Калибровка прокатных валков мелкосортного стана 280 для прокатки круглой стали

Вид работы:

Курсовая работа (т)
Предмет:

Другое
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

1,81 Мб
Опубликовано:

2012-04-12

Все курсовые работы по другим направлениям

Скачать курсовую работу Читать текст online Заказать курсовую
*Помощь в написании! Посмотреть все курсовые работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Калибровка прокатных валков мелкосортного стана 280 для прокатки круглой стали

Оглавление

Введение

. Анализ объекта работы

.1 Анализ сортамента производимого сорта, его назначение, требования к условиям производства и эксплуатации

.2 Исходный материал

2. Выбор способа прокатки. Его преимущества и недостатки. Альтернативные способы прокатки

. Выбор стана. Обоснование выбранной технологии

.1 Основное и вспомогательное оборудование, подъемно-транспортные средства

.2 Нагревательные печи и технология нагрева

.3 Обоснование выбранной технологии

. Методика расчета калибров

. Расчет калибров

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Введение

Главной задачей калибровки является получение профиля заданных размеров, высокой точности, хорошего качества и требуемых физико-механических свойств. В то же время, рациональная калибровка валков должна обеспечить максимальную производительность прокатного стана, равномерную энергосиловую загрузку оборудования и электродвигателей привода рабочих клетей, минимальный расход энергии и наименьший износ валков, надежный захват металла валками, устойчивое положение раската в калибрах, возможность прокатки профилей широкого сортамента из заготовки одного сечения, удобство монтажа калибров на валках и т.п. [1].Разработка калибровки валков, отвечающей указанным требованиям, является весьма сложным и многосторонним процессом, в котором необходимо учитывать закономерности течения металла в калибрах, силовые условия прокатки, захватывающую способность валков, температурные режимы деформации, прочность оборудования, мощность привода стана и другие факторы. Поэтому при проектировании рациональной калибровки валков целесообразно использовать системный подход, который в настоящее время находит широкое применение для анализа сложных процессов в различных областях науки, техники.

В курсовом проекте необходимо рассчитать калибровку прокатных валков мелкосортного стана 280 для прокатки круглой стали (сталь круглая для напильников и рашпилей по ГОСТ 5210 - 91) диаметром 22мм из квадратной заготовки сечением 85×85мм.

Напильник и рашпиль - это инструмент <#"553512.files/image001.gif">0,8мм. Овальность такой стали не должна превышать 0,75 придельных допусков по диаметру.

Сталь круглая для напильников и рашпилей (ГОСТ 5210-91) прокатывается из углеродистой инструментальной стали диаметром 22мм с предельным отклонением +0,6мм. Овальность сечения не должна превышать предельных отклонений по размерам.

1.2 Исходный материал: ГОСТ, ТУ, химический состав, механические свойства, режимы термообработки, макромикроструктура, технология производства исходной заготовки

Прокат сортовой из инструментальной стали для напильников, рашпилей изготавливают из стали У10. Заменителями данной стали выступают: У11, У12, У12А. Химический состав стали У10 приведен в таблице 1 [4].

Таблица 1 - Химический состав стали У10

Химический элемент	%
Кремний (Si)	0.17-0.33
Медь (Cu), не более	0.25
Марганец (Mn)	0.17-0.33
Никель (Ni), не более	0.25
Фосфор (P), не более	0.030
Хром (Cr), не более	0.20
Сера (S), не более	0.028

Содержание серы в стали, полученной методом электрошлакового переплава, не должно превышать 0,015%.

Сталь поставляют в отожженном состоянии или без отжига.

Твердость термически обработанной стали У10 по длине прутка или полосы и твердость образцов после закалки должны соответствовать нормам, указанным в таблице 2. По требованию заказчика сталь может изготовляться без термической обработки. Прутки термически обработанной стали диаметром или толщиной менее 5 мм на твердость не проверяют, а по требованиям заказчика испытывают на растяжение; нормы испытаний на растяжение устанавливаются соглашением сторон.

Таблица 2 - Твердость термически обработанной стали У10

Состояние поставки, режим термообработки	HRC поверхности	НВ
Отжиг		197
Закалка 770-800 С, вода.	Свыше 63
Сечение до 8 мм. Закалка 800 С, масло или расплав солей при 190 С. Отпуск 380-480 С. (рекомендуется для пружин и деталей пружинного типа)	44-50

Надежность напильников изготовленных из углеродистой стали У10 определяется полным 95% ресурсом, равным 10000 рабочих ходов на одну сторону[4].

Технологические свойства стали У10:

свариваемость - не применяется для сварных конструкций. Способ сварки - КТС.

флокеночувствительность - не чувствительна.

склонность к отпускной хрупкости - не склонна.

2. Выбор способа прокатки, его преимущества и недостатки. Альтернативные способы

В общем случае схема калибровки круглой стали может быть разделена на две части: первая представляет собой калибровку валков черновых и средних групп клетей и удовлетворяет ряду профилей, являясь в этом смысле общей для нескольких конечных профилей различного сечения (квадратной, полосовой, шестигранной и др.), а вторая предназначена как определенная система для последних трех - четырех клетей и свойственна только данному профилю круглой стали[5].

Для получения круглой стали ø22мм прокатку будем осуществлять в 12 проходов: 2 прохода в обжимной клети , 3прохода в черновой клети и 7 проходов в чистовой линии клетей.

Для обжимной клети принимаем систему ящичных калибров, состоящую из двух прямоугольных калибров. Преимущества такой системы прокатки: равномерная деформация металла по ширине профиля; хорошее удаление окалины с боковой поверхности раската; неглубокий врез в валки ( по сравнению с другими равновеликими по площади калибрами) и следовательно, небольшое ослабление прочности валка; возможность получения из одного калибра профилей различной толщины за счет изменения положения верхнего валка; устойчивое положение раската на рольганге при передаче его из калибра в калибр.

Одним из недостатков этой системы является то, что невозможно получить правильный квадрат или прямоугольник вследствие значительного выпуска (10-20 %), полоса в этих калибрах деформируется только по одной вертикальной оси.

Для черновой линии принимаем систему калибров ромб - квадрат. Ромб - квадрат применяется при переходе от ящичных калибров в заготовочных станах; в черновых клетях станов, прокатывающих большей частью квадратные и полосовые профили; в черновых клетях для получения различных размеров квадратных заготовок при производстве средне- и мелкосортного проката.

Система калибров ромб - квадрат имеет ряд преимуществ: имеется возможность получения геометрически точных квад- ратов с правильно выполненными углами; прокатка ведется со значительными вытяжками.

Недостатки системы ромб - квадрат: глубокий врез ручья ослабляет валки.

Дли чистовой линии выбираем систему овал - ребровой овал, овал - квадрат, овал - круг. В данной системе обеспечивается плавный переход сечения полосы при передаче из одного калибра в другой, что дает равномерное охлаждение полосы по сечению и предохраняет от появления дополнительных напряжений. К недостаткам этих систем следует отнести; во-первых, сравнительно низкие вытяжки, во-вторых, при прокатке в таких калибрах возникают некоторые трудности в работе и настройке стана из-за необходимости надежно удерживать прокатываемую полосу в пропусках.

Система калибров овал-ребровой овал состоит из чередующихся горизонтальных и вертикальных овальных калибров, причем отношения осей у горизонтальных овалов больше, чем у вертикальных. При прокатке по этой системе калибров раскат кантуют на 90° после каждого прохода. Система калибров овал-ребровой овал обладает следующими преимуществами: обеспечивает плавное изменение формы сечения раската по проходам, отсутствие на раскате острых углов и, следовательно, равномерное охлаждение металла по сечению, хорошее качество поверхности раската, достаточно устойчивое положение раската в калибрах.

К недостаткам этой системы следует отнести малые коэффициенты вытяжки при прокатке в ребровых овальных калибрах по сравнению с овальными калибрами, что вызывает неравномерную силовую загрузку оборудования и неравномерный износ этих калибров. Кроме того, глубокий врез в валки ребровых овальных калибров ослабляет прочность валков, увеличивает скольжение металла относительно валков, и, следовательно, повышает износ калибров.

