в качестве координатных использз ются функции с конечным носителем, отличные от нуля только в сравните.ш но небольшой области изменения аргументов [20].
Метод сводится к следующему: область разбивается на отдельные элементы, в пределах этого элемента записывается функциональное выражение для каждого из искомых параметров системы уравнения, кшс простые функции координат; приравнивая значения в узловых точках для соседних областей, получаются уравнения (системы уравнений), с помощью которых определяем коэффициенты в функциональных уравнениях.
Использование этого метода рассмотрено в работе [20] для вычисления распределения температур, деформаций и скоростей деформаций.
Проведена работа по подготовке мощных и удобных программных средств для инженеров-производственников и калибровщиков, занимающихся разработкой новых и анализом существующих калибровок, а также расчетом прокатных клетей и приводов; выработка основных положений прокатки в калибрах, обеспечивающих повышенную точность расчетов сечения раскатов, контактной площади, течения металла, усилия и работы прокатки также на основе метода конечных элементов, что существенно облегчает и ускоряет создание моделей.
Математическое моделирование объёмных пластических течений связано с большими математическими трудностями. Основная проблема - это размерность задачи. Так, при использовании метода конечных элементов решение трехмерных задач приводит к системам со многими сотнями или тысячами неизвестных. Решение таких систем возможно лишь на больших компьютерах, с высоким быстродействием и оперативной памятью.
С помощью трехмерного метода конечных элементов определяли упругие деформации валка в процессе прокатки и пластической деформации прокатываемой полосы без учета изменения температуры и теплопередачи [76]. Показано влияние деформации валка на конечную форму сечения полосы. Контактные напряжения определяли итеративным методом. Напряжение текучести считали функцией деформации и скорости деформации.
В работе [76] разработана трехмерная модель упругой деформации рабочей клети многовалкового стана, необходимая для предсказания формы и плоскостности прокатываемых полос. Модель применима к промышленным листопрокатным станам с двумя, четырьмя и шестью валками, которые могут1 иметь профилировку, противоизгиб и осевой сдвиг. Учитывается объёмный характер эпюр контактного давления. Результаты, получение с помощью полуаналитической модели и метода конечных элементов хорошо согласуются между собой даже при относительно коротких валках (малое L/D). Учитывается влияние формы зоны перехода от бочки валка к шейке. Метод объёмных жестко-пластических конечных элементов использовали для анализа процессов прокатки круглых профилей, балок, рельс, проволоки и др. Аналитическую систему можно адаптировать к любым поперечным сечениям, форме калибра и расположению валков. Её применяли для случая прокатіси полых блюмов, угошсов и двутавров. Она позволяет совершенствовать как новые виды прокатки, так и традиционные процессы.
Решена трехмерная задача вязко-пластическою теченья при прокатке листа из заготовки с заданным профилем поперечного сечения [67]. Проанализированы кинетика неустановившегося процесса и формирование поперечных кромок.
Предложен метод расчета формоизменения при сортовой прокатке, где используется систематика метода конечных элементов с разбиением всего объёма металла на конечное число объёмных элементов, но математические операции каждый раз проводятся над относительно большой частью всего объёма с адаптацией её границ как к элементам всего объёма, так и к элементам соседних последовательно выделяемых для обсчёта "больших объёмов" [68]. Модифицируется вектор скорости во всех узловых точках. По сравнению с обычным методом здесь увеличено время расчета, но уменьшается объём памяти (необходимый). Рассчитанные эгим и обычным способом значения усилия и момента прокатки, гидростатических напряжений, эквивалентных скоростей деформации и формоизменения совпадают.
Краткий анализ матричного описания формирования профилей в обработке металлов давлением приведен в работе [79]. Показано, что известные матричные модели формоизменения металла при обработке металлов давлением могут быть дополнены и существенно усилены аппаратом афинных преобразований. Это делает возможным динамическое матричное описание формоизменения металла при прокатке, волочении и прессовании с учетом всех элементов движения, которое является частным
Оценка неравномерности износа чистового калибра при прокатке круглой стали
По (2.7) для различных условий мелкосортной прокатки круглой стали построены номограммы (рис. 2.5), характеризующие изменение AD в зависимости от величины осевого сдвига полосы.
