Технология производства холоднокатаного проката низкоуглеродистой стали марки 08пс типоразмера 1,0*1400мм в условиях ЛПП ОАО НЛМК

       ,                                                                                                 (9)

  ,                                                                                                 (10)

  ,                                                                                                (11)

,                                                                                          (12)

   ,                                                             (13)

  где m_i – коэффициент трения;

                Среднее натяжение

s_ср. = (s₀+s₁)/2 , Нмм²;                                                                                  (14)

    где s₀, s₁ – переднее и заднее натяжения, МПа;

        Коэффициент плеча усилия прокатки

;                                                                    (15)

        Среднее усилие прокатки

;                                    (16)

        где s₀, s₁ – переднее и заднее натяжения, МПа;

       ξ ₀,ξ₁ – коэффициенты упрочнения;

           m_i – коэффициент, учитывающий внешнее трение;

         Полное усилие прокатки

,                                                                                                         (17)

где Р_ср – среднее усилие прокатки, МН;

         l_Д – длина дуги контакта, мм;

Величина  контактного давления определяется по формуле [1,с.65]

     

  Опережение  по формуле Головина-Дрездена [10]

,                       (18)

   где h₁ – толщина на выходе из клети, мм;

         R – радиус валков, мм;

          g – нейтральный угол, рад.

        Для определения  g используем формулу Павлова

                ,             (19)

   где a – угол захвата;   a= ÖDh/ R

         b – угол трения в первом приближении

        Окружная скорость валков 

      Jв=Jпл / (1+s) ,        (20) 

   где  Jв – скорость валков, м/c;

         Jпл – скорость полосы, м/c;

        Суммарное обжатие  за проход     ,            (21)

где h₀ – толщина на входе клети, мм;

     h_i – толщина полосы после соответствующего прохода, мм; 

          Расчёт момента прокатки на  одном валке, кНм

                     Мпр¢ = (Pср lnl + s0 -s1) B h1 R (1+s) , (22)

         На двух валках, кНм

                           Мпр = 2 Мпр¢, (23)

         Момент трения, кНм

                           Мтр = 0.002 P (24)

   где P – усилие, кН;

         Момент рабочий  кНм

                           Мр = Мпр + Мтр , (25)

         Момент рабочий, приведённый  к валу двигателя, кНм

                           Мдв = Мпр / ih , (26)

   где i – передаточное число редуктора,

          h – КПД клети , h= 0,85;

    Мощность необходимая для прокатки, приведённая к валу

 двигателя,  кВт

                         Nдв = Мдв Jв/R , (27)  

           Допустимый момент, на валу двигателя  исходя из номинальной мощности двигателя,     кНм 

                   Мдоп = Nном R/Jв , (28) 

Допустимый  момент из условия допустимого усилия прокатки, кНм 

                                   [М] = [P]y L                                  (29) 

    где y  – коэффициент плеча усилия прокатки,

      Удельный  расход энергии на деформацию металла, (кВт ч)/т

                                        ,  (30)

   где Сr – произведение коэффициента приведения на плотность металла,

               Сr = 28,08.

         Значение допустимого  момента находим из условия прочности  шейки рабочего валка на кручение 

                                  [М] = 0,2309 dшр³ [s], (31) 

   где dш.р – диаметр шейки рабочего валка;

         dш.р = 267 мм;

         [s] – допустимое напряжение изгиба для материала рабочих валков,  [s] = 100 МПа;

         [М] = 0,2309 * 0,2633 *100 = 420 кНм.

         Допустимое усилие находим 

1. из условия прочности шеек опорных валков на изгиб, МН

           , (32)

где dш.оп – диаметр шейки опорного валка,

      dш.оп = 850 мм;

       L оп – длина шейки опорного валка,

       L оп = (0,5¸0,6) Dоп = (0,5¸0,6) *1490 = 894мм

      [Pш.оп] = 0,4 * 0,853*100/ 0,894 = 27,48 МН .

2. из условия прочности бочки опорного валка, МН

            [Pб.оп] = 0,8 Dоп³ [s]/(2L о - L оп), (33)

где Lо= 3,520 м – расстояние между осями нажимных винтов,

            L оп – длина бочки опорного валка, м;

            [Pб.оп] = 0,8 * 1,49*100/ (2*3,520-2,03) = 23,79 МН .

3. из условия прочности шеек рабочих валков на скручивание, МН [1]

                  ,   (34)

где dр= 267 мм – диаметр шейки рабочего валка,

      [tкр] = (0,6¸0,7) [s]= 0,6*100 = 60 МПа

      МН

        Режим обжатий по клетям с  учетом двух стратегий прокатки, равенство усилий и равенство мощностей, см. табл. 14, 15, 17, 18.  

Выбор подката 

         Поскольку мощность первых двух клетей вдвое меньше номинальной, согласно заданию кафедры, то возможность прокатки заданного профиля полосы из подката максимально возможной толщины представляется невыполнимой задачей. На основании сказанного выше выбираем толщину подката равную трем миллиметрам.

         Учитывая потери металла, при  необходимой технологической подрезке, назначаем ширину подката в соответвии с возможностями агрегатов задействованных в переделе проката в листопрокатном производстве, табл.13.

                                                                                                          Таблица 13

 

         На основе технических возможностей  агрегатов цеха ЛПП задействованных в производстве рулонной стали марки 08пс, профилем 0,9´1400 мм и способностью к нормальной вытяжке (Н) произведем расчет необходимой ширины подката  с учетом максимально возможной загруженности оборудования.

        ,

   где b₀ – ширина подката, мм;

         b_з – ширина заказанной потребителем готовой полосы, мм;

          n – целое число полос желаемой ширины, мм.

           Выбираем полосу, удовлетворяющую  техническим возможностям всех  агрегатов занятых для производства  рассматриваемого типоразмера. Технические возможности агрегатов представлены в табл.13.

         Принимаем ширину подката равную 1440 мм.

         Относительная масса рулона 

                  G/b₀ = 20 т/м

где G – масса рулона, т;

      b₀ – ширина подката, мм.

         Масса рулона поступающего на  обработку в НТА.

       G = 20*b₀ = 20*1,44=28,8 т 

4.1.2. Пример расчёта режимов обжатий и энергосиловых параметров для клети №1. (равенство усилий) 

    

            

        

        Относительная погрешность при  расчете полного усилия прокатки  вручную и с помощью составленной  программы на языке программирования QuickBasic (см. приложение), составляет менее пяти процентов, что свидетельствует о достаточной точности вычислений ручным способом. Незначительное расхождение результатов, вручную и машинным способом, наблюдается при расчете громоздких формул. При тестировании программа расчета параметров прокатки показала свою работоспособность и точность, которую сложно получить при ручном расчете.  

         

      

         Данные расчёта  параметров прокатки и энергосиловых  параметров режима прокатки, исходя из равенства усилий по клетям, приведены  в