Система овал - квадрат. Эта система калибров состоит из ряда чередующихся овальных и квадратных калибров. Большая ось овальных калибров имеет горизонтальное расположение, квадратные калибры врезаются в валки диагонально. Подача квадратной полосы в овал производится плашмя, подача в квадрат производится на ребро, т. е. при вертикальном положении большой оси овала. Система овал-квадрат имеет следующие достоинства: имеют место большие вытяжки. Применение овальных и квадратных калибров обеспечивает систематическое обновление углов прокатываемой полосы, так как происходит непрерывное перемещение углов квадрата в стороны и наоборот. Такое изменение положения углов и сторон способствует более равномерному охлаждению металла при прокатке.

При прокатке овала в квадрате и наоборот полоса имеет устойчивое положение, что упрощает настройку стана и позволяет применять обводные аппараты[6].

К недостаткам этой системы следует отнести то, что квадратные заготовки можно получать только из квадратных калибров, причем из-за больших вытяжек квадраты сильно отличаются друг от друга по размерам.

Система овал - круг. В данной системе обеспечивается плавный переход сечения полосы при передаче из одного калибра в другой, что дает равномерное охлаждение полосы по сечению и предохраняет от появления дополнительных напряжений. К недостаткам этих систем следует отнести; во-первых, сравнительно низкие вытяжки, во-вторых, при прокатке в таких калибрах возникают некоторые трудности в работе и настройке стана из-за необходимости надежно удерживать прокатываемую полосу в пропусках.

Одним из альтернативных способов прокатки является система ромб-ромб - система <#"553512.files/image003.gif">

Рисунок 3 Схема расположения оборудования стана 280: I - пролет стана; II - склад готовой продукции; 1 - нагревательная печь; 2 и 19 - толкатель; 3 - выталкиватель; 4 - отводящий рольганг печи; 5-обжимная клеть; 6 - клеть черновой линии; 7 - клеть чистовой линии; 8 - транспортный рольганг; 9 -- подъемно-качающийся стол; 10 - электродвигатель; 11 - направляющие трубы; 12 -летучие ножницы; 13 - распределительное устройство; 14 - холодильник; 15, 26 и 27 - ножницы; 16 - передвижной упор; 17 - моталка; 18 - отжигательная печь: 20- моталка для брака; 21 - шестеренная клеть; 22 - редуктор; 23 - транспортер; 24 - мостовой кран; 25 - обводной аппарат; 28 - шлеппер

Таблица 3 - Характеристика рольгангов

Тип рольганга	Размеры роликов, мм		Шаг роликов, мм	Число роликов	Окружная скорость роликов, м/сек	Характеристика привода
	диаметр	длина бочки
Транспортный	275	300	450/520	28	2,3	Групповой, 11 квт, 715 об/мин
Перед обжимной клетью	275	1600	450/520	11	2,0	То же
У подъемного стола обжимной клети	275	1600	450/520	11	2,0	»
Рабочий черновой линии	325	1030	710	12	2,0	Индивидуаль-ный 1 квт, 460 об
У подъемно-качающегося стола черновой линии	275	1100/1000	710	12 с групповым приводом; 4 с индивидуаль-ным	2,0	Групповой 16 квт; индивидуальный, 1 квт
Рабочий перед клетью № 2 черновой линии	275	1300	570/620/800	12	2,68	8,8 квт
Подводящий к холодильнику	500	130	570/620/800	16	2,68	Индивидуаль-ный, 1 квт, 460 об/мин
Отводящий от холодильника	240	400	570/620/800	16	2,68	То же

3.2 Выбор нагревательных и подогревательных печей

Заготовки нагревают в методической печи (1) с торцовой загрузкой и боковой выдачей. Длина печи 13500 мм, ширина 1800 мм, активная площадь пода 42 м². Топливо- мазут теплотой сгорания 9500 ккал/кг. Заготовки продвигаются вдоль печи реечным толкателем (2, 19) усилием 25 Т и выдаются из печи выталкивателем (3) фрикционного типа. Печь оборудована контрольно-измерительными приборами и аппаратурой для автоматического регулирования температуры и соотношения мазут - воздух.

Склад заготовок закрытого типа (II); площадь его 750 м², пропускная способность 48,5 тыс. т в год. В печь загружают зачищенные заготовки. Склад обслуживается мостовым краном (24) грузоподъемностью 5 т, печь - краном грузоподъемностью 10 т.

По режиму нагрева заготовки сталь всех марок делят на семь групп. Условия нагрева стали группы к которой относится сталь У10 приведены в таблице 4.

Заданный режим нагрева регулируется автоматически. Выданная из печи заготовка по рольгангу направляется к обжимной клети стана.

Таблица 4 - Условия нагрева стали

Группа стали	Марка стали	Температура,ºС				Продол-жительн-ость нагрева, ч-мин
		У окна выдачи и в зоне нижнего подогрева	В зоне сводовой форсунки	Металла при ыдачи	Металла после второго прохода
IV	У10	1230	1150	1200	1160	1-30

3.3 Обоснование выбранной технологии

Для прокатки круглой стали диаметром 22 мм выбран мелкосортный стан 280 Златоустовского металлургического завода, так как данный стан удовлетворяет все необходимые условия прокатки и требования, предъявляемые к калибровке для данной стали.

Для получения данного профиля, заранее зачищенные заготовки при помощи мостового крана подают к методической печи, загружают во внутрь и нагревают. Тепловой процесс печи ведется автоматически. После того как заготовки прошли через печь, они выдаются из печи и при помощи шлеппера передаются к рольгангам, а далее транспортируются к стану. После выхода полосы из чистовой линии стана, она режется летучими ножницами на длины равные длине холодильника, а уже с холодильника полоса поступает к эксцентриковым ножницам, на которых ее режут на мерные длины. После резки металл поступает в накопительные карманы, откуда кранами перевозится на склад готовой продукции.

заготовка прокатка калибровка напильник

4. Методика расчета калибров

Расчет калибров будет производиться по следующей методике [8]:

Определяют суммарный и средний коэффициенты вытяжки по стану по формулам:

(1)

где ω₀- площадь поперечного сечения подката;

ω_n- площадь поперечного сечения получаемого раската.

(2)

где n - общее число проходов (калибров).

Рассчитывают средний коэффициент вытяжки для чистовой группы клетей, принимая его ниже среднего по стану на 10-20%:

(3)

Определяют суммарный коэффициент вытяжки в чистовой группе клетей:

(4)

где n_ч - число проходов в чистовой группе клетей.

В черновой группе клетей коэффициент вытяжки принимают:

(5)

Определяют суммарный коэффициент вытяжки в черновой группе клетей:

(6)

где n_черн - число проходов в черновой группе клетей.

Вычисляют суммарный коэффициент вытяжки в обжимной клети:

(7)

Рассчитывают средний коэффициент вытяжки в обжимной клети:

(8)

лощадь поперечного сечения подката, выдаваемого из обжимной клети для чистовой линии определяют по формуле:

(9)

Расчет формоизменения металла и размеров калибров в обжимной клети трио выполняют по следующему алгоритму:

Определяют форму и размеры сечения подката, поступающего в чистовую линию клетей. По условию транспортировки раската к чистовой линии целесообразно иметь поперечное сечение раската квадратное, как достаточно устойчивое на рольганге. Размеры подката, выходящего из ящичного калибра, определяют по формуле:

(10)

где ω₁- площадь поперечного сечения подката, выдаваемого из обжимной клети для чистовой линии;

а₁- отношение осей прокатанного раската;

δ_B- степень заполнения выпуска калибра, определяемая по формуле:

(11)

Расчет режима деформации металла в сопряженных ящичных калибрах обжимной клети трио выполняют в следующем порядке:

Определяют среднее значения высоты раската по формуле:

(12)

Средний рабочий диаметр валков по формуле:

D_p=D₀-Н_ср,

(13)

где D₀- номинальный диаметр валков.

Затем рассчитывают окружную скорость валков по дну U по формуле:

(14)

где D_р- рабочий диаметр валков;

n - частота вращения валков.

Принимают предварительно степень защемления раската в калибре а_з=1,0.

Рассчитывают допустимый угол захвата [α] при найденном значении U и принятом а_з=1,0 по формуле:

(15)

где k_α - коэффициент, характеризующий увеличение среднестатистического значения ;

- среднестатистический допустимый угол захвата, определяемый для ящичных калибров по формуле:

(16)

где U - окружная скорость валков;

μ - коэффициент, характеризующий состояние поверхности валков, по Т.М.Голубеву и М.А.Зайкову;

М - коэффициент, характеризующий марку прокатываемой стали по Т.М.Голубеву и М.А.Зайкову;

t - температура раската.

Определяют максимальное обжатие по условиям захвата ΔH_max по формуле:

(17)

где [α] - допустимый угол захвата.