Из анализа (2.7) и приведенных на рис. 2.5, номограмм следует, что осевой сдвиг полосы является наиболее значимым фактором, определяющим величину поля разброса размеров по "плечам" профиля. При А свыше 0,15 мм поле разброса размеров AD составляет, в среднем свыше 40...60% от допустимого поля разброса размеров обычной точности по ГОСТ 2590-2006 (см. табл. 1.1).
Положение полей разброса размеров по высоте и "плечам" профиля в зависимости от условий прокатки может быть охарактеризовано схемами, приведенными в таблице 2.1. Из приведенных схем наложения полей разброса размеров по высоте и "плечам" профиля в существующих условиях мелкосортной прокатки наибольшее распространение имеют первая и вторая.
Для определения суммарной величины поля разброса размеров AhD используя (2.3), найдем величину DmiI!C - h . Am -L = A cosa, -дм -(1-sin«,) + „ -(ти, -smax) + 8m (2.8) Аналогично определим величину h -D : A "A . = A-cosa2 + 5„2 (l-sma2)-Sir(m2 sma2)-SB2 (2.9) где Sla -отклонение А111іпот DH, взятое с алгебраическим знаком. Используя первую схему наложения полей разброса размеров по высоте и "плечам" профиля (2.8), определим величину Аю Аю = АЛ +Dnax-hnax=All+A- cos«, - SM (1 - sin a,) + +Sir - (/и, - sin ax) + SBl При реализации наложения полей разброса по второй схеме величины поля Ат может быть определена по зависимости (2.7). Используя третью схему наложения полей разбросов размеров по высоте и "плечам" профиля, получим (2.11) Ды = A/. + ЛШІП " Dmin = AAsina2 + Д-cos«2 + +SM -(1-8Іпа2) + я (m2-sina2)-SB2 Анализ полученных зависимостей свидетельствует, что величина поля разброса размеров AhD зависит от технологических факторов прокатки, конструкции и настройки чистовой клети, а также от калибровки чистового и предчистового калибров.
3ависимость величины поля разброса размеров Лш при мелкосортной прокатке круглой стали 012мм (при прямом выпуске калибра) от условий прокатки и величины осевого сдвига полосы: а- при наложении полей разброса Ап и Ап по первой схеме(табл.2.1); б-то же по третьей схеме С использованием (2.10), (2.11) для круглой стали диаметром 12 мм построены номограммы (рис. 2.6), которые характеризуют, зависимость поля Дю от величины осевого сдвига полосы Д. Анализ зависимостей (2.11), (2.12) и рис. 2.6 свидетельствует, что наличие осевых сдвигов полосы в значительной степени увеличивает поле разброса Дш, величина которого в зависимости от условий прокатки при осевых сдвигах полосы 0,15 ... 0,30 мм превышает величину поля разброса по высоте на 30 ... 90% (при Дь 0,2 мм) и может составлять 50 ... 70% от допустимого поля разброса размеров обычной точности по ГОСТ 2590-2006.
Суммарное поле разброса размеров на одной полосе или в партии полос может быть охарактеризовано взаимным наложением поля разброса размеров по ширине профиля Дв и поля Дш. В таблице 2.2 для различных S8 условий прокатки приведены возможные схемы наложения полей Дв и Дю. Необходимо отметить, что взаимное положение полей Дц и Дюзависит, в основном, от настройки предчистовой клети.
Приведенный теоретический анализ свидетельствует, что величина суммарного поля разброса размеров во многом зависит от разброса размеров по "плечам" профиля. Доля разброса размеров по "плечам" профиля в суммарном поле разброса растет (при неизменной величине осевого сдвига полосы) по мере уменьшения величины полей Дв, Д,, и улучшения настройки предчистовой клети. Наибольшее влияние на разброс размеров по "плечам" профиля оказывают осевые сдвиги полосы. 2.2. Влияние осевых сдвигов полосы на овальность сечения круглой стали
Согласно ГОСТ 2590-2006 одной из характеристик точности круглой стали является овальность ее поперечного сечения. Овальность определяется величиной и характером наложения поля разброса размеров Д0 =Dnnx —ГЭ и разности размеров Н-В. В таблице 2.3 представлены возможные варианты наложения указанных величин друг на друга. Ранее было показано, что поле разброса размеров по "плечам" связано с характером износа чистового калибра. В соответствии с этим в таблице 2.3 даны расчетные формулы, которые могут быть использованы при прогнозировании овальности круглой стали в зависимости от условий прокатки и точности настройки предчистовой и чистовой клетей.
