4. Проектирование режимов и технологии прокатки

4.1. Режим обжатий

При определении как суммарного относительного обжатия, так и частных относительных обжатий следует учитывать то, что непосредственно при холодной прокатке после обжатия полосы рекристаллизации её структуры не происходит. То есть, каждое следующее обжатие полосы будет происходить при наличии увеличивающегося наклёпа металла. Поэтому общее относительное обжатие будет зависеть от марки стали (механических свойств подката), числа клетей на НСХП, типа применяемой технологической смазки.

На режим обжатий накладываются ограничения по усилиям, мощностям, моментам прокатки и скоростным диапазонам, при этом оборудование не должно перегружаться. Усилие, момент и мощность прокатки конкретного типоразмера в проходе или клети зависят от многих факторов, но целесообразно и существенно их можно изменять только изменением обжатий.

Рис. 9. Режимы обжатий, применяемые при холодной прокатке[4]

На отечественных и зарубежных станах холодной прокатки распределение обжатий по клетям производится по двум принципиально различным схемам (рис.9. а,г).

По первой схеме (рис.9. а), относительные обжатия уменьшаются от первой клети к последней. Такое распределение обжатий предполагает максимальную деформацию металла при относительно больших толщинах полосы, что является энергетически выгодным. Уменьшенные обжатия в последней клети обеспечивают получение полос с минимальной неплоскостностью и разнотолщинностью. Эта схема применяется при прокатке относительно толстых полос. Разновидностью этой схемы является схема, предусматривающая некоторое уменьшение частного обжатия в первой клети (рис.9. б). Целесообразность применения более низких обжатий в первой клети обуславливается тем, что относительная разнотолщинность полосы в большей степени снижается при прокатке ненаклепанного металла с наибольшими обжатиями.[4]

По второй схеме обжатия от первой к последней клети увеличиваются. По этой схеме работают современные четырех и пятиклетевые станы при прокатке тонких полос.

По четвертой схеме (рис.9. г) частные обжатия во всех клетях, за исключением первой, устанавливаются примерно на одном уровне. Применение меньших относительных обжатий в первой клети обусловлено изложенными выше соображениями. Схема с уменьшением обжатия в последней клети (рис.9. в) используется в случае применения насеченных рабочих валков в данной клети. Это способствует выравниванию усилий по клетям и улучшению температурных условий прокатки.

С учётом особенностей прокатки на каждом конкретном стане и требований, предъявляемых к качеству готовой продукции, эти схемы могут претерпевать незначительные изменения.

Для выбора распределения обжатий я использую 2 критерия:

- равенства загрузки клетей по мощности.

- равенства усилий по клетям;

Выбор обжатий исходя из равномерной загрузки по мощности стана основан на следующем. Пусть нам известна суммарная мощность по всем клетям:

NƩ= j,

где n – количество клетей, n=5;

Nj – мощность приводов каждой клети, кВт.

Оптимальный коэффициент загрузки клетей:

aj = ,

Коэффициент оптимальной загрузки клетей:

ai = ,

P = ,

где Pi – усилие прокатки в i-ой клети, МН.

hi-1, hi – толщина полосы на входе и выходе i-ой клети, мм;

ho, hn – толщина подката и толщина полосы, мм.

Обжатия выбирают таким образом, чтобы ai → aj. В этом случае уровень загрузки приводных двигателей всех клетей по отношению к установленной мощности будет одинаков. Величины ai и ln задаются, остальные подбираются.

Выбор обжатий исходя из равномерной загрузки по усилиям прокатки производится варьированием обжатий и удельных натяжений по клетям в диапазонах, установленных нормативной документацией для стана «2030». Основной целью данного режима является обеспечение одинаковых профилировок валков с целью более равномерного их износа и одинаковых условий, предъявляемых к обработке рабочих валков в ВШМ.

Межклетевые натяжения полосы уменьшают силу прокатки, упругую деформацию валков и клети, стабилизируют процесс прокатки и позволяют увеличить обжатия металла.

Удельные натяжения по межклетевым промежуткам НСХП устанавливают в функции условного предела текучести прокатываемого металла (σ_т) с учетом соответствующего его наклепа. Практикой установлено, что величина среднего удельного натяжения полосы не должна превышать 0,4σ_т. В реальных условиях для уменьшения обрывности полос уровень межклетевых натяжений снижают в последнем межклетевом промежутке до (0,2-0,3)σ_т.