Определяют среднее обжатие за проход ΔH_ср по формуле:

(18)

Определяют число проходов n_пр.обж по формуле , адаптированной для условий прокатки в обжимных клетях:

(19)

где H₀- высота заготовки;

B₀ - ширина заготовки;

H₁- высота подката, выходящего из ящичного калибра;

B₁- ширина подката, выходящего из ящичного калибра.

Составляют предварительную схему обжатий с таким расчетом, чтобы

разность обжатий в четных проходах по возможности не превышала 10-16 мм. При этом уширение раската принимают ориентировочно, учитывая, что показатель уширения изменяется приблизительно от 0,15 в первых проходах до 0,30 в последних проходах.

Рассчитывают коэффициент уширения и ширину раската в каждом проходе. Расчет выполняют на непереточенные валки, так как в этом случае расчетное уширение будет больше. При этом принимают ориентировочно tgφ=0,2÷0,3.

Определяют безразмерные параметры, характеризующие очаг деформации.

Коэффициент обжатия:

(20)

где Н_n_-1 - высота раската до прохода;

H_n - высота раската после прохода.

Приведенный диаметр валков:

(21)

Отношение сторон раската до прохода:

(22)

Рассчитывают показатель трения при прокатке в ящичном калибре:

(23)

Определяют коэффициент уширения по формуле:

(24)

Вычисляют ширину раската после прохода по формуле:

(25)

где B_n_-1 - ширина раската до прохода.

Определяют абсолютное уширение по формуле:

(26)

По результатам расчета уточняют режим обжатий и составляют окончательную таблицу калибровки.

Проверяют ограничения по условиям захвата металла валками. При этом α≤[α].

Фактический угол захвата металла валками рассчитывают по формуле:

(27)

Ширину несопряженных калибров по врезу определяют исходя их максимальной ширины раската в четном калибре пары B_max с учетом запаса на уширение 3÷10 мм:

(28)

Ширина ручья по дну для несопряженных валков определяется по формуле:

(29)

где Н_n - высота раската, задаваемого в калибр.

Определяют зазор между валками для текстолитовых подшипников:

(30)

Глубину вреза ручьев в валки определяют по формуле:

(31)

где H_n - высота раската, выходящего из калибра.

Радиусы закруглений определяют по формулам:

(32)
(33)

Определяют для каждого калибра:

· выпуск калибра:

(34)

· ширину калибра:

(35)

· отношение осей калибра:

(36)

· степень заполнения калибра:

(37)

где В_n-ширина раската, выходящего из калибра;

· степень заполнения выпуска калибра:

(38)

Площадь поперечного сечения раската после прокатки определяют по формуле:

(39)

Коэффициент вытяжки в калибре:

(40)

где ω_n - площадь поперечного сечения раската после прокатки;

ω_n_-1 - площадь поперечного сечения раската до прокатки.

Расчет формоизменения металла и размеров калибров в линии клетей 360 и 280 выполняют в следующем порядке. Принимают нумерацию калибров против хода прокатки.

Определяют ориентировочное значение средних коэффициентов вытяжки по группам калибров по формулам:

для чистовых калибров:

(41)

для черновых и подготовительных калибров:

· суммарный коэффициент вытяжки:

(42)

где n - число чистовых калибров;

· средний коэффициент вытяжки:

(43)

где n_ч - число проходов в чистовой группе клетей.

Проверяют соотношение:

(44)

И по необходимости корректируют коэффициенты вытяжки.

С учетом найденных значений средних коэффициентов вытяжки определяют приблизительные площади поперечного сечения раскатов выходящих из каждого калибра по формуле:

(45)

где ω_n_-1- площадь поперечного сечения раската, выходящего из предыдущего калибра, считая против хода прокатки;

λ_n_-1- коэффициент вытяжки в предыдущем калибре, считая против хода прокатки.

Расчет формоизменения металла и размеры раскатов и калибров выполняют в следующей последовательности.

Для чистового и предчистовых калибров ( круг, овал и квадрат).

.Принимают степень заполнения предчистового овального калибра δ₀₁. При известных значениях суммарной вытяжки в первом и втором калибрах λ_Σ(1-2) и приведенном диаметре валков, равным:

(46)

где D₀ - номинальный диаметр валков в чистовой линии клетей;

d - диаметр круга, выходящего из чистового калибра.

По номограмме рис.1 определяют значение отношение сторон овального раската а=а₀₁.

Рисунок 1. Номограмма для определения суммарного коэффициента вытяжки по схеме квадрат - овал - круг.

При известных значениях А1 и а01 по номограмме рис. 2 определяют значение коэффициента обжатия в круглом калибре.

Рисунок 1. Номограмма для определения коэффициента обжатия и коэффициента вытяжки при прокатке овального раската в круглом калибре.

Далее рассчитывают ориентировочные размеры овального раската по формулам:

(47)

где Н₁ - высота круглого раската.

(48)

Выполняют уточненный расчет формоизменения металла в овальном калибре. Для этого принимают диапазон температур t и определяют коэффициент трения по формуле:

(49)

. Расчетное значение коэффициента уширения в круглом калибре определяют по формуле:

(50)

Находят уточненное значение высоты овального калибра:

(51)

и отношение сторон овального раската:

(52)

Рассчитывают размеры квадрата, выходящего из квадратного калибра ( проход 3) при степени заполнения калибра δ₁=0,9 по формулам:

сторона:

(53)

где ω₃ - площадь поперечного сечения раската, выходящего из квадратного калибра;

(54)
(55)

.Определяют безразмерные параметры, необходимые для расчета коэффициента уширения при прокатке квадратного раската в овальном калибре:

· коэффициент обжатия в овальном калибре:

(56)

· приведенный диаметр валков для овального калибра:

(57)

· отношение осей овального калибра:

(58)

Коэффициент уширения в овальном калибре определяют по формуле:

(59)

Определяют уточненную ширину овального раската по формуле:

(60)

4. Определяют сходимость уточненного В₂ с заданным В₀₁:

(61)

. Далее выполняют расчет размеров калибров.

-й круглый калибр:

· ширина калибра:

(62)

где d - диаметр круга, который необходимо получить;

γ - угол для чистового круглого калибра, зависящий от диаметра калибра;

· зазор для текстолитовых подшипников в чистовых калибрах:

(63)

· радиус скруглений:

(64)

· ширина вреза ручьев:

(65)

-й овальный калибр:

· ширина калибра:

(66)

· радиус калибра:

(67)

· зазор для текстолитовых подшипников в чистовых калибрах:

(68)

· ширина калибра по врезу:

(69)

· радиус скруглений:

(70)

· площадь поперечного сечения овального раската:

(71)

-й квадратный калибр:

· ширина калибра:

(72)

· зазор для текстолитовых подшипников в чистовых калибрах:

(73)

ширина вреза калибра в валки:

(74)

· радиусы скруглений в вершине и у буртов калибра:

(75)
(76)

Высота калибра с учетом скругления при вершине определяется по формуле:

(77)

Расчет черновых калибров выполняют в следующей последовательности.

Для системы ребровой овал - овал - квадрат:

1.Принимают степень заполнения овального калибра δ₀₃. При известных значениях суммарной вытяжки в третьем и четвертом калибрах λ_Σ(3-4) и приведенном диаметре валков, равным:

(78)

По номограмме рис.3 определяют значение отношение сторон овального раската а=а₀₃.

Рисунок 3. Номограмма для определения суммарного коэффициента вытяжки по схеме ребровой овал - овал - квадрат.

При известных значениях А3 и а03 по номограмме рис. 4 определяют значение коэффициента обжатия в круглом калибре.

Рисунок 4. Номограмма для определения коэффициента обжатия и коэффициента вытяжки при прокатке овального раската в квадратном калибре.

Далее рассчитывают ориентировочные размеры овального раската по формулам:

(79)

где Н₃ - высота квадрата с учетом скругления.