Наиболее широко распространенной характеристикой овальности является разность размеров Н и В, что соответствует 5 и 6 схемам, приведенным в таблице 2.3. Однако реализация такого наложения разности размеров Н-Ви Д0 возможна при весьма незначительных осевых сдвигах полосы и небольшом износе чистового калибра, поэтому овальность, определенная по разности размеров Н и В, является в большинстве случаев заниженной. Таблица 2.3 Возможные варианты наложения разности размеров Н—В и поля разбросов AD, характеризующих овальность поперечного сечения круглой стали
В реальных условиях прокатки среднесортной круглой стали наиболее вероятными схемами наложения величин Н — В и AD являются схемы 1...4 (табл. 2.3). При этом схемы 1, 2 характерны для прокатки «в плюс», а схемі»! 3, 4 для прокатки «в минус». Схемы 2 и 3 отличаются от схем 1 и 4 тем, что они могут быть реализованы при небольшом различии размеров Ы и В. Следует отметить, что при больших колебаниях высоты и ширины чистового профиля возможна реализация на одном раскате или в партии всех первых четырех схем полей наложения. При мелкосортной прокатке, характеризуемой знакопеременными осевыми смещениями ручьев калибров друг относительно друга (в этом случае на отдельных участках Д = 0), при определенных условиях настройки чистового калибра на отдельных участках бунта возможна реализация наложения полей разброса по схемам 5 и 6. С точки зрения прогнозирования максимально возможной овальности сечения наиболее приемлемым является наложение полей разброса по схемам 1 и 2.
Теплоотдача для различных условий охлаждения
Здесь коэффициент температуропроводности я зависит от температуры и, следовательно, вычисляется на каждом шаге. Для приграничных точек значение коэффициента Aj определяется из граничного условия. Использование метода сеток для вычислений распределения температуры в областях с криволинейными границами требует решения о выборе способа представления контура и, соответственно, способа аппроксимации условия теплообмена на границе. Простейший способ связан с заменой криволинейной границы ступенчатой границей сетки. Принадлежащие области узлы сетки делятся на внутренние и граничные. Внутренняя точка может иметь до трёх соседних граничных, каждая граничная - хотя бы одну соседнюю внутреннюю.
Температура в приграничном узле определяется потоками тепла от соседних внутренних узлов и теплоотдачей к внешним. Исходя из баланса тепловых потоков, уравнение для вычисления температуры в средней точке не зависит от конфигурации:
Но правила для вычисления коэффициентов Q зависят от принадлежности соседней точки к расчётной области. Для внутренней точки коэффициент Ск равен: сапутр = Ни (312) Для внешней точки он равен коэффициенту теплоотдачи наружу, зависящему от координат и самой температуры: сГшн= т (3-13)
Для реализации возможности решения температурной задачи при различных условиях теплоотдачи по периметру сечения суммарный коэффициент теплоотдачи считается известной функцией координаты точки на поверхности PI расчётной температуры в этой же точке: а2т=/т(Гим,) + Єпр.а„ (3.14) где G„p - приведенная степень черноты, е„р=0,7-0,9 [66]; о"„ - коэффициент излучения абсолютно чёрного тела, ov=5,67032-10-8 Вт/м К4.
Это выражение позволяет в расчётах теплового потока по закону Ньютона для конвективного теплообмена учесть потери тепла излучением по закону Стефана-Больцмана.