(80)

. Расчетное значение коэффициента уширения в квадратном калибре определяют по формуле:

(81)

аходят уточненное значение высоты овального калибра:

(82)

отношение сторон овального раската:

(83)

Рассчитывают размеры ребрового овала, выходящего из овального калибра при степени заполнения калибра δ₁=1,0 и отношении осей калибра а_к5=0,8 по формулам:

высота:

(84)

где ω₅ - площадь поперечного сечения раската, выходящего из овального калибра;

ширина:

(85)

.Определяют безразмерные параметры, необходимые для расчета коэффициента уширения при прокатке ребрового овального раската в овальном калибре:

· коэффициент обжатия в овальном калибре:

(86)

· приведенный диаметр валков для овального калибра:

(87)

· отношение осей овального калибра:

(88)

Коэффициент уширения в овальном калибре определяют по формуле:

(89)

Определяют уточненную ширину овального раската по формуле:

(90)

. Определяют сходимость уточненного В₄ с заданным В₀₃:

(91)

При невыполнении этого условия выполняют пересчет по пунктам 1-4, принимая В₀₃=В₄ и Н₀₃=Н₄.

. Далее выполняют расчет размеров калибров.

-й овальный калибр:

· ширина калибра:

(92)

· радиус калибра:

(93)

· зазор для текстолитовых подшипников в чистовых калибрах:

(94)

· ширина калибра по врезу:

(95)

· радиус скруглений буртов калибра:

(96)

· площадь поперечного сечения овального раската:

(97)

-й ребровой овальный калибр:

· ширина калибра:

(98)

· радиус калибра:

(99)

· зазор для текстолитовых подшипников в черновых калибрах:

(100)

· ширина вреза калибра в валки:

(101)

· радиусы скруглений:

(102)

Для системы квадрат - овал - ребровой овал:

1.Принимают степень заполнения овального калибра δ₀₅. При известных значениях суммарной вытяжки в пятом и шестом калибрах λ_Σ(5-6) и приведенном диаметре валков, равным:

(103)

где D₀ - номинальный диаметр валков в чистовой линии клетей;

Н₅ - высота ребрового овала.

По номограмме рис.5 определяют значение отношение сторон овального раската а=а₀₅.

Рисунок 5. Номограмма для определения суммарного коэффициента вытяжки по схеме квадрат - овал - ребровой овал.

При известных значениях А5 и а05 по номограмме рис. 6 определяют значение коэффициента обжатия в ребровом овальном калибре.

Рисунок 6. Номограмма для определения коэффициента обжатия и коэффициента вытяжки при прокатке овального раската в ребровом калибре.

Далее рассчитывают ориентировочные размеры овального раската по формулам:

(104)

где Н₅ - высота ребрового раската.

(105)

. Расчетное значение коэффициента уширения в ребровом калибре определяют по формуле:

(106)

Находят уточненное значение высоты овального калибра:

(107)

и отношение сторон овального раската:

(108)

Рассчитывают размеры квадрата, выходящего из квадратного калибра при степени заполнения калибра δ₁=0,9 по формулам:

сторона:

(109)

где ω₇ - площадь поперечного сечения раската, выходящего из квадратного калибра;

(110)
(111)

. Определяют безразмерные параметры, необходимые для расчета коэффициента уширения при прокатке квадратного раската в овальном калибре:

· коэффициент обжатия в овальном калибре:

(112)

· приведенный диаметр валков для овального калибра:

(113)

· отношение осей овального калибра:

(114)

Коэффициент уширения в овальном калибре определяют по формуле:

(115)

Определяют уточненную ширину овального раската по формуле:

(116)

. Определяют сходимость уточненного В₂ с заданным В₀₁:

(117)

При невыполнении этого условия выполняют пересчет по пунктам 1-4, принимая В₀₅=В₆ и Н₀₅=Н₆.

. Далее выполняют расчет размеров калибров.

-й овальный калибр:

· ширина калибра:

(118)

· радиус калибра:

(119)

· зазор для текстолитовых подшипников в чистовых калибрах:

(120)

· ширина калибра по врезу:

(121)

· радиус скруглений:

(122)

· площадь поперечного сечения овального раската:

(123)

-й квадратный калибр:

· ширина калибра:

(124)

· зазор для текстолитовых подшипников в чистовых калибрах:

(125)

· ширина вреза калибра в валки:

(126)

· радиусы скруглений в вершине и у буртов калибра:

(127)
(128)

Высота калибра с учетом скругления при вершине определяется по формуле:

(129)

Для системы квадрат - ромб - квадрат:

1. Принимают степень заполнения ромбического калибра δ₀₇. При известных значениях суммарной вытяжки в седьмом и восьмом калибрах λ_Σ(7-8) и приведенном диаметре валков, равным:

(130)

где D₀ - номинальный диаметр валков в чистовой линии клетей;

Н₇ - высота квадрата.

По номограмме рис.7 определяют значение отношение сторон овального раската а=а₀₇.

Рисунок 7. Номограмма для определения суммарного коэффициента вытяжки по схеме квадрат - ромб - квадрат.

При известных значениях А7 и а07 по номограмме рис. 8 определяют значение коэффициента обжатия в квадратном калибре.

Рисунок 8. Номограмма для определения коэффициента обжатия и коэффициента вытяжки при прокатке ромбического раската в квадратном калибре.

Далее рассчитывают ориентировочные размеры ромбического раската по формулам:

(131)

где Н₇ - высота квадратного раската.

(132)

Коэффициент трения в черновых калибрах определяют по формуле:

(133)

2. Расчетное значение коэффициента уширения в квадратном калибре определяют по формуле:

(134)

Находят уточненное значение высоты ромбического калибра:

(135)

и отношение сторон ромбического раската:

(136)

сторона:

(137)

где ω₇ - площадь поперечного сечения раската, выходящего из квадратного калибра;

(138)
(139)

3.Определяют безразмерные параметры, необходимые для расчета коэффициента уширения при прокатке квадратного раската в ромбическом калибре:

· коэффициент обжатия в ромбическом калибре:

(140)

· приведенный диаметр валков для ребрового калибра:

(141)

· отношение осей ромбического калибра:

(142)

Коэффициент уширения в ромбическом калибре определяют по формуле:

(143)

Определяют уточненную ширину ромбического раската по формуле:

(144)

. Определяют сходимость уточненного В₂ с заданным В₀₁:

(145)

При невыполнении этого условия выполняют пересчет по пунктам 1-4, принимая В₀₇=В₈ и Н₀₇=Н₈.

. Далее выполняют расчет размеров калибров.

-й ромбический калибр:

· ширина калибра:

(146)

· зазор для текстолитовых подшипников в черновых калибрах:

(147)

· радиус скругления в вершине калибра:

(148)

· высота калибра с учетом скругления при вершине определяется по формуле:

(149)

· радиус скругления по буртам:

(150)

· ширина калибра по врезу:

(151)

· площадь поперечного сечения ромбического раската:

(152)

-й квадратный калибр:

· ширина калибра:

(153)

· зазор для текстолитовых подшипников в черновых калибрах:

(154)

· ширина вреза калибра в валки:

(155)

· радиусы скруглений в вершине и у буртов калибра:

(156)
(157)

Высота калибра с учетом скругления при вершине определяется по формуле:

(158)

Для системы квадрат - ромб - квадрат(ящичный):

1.Принимают степень заполнения ромбического калибра δ₀₉. При известных значениях суммарной вытяжки в девятом и десятом калибрах λ_Σ(9-10) и приведенном диаметре валков, равным:

(159)

где D₀ - номинальный диаметр валков в черновой линии клетей;

Н9 - высота квадрата.

По номограмме рис.9 определяют значение отношение сторон овального раската а=а₀₉.

Рисунок 9. Номограмма для определения суммарного коэффициента вытяжки по схеме квадрат - ромб - квадрат.

При известных значениях А9 и а09 по номограмме рис. 10 определяют значение коэффициента обжатия в квадратном калибре.

Рисунок 10. Номограмма для определения коэффициента обжатия и коэффициента вытяжки при прокатке ромбического раската в квадратном калибре.

Далее рассчитывают ориентировочные размеры ромбического раската по формулам:

(160)

где Н₉ - высота квадратного раската.

(161)

. Расчетное значение коэффициента уширения в квадратном калибре определяют по формуле:

(162)

Находят уточненное значение высоты ромбического калибра:

(163)

и отношение сторон ромбического раската:

(164)

Рассчитывают размеры квадрата, выходящего из ящичного калибра по формулам:

(165)

где ω₁₁ - площадь поперечного сечения раската, выходящего из ящичного калибра;

D₁₁- диагонали квадратного раската, выходящего из ящичного калибра.

.Определяют безразмерные параметры, необходимые для расчета коэффициента уширения при прокатке квадратного раската в ромбическом калибре:

· коэффициент обжатия в ромбическом калибре:

(166)

· приведенный диаметр валков для ребрового калибра:

(167)

· отношение осей ромбического калибра:

(168)

Коэффициент уширения в ромбическом калибре определяют по формуле:

(169)

Определяют уточненную ширину ромбического раската по формуле:

(170)

. Определяют сходимость уточненного В₁₀ с заданным В₀₉:

(171)

При невыполнении этого условия выполняют пересчет по пунктам 1-4, принимая В₀₉=В₁₀ и Н₀₉=Н₁₀.

. Далее выполняют расчет размеров 9-го ромбического калибра:

· ширина калибра:

(172)

· зазор для текстолитовых подшипников в черновых калибрах:

(173)

· радиус скругления в вершине калибра:

(174)

высота калибра с учетом скругления при вершине определяется по формуле:

(175)

· радиус скругления по буртам:

(176)

· ширина калибра по врезу:

(177)

· площадь поперечного сечения ромбического раската:

(178)

Определяют ограничения по условиям захвата металла валками по неравенству:

(179)

где α - фактический угол захвата;

[α] - допустимый угол захвата.

Фактический угол захвата для всех калибров определяют по формуле:

(180)

где - коэффициент обжатия в калибре;

А - приведенный диаметр валков для калибра.

Допустимые угла захвата для калибров определяют по формулам:

· для 1-го круглого калибра:

(181)

где U - окружная скорость валков по дну калибра;

δ₀ - степень заполнения калибра;

μ - коэффициент, характеризующий состояние поверхности валков по Т.М. Голубеву и М.А. Зайкову;

М - коэффициент, характеризующий марку прокатываемой стали по Т.М. Голубеву и М.А. Зайкову;

t - температура раската;

· для 2-го овального калибра:

(182)

где R - радиус овального калибра;

Н - высота овального калибра.

· для 3-го квадратного калибра:

(183)

· для 4-го овального калибра:

(184)

· для 5-го ребрового овального калибра:

(185)

· для 6-го овального:

(186)

· для 7-го квадратного калибра:

(187)

· для 8-го ромбического калибра:

(188)

· для 9-го квадратного калибра:

(189)

· для 10-го ромбического калибра:

(190)

Окружную скорость валков по дну калибра определяют по формуле:

(191)

где D_р - рабочий диаметр валков;

n - частота вращения валков.

Рабочий диаметр валков рассчитывается по формуле:

(192)

где H_n - высота калибра.

Частоту вращения валков определяют по формуле:

(193)

где n_дв - число оборотов двигателя;

i_р - передаточное число редуктора.

Если , необходимо выполнить корректировку размеров калибров по высоте.

Далее определяют коэффициенты вытяжки в каждом калибре по формуле:

(194)

где ω_n_-1 - площадь поперечного сечения раската до прокатки в калибре;

ω_n - площадь поперечного сечения раската, после прокатки в калибре.

Проверяют суммарную вытяжку по стану по формуле:

(195)

На основании полученных данных выполняют чертежи калибров.

5. Расчет калибров

Определяем суммарный и средний коэффициенты вытяжки по стану по

Формулам (1) и (2):

Рассчитываем средний коэффициент вытяжки для чистовой группы клетей по формуле (3)

Определяем суммарный коэффициент вытяжки в чистовой группе клетей по формуле (4):

В черновой группе клетей коэффициент вытяжки принимаем по формуле (5):

Определяем суммарный коэффициент вытяжки в черновой группе клетей (6):

Вычисляем суммарный коэффициент вытяжки в обжимной клети по формуле (7):

Рассчитываем средний коэффициент вытяжки в обжимной клети по формуле (8):

Площадь поперечного сечения подката, выдаваемого из обжимной клети для чистовой линии определяем по формуле (9):

Расчет формоизменения металла и размеров калибров в обжимной клети трио выполняем по следующему алгоритму:

Определяем форму и размеры сечения подката, поступающего в чистовую линию клетей. По условию транспортировки раската к чистовой линии целесообразно иметь поперечное сечение раската квадратное, как достаточно устойчивое на рольганге. Размеры подката, выходящего из ящичного калибра, определяем по формуле (10):

степень заполнения выпуска калибра, определяем по формуле (11):

Расчет режима деформации металла в сопряженных ящичных калибрах обжимной клети трио выполняем в следующем порядке:

Определяем среднее значения высоты раската по формуле (12):

Средний рабочий диаметр валков по формуле (13):

D_p=600-72,4=578,4мм.

Затем рассчитываем окружную скорость валков по дну U по формуле (14) при n=75,2 об/мин:

Принимаем предварительно степень защемления раската в калибре а_з=1,0.

Определяем среднестатистический допустимый угол захвата ящичных калибров по формуле (16) при μ=1,25 - для стальных валков без насечки, М=1 - для низколегированных сталей и t=1200°C:

Рассчитываем допустимый угол захвата [α] по формуле (15) при k_α=1,12:

Определяем максимальное обжатие по условиям захвата ΔH_max по формуле (17):

Определяем среднее обжатие за проход ΔH_ср по формуле (18):

Принимаем

Определяем число проходов n_пр.обж по формуле , адаптированной для

условий прокатки в обжимных клетях по формуле (19):

Принимаем ближайшее нечетное значение .

Составляем предварительную схему обжатий, представленную в таблице 1.

Таблица 1-Предварительная схема обжатий.

Номер прохода	Размеры раската		ΔН (мм)	ΔВ (мм)
	Н (мм)	В (мм)
Заготовка	85	85
1	50,7	90,1	34,3	0,15	5,145	1,77
Кантовка 90^о
2	59,8	59,8	30,3	0,3	9,1	1

Рассчитываем коэффициент уширения и ширину раската в каждом проходе. Расчет выполняем на непереточенные валки, так как в этом случае расчетное уширение будет больше. При этом принимают ориентировочно tgφ=0,2÷0,3.

Определяем безразмерные параметры, характеризующие очаг деформации.

Для первого прохода:

Коэффициент обжатия по формуле (20):

Приведенный диаметр валков по формуле (21):

Отношение сторон раската до прохода по формуле (22):

Рассчитываем показатель трения при прокатке в ящичном калибре по формуле (23):

Принимаем =0,6.

Определяем коэффициент уширения по формуле (24):

Вычисляем ширину раската после прохода по формуле (25):

Определяем абсолютное уширение по формуле (26):

Для второго прохода:

Коэффициент обжатия по формуле (20):

Приведенный диаметр валков по формуле (21):

Отношение сторон раската до прохода по формуле (22):

Рассчитываем показатель трения при прокатке в ящичном калибре по формуле (23):

Принимаем =0,6.

Определяем коэффициент уширения по формуле (24):

Вычисляем ширину раската после прохода по формуле (25):

Определяем абсолютное уширение по формуле (26):

Полученные данные сводим в таблицу 2.

Таблица 2-Уточненная схема обжатий.

Номер прохода	Размеры раската		ΔН (мм)	ΔВ (мм)
	Н (мм)	В (мм)
Заготовка	85	85
1	47,9	99,3	37,1	0,385	14,3	2,073
Кантовка 90^о
2	59,8	59,9	39,5	0,304	12,02	1

По результатам расчета уточняют режим обжатий и составляют окончательную таблицу калибровки.

Проверяют ограничения по условиям захвата металла валками. При этом α≤[α].

Проверяем ограничения по условиям захвата металла валками.

Фактический угол захвата металла валками рассчитываем по формуле (27) и сравниваем с [α]:

Первый калибр:

торой калибр:

Расчет размеров калибров.

Первый калибр.

Ширину по врезу первого несопряженного калибра приняв его симметричным определяем исходя их максимальной ширины раската в четном калибре пары B_max с учетом запаса на уширение 3÷10 мм определим по формуле (28):

Принимаем В_вр=106мм.

Ширину ручья по дну для первого валка определяем по формуле (29):

Принимаем =80мм.

Определяем зазор между валками для текстолитовых подшипников по формуле (30):

Принимаем S=8мм.

Глубину вреза ручьев в валки определяем по формуле (31):

Радиусы закруглений определяют по формулам (32) и (33):

Для первого калибра определяем:

· выпуск калибра, по формуле(34):

· ширину калибра, по формуле (34):

· отношение осей калибра, по формуле (35):

допустимое а_к=(0,5÷2,5);

· степень заполнения калибра, по формуле (37):

· степень заполнения выпуска калибра, по формуле (38):

Площадь поперечного сечения раската после прокатки в первом калибре определяем по формуле (39):

Коэффициент вытяжки в первом калибре определяем по формуле (40):

Второй калибр.