В процессе расчётов охлаждения металла методом конечных разностей неизбежны ошибки вследствие упрощающих задачу допущений численного метода и способа учёта поверхностных граничных условий. Устойчивость разностной схемы вычислений, т.е. достижение положения, при котором ошибки, допускаемые в расчетах, не накапливаются, а как бы "растекаются" по соседним участкам сетки, достигается за счёт выбора А/ и h такими, чтобы вычисляемая температура в узле становилась равновесной с температурой смежных элементов - соседних узлов.
При отсутствии внутренних источников тепловыделений должно выполняться соотношение [63]: где Яшах - максимальное значение коэффициента температуропроводности для сечения в текущий момент времени. Анализ результатов, полученных для оценки точности вычислений температуры полосы методом сеток, показал, что достаточным является деление толщины полосы на 20-50 слоев, т.к. более густая сетка практически не уменьшает погрешность вычислений температуры металла. 3.1.3. Температурное поле металла в очаге деформации
Решение температурной задачи в очаге деформации, так же как и в паузах между проходами, производится в конечно-разностной форме.
После очередного прохода значения температуры в узлах сетки до деформации переносятся в те же узлы (по номерам), но уже более плотной сетки нового сечения.
Таким образом, разработан алгоритм расчёта температурного поля металла в паузах между проходами и в очаге деформации.
В ходе технологического процесса обработки металла давлением температура поверхности может изменяться в широких пределах. При этом теплоотдача также значительно изменяется. Поэтому в расчётах теплоотдачи и теплопроводности усреднение теплофизических величин может привести к существенным ошибкам. Расчёт коэффициента теплоотдачи осуществляли по формулам, на основании приведенных в литературе данных [71]. время прохождения точкой, расположенной на поверхности металла, пути от плоскости входа в геометрический очаг деформации до плоскости выхода из него.
Представленное решение температурной задачи имеет следующие особенности: - перенос тепла теплопроводностью вычисляется с учетом зависимости характеристик материалов (теплопроводности, плотности и теплоёмкости) от химического состава и температуры; - учитываются объёмные источники тепловыделения (энергия деформации, фазовых переходов и др.), как функции координат; - физические процессы, протекающие на поверхности заготовки, учитываются принятыми граничными условиями и коэффициентом теплоотдачи, зависящим от температуры поверхности в данной точке. 3,2. Сопротивление металла при горячей деформации
К настоящему времени предложено много формул, устанавливающих зависимость сопротивления деформации от различных влияющих факторов (температуры, скорости и степени деформации и др.). Например, с использованием термомеханических коэффициентов В.И. Зюзина, эмпирических формул Л.В. Андреюка и Г.Г. Тюленева [3], по химическому составу этих же авторов. Однако они не отражают в достаточной мере влияния тех или иных параметров процесса деформирования и имеют достаточное количество данных для определения сопротивления деформации только ограниченного числа материалов.
Для расчёта сопротивления металла деформащш при горячей прокатке, как показали многочисленные исследования, удобно использовать зависимость, предложенную В.И. Зюзиным и М.Я. Бровманом [21]:: где asQi - базовое значение сопротивления металла деформации для конкретного материала; КГі, КЕ1,К коэффициенты, учитывающие влияние, соответственно, температуры, степени и скорости деформации на сопротивление металла деформации. Коэффициенты Кп, К Кф определяются с помощью выражений: К„ = Аи е-""-7,; где Au,mVl,AZi,mliJA3i,m-j - параметры, зависящие от химического состава деформируемого материала. Принято, что параметры АІІ,щі,А2і,т2і,АІІ,т3} в пределах каждой группы не зависят от химического состава деформируемого материала и являются постоянными величинами [75]. Для определения параметров crxOI Аи,ти,A2i,m2l,A3i,m3jвыполним некоторые преобразования. Прологарифмировав уравнение (3.29) с учётом выражений (3.30), получим:
Экспериментальное исследование жесткости разработанной прокатной клети
Определение точности и стабильности произведены для кругов 012 мм до 024 мм. При этом прокатывалась круглая сталь марок 40, 20, А12, 60С2А, 50Г.
На рисунке 6.2 приведены отклонения высоты и ширины круглой стали 015мм из стали марки 40. Анализ выполненных замеров свидетельствует, что отклонение по высоте профиля находится в диапазоне 0,05-Ю, 15 мм, а по ширине достигает 0,2 мм. При этом общее поле разброса в основном не превышает 0,25мм.