Ширину второго несопряженного калибра по врезу определяем исходя их максимальной ширины раската в четном калибре пары B_max с учетом запаса на уширение 3÷10 мм, принимая его симметричным по формуле (28):

Принимаем В_вр=65мм.

Ширину ручья по дну для второго несопряженного валка определяем по формуле (29):

Принимаем =46мм.

Определяем зазор между валками для текстолитовых подшипников по формуле (30):

Принимаем S=8мм.

Глубину вреза ручьев в валки определяем по формуле (31):

Радиусы закруглений определяют по формулам (32) и (33):

Для второго калибра определяем:

· выпуск калибра, по формуле(34):

· ширину калибра, по формуле (34):

· отношение осей калибра, по формуле (35):

допустимое а_к=(0,5÷2,5);

· степень заполнения калибра по формуле (37):

· степень заполнения выпуска калибра по формуле (38):

Площадь поперечного сечения раската после прокатки во втором калибре определяют по формуле (39):

Коэффициент вытяжки во втором калибре определяем по формуле (40):

Расчет формоизменения металла и размеров калибров в линии клетей 360 и 280 выполняем в следующем порядке.

Число проходов в чистовой линии n_ч=7 распределим по клетям следующим образом: в чистовой линии по одному проходуна каждую клеть, в черновой линии на I клеть 2 прохода, на II клеть 1 проход. Нумерацию калибров примем против хода прокатки. При распределении коэффициентов вытяжки будем считать калибры 1 и 2 чистовыми, а калибры 3-7 подготовительными и 8-10 черновыми.

Определяем ориентировочное значение средних коэффициентов вытяжки по группам калибров по формулам:

для чистовых калибров по формуле (41):

подготовительных калибров:

· суммарный коэффициент вытяжки:

· средний коэффициент вытяжки:

Проверяют соотношение:

Следовательно, корректировка коэффициентов вытяжки не требуется.

С учетом найденных значений средних коэффициентов вытяжки определяем приблизительные площади поперечного сечения раскатов выходящих из каждого калибра по формуле (45):

Расчет формоизменения металла и размеры раскатов и калибров.

Для чистового и предчистовых калибров (круг, овал и квадрат).

1.Принимаем степень заполнения предчистового овального калибра δ₀₁= 0,75. При известных значениях суммарной вытяжки в первом и втором калибрах λ_Σ(1-2)=1,469 и приведенном диаметре валков, по формуле (46):

По номограмме рис.1 определяем значение отношение сторон овального раската а=а01=1,5.

При известных значениях А1= 11,72 и а01=1,5 по номограмме рис. 2 определяем значение коэффициента обжатия в круглом калибре .

Далее рассчитываем ориентировочные размеры овального раската по формулам (47) и (48):

Выполняем уточненный расчет формоизменения металла в овальном калибре. Для этого принимаем диапазон температур t=1050 и определяют коэффициент трения по формуле (49):

. Расчетное значение коэффициента уширения в круглом калибре определяем по формуле (50):

Находим уточненное значение высоты овального калибра по формуле (51):

и отношение сторон овального раската по формуле (52):

Рассчитываем размеры квадрата, выходящего из квадратного калибра ( проход 3) при степени заполнения калибра δ₁=0,9 по формулам (53), (54), (55) : -сторона:

.Определяем безразмерные параметры, необходимые для расчета коэффициента уширения при прокатке квадратного раската в овальном калибре:

· коэффициент обжатия в овальном калибре по формуле (56):

· приведенный диаметр валков для овального калибра по формуле (57):

· отношение осей овального калибра по формуле (58):

допустимо а_к=(1,5÷4,5).

Коэффициент уширения в овальном калибре определяют по формуле (59):

Определяем уточненную ширину овального раската по формуле (60):

. Определяют сходимость уточненного В₂ с заданным В₀₁ по формуле (61):

Поэтому делаем перерасчет при В₀₁=33,01мм и

Калибр 1.

Безразмерные параметры: δ₀₁= 0,75, а₀₁=1,719, Коэффициент уширения в круглом калибре определяем по формуле (50):

Высоты овального калибра по формуле (51):

и отношение сторон овального раската по формуле (52):

Калибр 2.

Безразмерные параметры:

Коэффициент уширения в овальном калибре определяют по формуле (59):

Ширина овального раската по формуле (60):

Определяем сходимость уточненного В₂ с заданным В₀₁ по формуле (61):

Окончательно примем размеры овального раската, задаваемого в чистовой калибр:

В₀₁=Н₂=18,6мм ,

Н₀₁=В₂=32,92мм.

5. Далее выполняем расчет размеров калибров.

-й круглый калибр:

Ширина калибра по формуле (62):

Зазор для текстолитовых подшипников в чистовых калибрах по формуле (63):

Радиус скруглений по формуле (64):

Ширина вреза ручьев по формуле (65):

-й овальный калибр:

Ширина калибра по формуле (66):

Радиус калибра по формуле (67):

Зазор для текстолитовых подшипников в чистовых калибрах по формуле (68):

Ширина калибра по врезу по формуле (69):

Радиус скруглений по формуле (70):

Площадь поперечного сечения овального раската по формуле (71):

-й квадратный калибр:

Ширина калибра по формуле (72):

Зазор для текстолитовых подшипников в чистовых калибрах (73):

Ширина вреза калибра в валки по формуле (74):

Радиусы скруглений в вершине и у буртов калибра по формулам (75) и (76) :

Высота калибра с учетом скругления при вершине определяется по формуле (77):

Расчет черновых калибров выполняем в следующей последовательности.

Для системы ребровой овал - овал - квадрат:

1.Принимаем степень заполнения овального калибра δ₀₃=0,8. При известных значениях суммарной вытяжки в третьем и четвертом калибрах λ_Σ(3-4) =1,55 и приведенном диаметре валков, по формуле (78):

По номограмме рис.3 определяем значение отношение сторон овального раската а=а03=1,83.

При известных значениях А3=7,8 и а03=1,83 по номограмме рис. 4 определяем значение коэффициента обжатия в круглом калибре .

Далее рассчитывают ориентировочные размеры овального раската по формулам (79) и (80):

. Расчетное значение коэффициента уширения в квадратном калибре определяем по формуле (81):

Находим уточненное значение высоты овального калибра по формуле (82):

и отношение сторон овального раската по формуле (83):

Рассчитываем размеры ребрового овала, выходящего из овального калибра при степени заполнения калибра δ₁=1,0 и отношении осей калибра а_к5=0,8 по формулам (84) и (85):

высота:

ширина:

.Определяем безразмерные параметры, необходимые для расчета коэффициента уширения при прокатке ребрового овального раската в овальном калибре:

· коэффициент обжатия в овальном калибре по формуле (86):

· приведенный диаметр валков для овального калибра по формуле (87):

Коэффициент уширения в овальном калибре определяют по формуле (89):

Определяем уточненную ширину овального раската по формуле (90):

. Определяем сходимость уточненного В₄ с заданным В₀₃ по формуле (91):

Поэтому делаем перерасчет при В₀₄=40,1мм и

Калибр 3.Безразмерные параметры: δ₀₃=0,8; а₀₃=1,692; ψ=0,8.

Коэффициент уширения в квадратном калибре определяем по формуле (81):

Находим уточненное значение высоты овального калибра по формуле (82):

и отношение сторон овального раската по формуле (83):

Калибр 4. Безразмерные параметры, необходимые для расчета коэффициента уширения при прокатке ребрового овального раската в овальном калибре:

допустимо а_к=1,5÷4,5.

Коэффициент уширения в овальном калибре определяют по формуле (89):

Определяем уточненную ширину овального раската по формуле (90):

Определяем сходимость уточненного В₄ с заданным В₀₃ по формуле (91):

Окончательно примем размеры овального раската задаваемого в квадратный калибр:

В₀₃=В₄=40,02мм;

Н₀₃=Н₄=23,7мм.

. Далее выполняют расчет размеров калибров.

-й овальный калибр:

· ширина калибра по формуле (92):

· радиус калибра по формуле (93):

· зазор для текстолитовых подшипников в чистовых калибрах по формуле (94):

· ширина калибра по врезу по формуле (95):

· радиус скруглений буртов калибра по формуле (96):

· площадь поперечного сечения овального раската по формуле (97):

5-й ребровой овальный калибр:

· ширина калибра по формуле (98):

· радиус калибра по формуле (99):

· зазор для текстолитовых подшипников в черновых калибрах по формуле (100):

· ширина вреза калибра в валки по формуле (101):

· радиусы скруглений по формуле (102):

Для системы квадрат - овал - ребровой овал:

1.Принимаем степень заполнения овального калибра δ₀₅=0,8. При известных значениях суммарной вытяжки в пятом и шестом калибрах λ_Σ(5-6) и приведенном диаметре валков, равным по формуле (103):

По номограмме рис.5 определяют значение отношение сторон овального раската а=а05=1,81.

При известных значениях А5=6,39 и а05=1,81 по номограмме рис. 6 определяют значение коэффициента обжатия в ребровом овальном калибре.

Далее рассчитываем ориентировочные размеры овального раската по формулам (104) и (105):

. Расчетное значение коэффициента уширения в ребровом калибре определяем по формуле (106):

Находим уточненное значение высоты овального калибра по формуле (107):

и отношение сторон овального раската по формуле (108):

Рассчитывают размеры квадрата, выходящего из квадратного калибра при степени заполнения калибра δ₁=0,9 по формулам (109), (110), (111):

сторона:

· коэффициент обжатия в овальном калибре по формуле (112):

· приведенный диаметр валков для овального калибра по формуле (113):

· отношение осей овального калибра по формуле (114):

Коэффициент уширения в овальном калибре определяем по формуле (115):

Определяем уточненную ширину овального раската по формуле (116):

. Определяем сходимость уточненного В₂ с заданным В₀₁по формуле (117):

Поэтому делаем перерасчет при В₀₅=49,2мм и

Калибр 5. Безразмерные параметры δ₀₅=0,8; а₀₅=1,81; ψ=0,8; а_к=0,8.

Коэффициента уширения в ребровом калибре определяем по формуле (106):

Находим уточненное значение высоты овального калибра по формуле (107):

и отношение сторон овального раската по формуле (108):

Калибр 6. Безразмерные параметры, необходимые для расчета коэффициента уширения при прокатке квадратного раската в овальном калибре:

Коэффициент уширения в овальном калибре определяем по формуле (115):

Определяем уточненную ширину овального раската по формуле (116):

. Определяем сходимость уточненного В₂ с заданным В₀₁по формуле (117):

Окончательно примем размеры овального раската:

В₀₅=В₆=49,4мм;

Н₀₅=Н₆=29,24мм.

. Далее выполняют расчет размеров калибров.

-й овальный калибр:

· ширина калибра по формуле (118):

· радиус калибра по формуле (119):

· зазор для текстолитовых подшипников в чистовых калибрах по формуле (120):

· ширина калибра по врезу по формуле (121):

· радиус скруглений по формуле (122):

· площадь поперечного сечения овального раската по формуле (123):

-й квадратный калибр:

· ширина калибра по формуле (124):

· зазор для текстолитовых подшипников в чистовых калибрах по формуле (125):

· ширина вреза калибра в валки по формуле (126):

· радиусы скруглений в вершине и у буртов калибра по формулам (127) и (128):

Высота калибра с учетом скругления при вершине определяется по формуле (129):

Для системы квадрат - ромб - квадрат:

1.Принимаюем степень заполнения ромбического калибра δ₀₇=0,65. При известных значениях суммарной вытяжки в седьмом и восьмом калибрах λ_Σ(7-8)=1,594 и приведенном диаметре валков, равным по формуле (130):

По номограмме рис.7 определяем значение отношение сторон овального раската а=а07=1,53.

При известных значениях А7=4,7 и а07=1,53 по номограмме рис. 8 определяют значение коэффициента обжатия в квадратном калибре.

Далее рассчитываем ориентировочные размеры ромбического раската по формулам (131) и (132):

Коэффициент трения в черновых калибрах определяют по формуле (133):

. Расчетное значение коэффициента уширения в квадратном калибре определяем по формуле (134):

Находим уточненное значение высоты ромбического калибра по формуле (135):

и отношение сторон ромбического раската по формуле (136):

Рассчитывают размеры квадрата, выходящего из квадратного калибра при степени заполнения калибра δ₁=0,9 по формулам (137), (138) и (139):

сторона:

.Определяем безразмерные параметры, необходимые для расчета коэффициента уширения при прокатке квадратного раската в ромбическом калибре:

· коэффициент обжатия в ромбическом калибре по формуле (140):

· приведенный диаметр валков для ребрового калибра по формуле (141):

· отношение осей ромбического калибра по формуле (142):

допустимо а_к=1,2÷2,5.

Коэффициент уширения в ромбическом калибре определяем по формуле (143):

Определяем уточненную ширину ромбического раската по формуле (144):

4. Определяем сходимость уточненного В₂ с заданным В₀₁ по формуле (145):

Поэтому делаем перерасчет при В₀₇=51,9мм и

Калибр 7. Безразмерные параметры :δ₀₇=0,65; а₀₇=1,53; ψ=0,6.

Коэффициент уширения в квадратном калибре определяем по формуле (134):

Находим уточненное значение высоты ромбического калибра по формуле (135):

и отношение сторон ромбического раската по формуле (136):

Безразмерные параметры, необходимые для расчета коэффициента уширения при прокатке квадратного раската в ромбическом калибре:

допустимо а_к=1,2÷2,5.

Ψ=0,6.

Коэффициент уширения в ромбическом калибре определяем по формуле (143):

Определяем уточненную ширину ромбического раската по формуле (144):

Определяют сходимость уточненного В₂ с заданным В₀₁ по формуле (145):

Окончательно примем размеры ромбического раската:

В₀₇=В₈=52,1мм;

Н₀₇=Н₈=48,7мм.

. Далее выполняют расчет размеров калибров.

-й ромбический калибр:

· ширина калибра по формуле (146):

· зазор для текстолитовых подшипников в черновых калибрах по формуле (147):

· радиус скругления в вершине калибра по формуле (148):

· высота калибра с учетом скругления при вершине определяется по формуле (149):

· радиус скругления по буртам по формуле (150):

· ширина калибра по врезу по формуле (151):

· площадь поперечного сечения ромбического раската по формуле (152):

-й квадратный калибр по формуле (153):

· ширина калибра:

· зазор для текстолитовых подшипников в черновых калибрах по формуле (154):

· ширина вреза калибра в валки по формуле (155):

· радиусы скруглений в вершине и у буртов калибра по формуле (156), (157):

Высота калибра с учетом скругления при вершине определяется по формуле (158):

Для системы квадрат - ромб - квадрат(ящичный):

1.Принимаем степень заполнения ромбического калибра δ₀₉=0,8. При известных значениях суммарной вытяжки в девятом и десятом калибрах λ_Σ(9-10)=1,633 и приведенном диаметре валков, равным по формуле (159):

По номограмме рис.9 определяют значение отношение сторон ромбического раската а=а09=1,55.

При известных значениях А9=4,78 и а09=1,55 по номограмме рис. 10 определяют значение коэффициента обжатия в квадратном калибре.

Далее рассчитываем ориентировочные размеры ромбического раската по формулам (160) и (161):

. Расчетное значение коэффициента уширения в квадратном калибре определяем по формуле (162):

Находят уточненное значение высоты ромбического калибра по формуле (163):

и отношение сторон ромбического раската по формуле (164):

Рассчитываем размеры квадрата, выходящего из ящичного калибра по формуле (165):

· коэффициент обжатия в ромбическом калибре по формуле (166):

· приведенный диаметр валков для ребрового калибра по формуле (167):

· отношение осей ромбического калибра по формуле (168):

Коэффициент уширения в ромбическом калибре определяем по формуле (169):

Определяем уточненную ширину ромбического раската по формуле (170):

4. Определяют сходимость уточненного В₁₀ с заданным В₀₉по формуле (171):

Поэтому делаем перерасчет при В₀₉=88,02мм и

Калибр 9. Безарзмерные параметры: δ₀₉=0,8; а₀₉=1,55;

Коэффициента уширения в квадратном калибре определяем по формуле (162):

Находим уточненное значение высоты ромбического калибра по формуле (163):

и отношение сторон ромбического раската по формуле (164):

Калибр 10. Безразмерные параметры, необходимые для расчета коэффициента уширения при прокатке квадратного раската в ромбическом калибре:

Коэффициент уширения в ромбическом калибре определяем по формуле (169):

Определяем уточненную ширину ромбического раската по формуле (170):

Определяем сходимость уточненного В₁₀ с заданным В₀₉по формуле (171):

Окончательно примем размеры ромбического раската:

В₀₉=Н₁₀=54,5мм;

Н₀₉=В₁₀=87,2мм.