На рисунке 6.3 приведены отклонения высоты и ширины круглой стали 023.5мм из стали марки 50Г. Анализ выполненных замеров свидетельствует, что отклонение по высоте профиля находится в диапазоне 0,05 -0,15 мм, а но ширине достигает 0,3 мм. При этом общее поле разброса в основном не превышает 0,4мм.
Амплитуды колебаний размеров профилей Ввиду повышенного разброса по ширине было принято решение о проведении исследования влияния предчистовой клети на точность прокатки. Для этого был произведен замер овала (для круга 016) из шестой клети. Результаты замеров (рис.6.4) показали, что размер ширины овала по шестой клети изменялся от 15,9 мм до 16,1 мм и оказывал существенное влияния на. колебания площади поперечного сечения раската. Как показал анализ разброс размеров не может быть сглажен только шестой и седьмой клетью, что вызывает необходимость повышения жесткости пятой клети, которая
Приведенные опытные данные свидетельствуют, что применение новых клетей привело к сокращению доли поля Дп в суммарном поле разброса с 60..70% до 30..40%. Из приведенных данных следует, что применение новых клетей сокращает составляющую осевого сдвига, вызванную осевым биением валков, в 1,7 раза и позволяет за счет улучшения условий осевой настройки клети свести к минимуму составляющую осевого сдвига, вызванную неточным осевым смещением ручьев калибра При этом значительно повышается стабильность настройки клети, что позволяет уменьшигь количество поднастроек и, следовательно, облегчить труд вальцовщика.
Таким образом, применение чистовых клетей новой конструкции в условиях мелкосортного стана "280-2" ОМЗ позволяет существенно снизить и поддерживать в процессе эксплуатации минимальными осевые зазоры в узле осевой фиксации валка, улучшить условия настройки и за счет этого уменьшить суммарное поле разброса размеров, что обеспечивает уменьшение овальности профиля и сужение допуска до ±0,15 мм.
Исследование проведено для определения точности проката кругов на бесстанинных іслетях и влияния марки прокатываемой стали и количества прокатанного металла на неравномерность износа чистового калибра. Замеры проводились на кругах 016 и 020. Порядок проведения работы: 1. После сборки клетей проводится замер биения верхнего и нижнего валка по бочке и калибру на котором будет отслеживаться прокат при ручной прокрутке валков. 2. Клети устанавливаются в линию стана. 3. Устанавливаются необходимые зазоры по буртам. 4. На минимальных оборотах па крайних буртах прокатываются образцы из алюминиевой проволоки. 5. Прокатывается свинцовый образец по калибру для определения профиля нового калибра. 6. Устанавливается привалковая арматура и стан настраивается на необходимый размер. 7. Прокатывается контрольный раскат на холодильник и от него отбираются необходимые образцы длиной не менее длины окружности валка ( передний конец, середина ,задний конец раската. Раскат выбрасывается на отводящий рольганг холодильника и производится обмер раската через каждые 0,5м. 8. Перед прокатом контрольного раската клеть №6 «отдается» на 1,0-1,5 мм для получения отпечатка буртов чистового калибра. 9. Ведется прокат профиля. 10. Контрольные раскаты выбрасываются через каждые 5-10 тоїш в зависимости от объема заказа по размеру и марке стали. Замеры проводятся через каждый метр.
В конце проката каждого заказа перед переходом на следующий размер на минимальных оборотах валков прокатывается свинцовый образец по калибру и алюминиевая проволока по буртам. На клети №7 выполняются пункты №1-11 На клети №6 выполняются пушсгы №1-4,7,11
Перед прокатом контрольного раската зазор в клеть №6 был увеличен на 1,0-1,5 мм для получения отпечатка буртов предчистового чистового калибра.
Из каждого контрольного раската были отобраны образцы длиной не менее длины окружности валка: передний конец, середина, задний конец раската. Из данных образцов были отобраны темплеты. Результаты замеров по схеме приведенной на рисунках 6.6 сведены в таблицу 6.3. и 6.4.