5. Далее выполняют расчет размеров 9-го ромбического калибра:

· ширина калибра по формуле (172):

· зазор для текстолитовых подшипников в черновых калибрах по формуле (173):

· радиус скругления в вершине калибра по формуле (174):

· высота калибра с учетом скругления при вершине определяется по формуле (175):

· радиус скругления по буртам по формуле (176):

· ширина калибра по врезу по формуле (177):

· площадь поперечного сечения ромбического раската по формуле (178):

Определяем ограничения по условиям захвата металла валками по неравенству (179):

Фактический угол захвата для всех калибров определяем по формуле (180):

· для 1 круглого калибра:

· для 2 овального калибра:

· для 3 квадратного калибра:

· для 4 овального калибра:

·
для 5 ребрового овального калибра:

· для 6 овального калибра:

· для 7 квадратного калибра:

· для 8 ромбического калибра:

· для 9 квадратного калибра:

· для 10 ромбического калибра:

Допустимые угла захвата для калибров определяем по формулам (181):

· для 1-го круглого калибра:

Окружную скорость валков по дну калибра определяем по формуле (191):

Рабочий диаметр валков рассчитываем по формуле (192):

Частоту вращения валков определяем по формуле (193):

· для 2-го овального калибра по формуле (182):

Окружную скорость валков по дну калибра определяем по формуле (191):

Рабочий диаметр валков рассчитываем по формуле (192):

Частоту вращения валков определяем по формуле (193):

· для 3-го квадратного калибра по формуле (183):

Окружную скорость валков по дну калибра определяем по формуле (191):

Рабочий диаметр валков рассчитываем по формуле (192):

Частоту вращения валков определяем по формуле (193):

· для 4-го овального калибра по формуле (185):

Окружную скорость валков по дну калибра определяем по формуле (191):

Рабочий диаметр валков рассчитываем по формуле (192):

Частоту вращения валков определяем по формуле (193):

Окружную скорость валков по дну калибра определяем по формуле (191):

Рабочий диаметр валков рассчитываем по формуле (192):

Частоту вращения валков определяем по формуле (193):

· для 6-го овального по формуле (186):

Окружную скорость валков по дну калибра определяем по формуле (191):

Рабочий диаметр валков рассчитываем по формуле (192):

Частоту вращения валков определяем по формуле (193):

· для 7-го квадратного калибрам по формуле (187):

Окружную скорость валков по дну калибра определяем по формуле (191):

Рабочий диаметр валков рассчитываем по формуле (192):

Частоту вращения валков определяем по формуле (193):

· для 8-го ромбического калибра по формуле (188):

Окружную скорость валков по дну калибра определяем по формуле (191):

Рабочий диаметр валков рассчитываем по формуле (192):

Частоту вращения валков определяем по формуле (193):

· для 9-го квадратного калибра по формуле (189):

Окружную скорость валков по дну калибра определяем по формуле (191):

Рабочий диаметр валков рассчитываем по формуле (192):

Частоту вращения валков определяем по формуле (193):

· для 10-го ромбического калибра по формуле (190):

Окружную скорость валков по дну калибра определяем по формуле (191):

Рабочий диаметр валков рассчитываем по формуле (192):

Частоту вращения валков определяем по формуле (193):

Далее определяют коэффициенты вытяжки в каждом калибре по формуле (194):

Проверяем суммарную вытяжку по стану по формуле (195):

На основании полученных данных выполняют чертежи калибров.

Таблица 4 Размеры калибров обжимной, черновой и чистовой линии клетей стана 280.

Номер калибра	Форма калибра	Ширина калибра Вк, мм	Ширина калибра по врезу Ввр, мм	Высота калибра Нк, мм	Радиус калибра R, мм	Радиусы скруглений r1 (r), мм	Зазор между валками S, мм	Коэффициент вытяжки в калибре λ
0	Квадратная заготовка 85х85мм
1	ящичный	111,2	106	47,9	-	6(7)	8	1,627
2	ящичный	68	65	59,8	-	6(7)	8	1,348
3	ромб	109	103	87,2	-	5,4(8,2)	3	1,167
4	квадрат	66,1	63,1	62,3	-	6,6(4,7)	3	1,323
5	ромб	80,1	75,2	46,4	-	5(7,3)	3	1,266
6	квадрат	52,4	50,2	49,1	-	5,3(4)	2,2	1,257
7	овал	61,8	60	29,24	40	6	2,2	1,156
8	ребровой овал	30,3	30,2	37,9	19,4	4,5	2,2	1,341
9	овал	50	48,1	23,7	32,3	5	2,2	1,129
10	квадрат	33,79	31,59	31,8	-	3,4(2,4)	2,2	1,373
11	овал	43,9	41,7	18,6	30,6	4,7	2,2	1,107
12	круг	24,55	23,7	22	11	2,2	2	1,327

На основании полученных данных построим график изменения площади поперечного сечения по калибрам рис.11.

Рисунок 11. График распределения площадей раската по калибрам.

Заключение

В данной курсовой работе был выполнен расчет калибровки валков для прокатки круглой стали для напильников и рашпилей диаметром ø 22 мм из квадратной заготовки сечением 85×85 мм.

В данной курсовой работе выполнен анализ трубной заготовки диаметром ø22 мм, рассмотрены основные требования, предъявляемые к прокатываемому профилю.

Выбрана сталь для производства трубной заготовки У7, рассмотрен ее химический состав, температуры критических точек, а также механические и технологические свойства.

Составлена схема калибровки обжимной клети и чистовой линии клетей для прокатки данной заготовки. В результате чего для обжимной клети было выбрано два ящичных симметричных калибра. В чистовой и черновой линии выбрана схема прокатки: ромб - квадрат - ромб - квадрат - овал - ребровой овал - овал - квадрат - овал - круг, обеспечивающая получение профиля заданной формы и размера. Описаны преимущества и недостатки выбранных систем калибров.

Для прокатки данной заготовки выбран мелкосортный стан 280 Златоустовского металлургического завода, описано основное оборудование стана, технология прокатки и технология нагрева заготовок перед прокаткой.

Выбрана методика расчета калибров, с учетом особенностей калибровки валков, для выбранной схемы прокатки по алгоритмам В.К. Смирнова, В.А. Шилова, Ю.В. Инатовича.

Распределили коэффициенты вытяжки по линиям стана. Составлена предварительная схема обжатий в обжимной клети трио. На основании предварительной схемы обжатий произведен уточненный расчет формоизменения металла в обжимной клети, составлена уточненная схема обжатий.

Произведен предварительный расчет формоизменения металла в чистовой линии клетей, на основании которого выполнен уточненный расчет формоизменения металла с учетом особенностей выбранной системы калибров и температурного режима прокатки. На основании полученных данных формоизменения металла в чистовой линии клетей выполнен расчет размеров калибров. Полученные данные для удобства сведены в таблицу. Произведена проверка по условиям захвата и суммарной вытяжке по стану металла валками которая показала что расчет выполнен, верно.

По рассчитанным размерам калибров обжимной, черновой и чистовой линии клетей выполнен чертеж калибров на формате А1 в масштабе 1:1.

В данной курсовой работе проведено ознакомление с методикой калибровки валков для прокатки круглой стали по различным схемам прокатки. Рассмотрены преимущества и недостатки различных схем прокатки и наглядно выявленные в ходе расчета курсовой работы.

Список использованных источников

1. Лемпицкий В.В., Шулаев И.П., Тришевский И.С. и др. Сортовые профили проката. Справочное издание. - М.: Металлургия, 1981. - 624 с.

. http://www.metall-russia.ru

. http://www.rzsito.ru

. Сорокин В.Г. и др. Стали и сплавы. Марочник. Справочное издание. - М.: Интермет Инжиниринг, 2003. - 608 с.

. Бахтинов В.Б. Технология прокатного производства. - М.: Металлургия, 1983. - 488 с.

. http://www.gptstal.ru

. Прокатные станы СССР.//Под редакцией Гунина И.В. - М.: Металлургия, 1970. - 600 с.

. Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков. Учебное пособие для вузов. Издание второе переработанное и дополненное. - М.: Теплотехник, 2010. - 490 с.

Калибровка прокатных валков мелкосортного стана 280 для прокатки круглой стали

Калибровка прокатных валков мелкосортного стана 280 для прокатки круглой стали

Похожие работы на - Калибровка прокатных валков мелкосортного стана 280 для прокатки круглой стали