4.6.Критерии и методы оценки эффективности калибровки

Выбор оптимальных схем прокатки и параметров калибровки должны обеспечить наиболее полное использование оборудование главных линий стана в отношении его прочности, мощности привода и условий захвата металла валками, качество проката, наибольшую производительность стана.

В МИСиСе разработали систему критериев, которая позволяет количественно оценить влияние различных факторов на эффективность совершенствования калибровки.

Комплексная характеристика совершенства калибровки валков определяется критерием

представляющим собой среднеквадратичное отклонение параметров калибровки валков от оптимального уровня.

Здесь С_об – критерий эффективности использования оборудования; С_д – критерий эффективности деформации; С_к – критерий вероятности прокатки без образования поверхностных дефектов; С_τ – критерий производительности стана; q_i – весовые коэффициенты.

Для оценки использования оборудования в отношении прочности механизмов и деталей главных линий стана введен коэффициент

,

где P_i и [P] – фактическое и допустимое усилие прокатки.

Значение [P] определяется из условия прочности наиболее слабого узла или детали главной линии стана. Для сортовых станов таким элементом обычно являются рабочие валки. При многониточной прокатке, а также в клетях линейного стана с перекрытием проходов необходимо учитывать суммарную нагрузку на валки клети.

Использование мощности привода определяется коэффициентом

,

где N_bj, N_hj – фактическая мощность прокатки, приведенная к валу двигателя, и номинальная мощность привода валков. На станах линейного типа необходимо учитывать фактическую среднеквадратичную мощность по клетям, приводимым от одного двигателя, и учитывать перекрытие походов в отдельных клетях.

Использование возможностей стана по захвату металла валками характеризуется коэффициентом

,

где _оi, [_o] – фактический и допустимый углы захвата металла валками, [_о] – можно найти по коэффициенту f или рассчитать по методике УПИ

Обобщенная оценка использования оборудования стана определяется для каждого прохода по величинам коэффициента К_р, К_, К_, достигающего наиболее высокого значения в данном проходе К_max.

где (процесс неэффективен), если , В – погрешность вычислений;

во всех остальных случаях.

За весь цикл прокатки для каждого профиля эффективность использования оборудования оценивается по среднеарифметической величине

где n – число проходов (или клетей) для получения соответствующего профиля.

Вытяжная способность калибров или соотношение между полезно затраченной работой (обжатие и вытяжка) и всей работой пластической деформации, включая поперечную, оценивается коэффициентом деформации

,

где λ_i и β_i – коэффициенты вытяжки и уширения.

За весь цикл прокатки обобщенная оценка эффективности деформации выражается критерием

,

представляющим среднеарифметическую величину оценок деформации в каждом проходе.

Известно, что большинство поверхностных дефектов проката образуется на свободной от контакта с валками поверхности. Поэтому важно обеспечить правильное заполнение калибра металлом и выбрать оптимальную величину зазора между валками. Другой причиной образования поверхностных дефектов, связанной с калибровкой валков, является неравномерная выработка калибров, которая образуется в результате неодинакового обжатия металла по ширине калибра.

Для оценки вероятности прокатки без образования поверхностных дефектов на свободной поверхности используется критерий

где П_с – свободный от контакта с валками периметр полосы в плоскости выхода из очага деформации;

– условный коэффициент, который при переполнении калибра принимает значение , в остальных случаях .

С другой стороны, образование поверхностных дефектов связано с неравномерным распределением обжатий по ширине полосы, которое приводит к неравномерной выработке калибров и дефектам на поверхности металла. Вероятность появления дефектов, связанных с несоответствием формы задаваемой полосы и калибра, оценивается коэффициентом

где и – коэффициенты формы полосы и калибра.

Вероятность прокатки без образования поверхностных дефектов за проход оценивается критерием

за цикл прокатки

Обычно качественная оценка распределения проходов по клетям производится по графикам Адамецкого. Для количественной оценки используется критерий

где τ_мi – машинное время прокатки в i-ом проходе;

n_j – количество проходов в j-ой клети;

m – число клетей, занятых при прокатки профиля.

Критерий K_τ определяется соотношением машинного времени прокатки в соответствующей клети к среднему машинному времени прокатки в одной клети стана. Отклонение K_τ от единицы как в меньшую, так и в большую сторону, приводит к увеличению ритма прокатки и снижению производительности стана. В соответствии с этим эффективность распределения проходов по клетям при прокатки профиля определяется критерием

Для одноклетьевых станов K_τ = 1 и С_τ = 1.

Рассмотренный метод анализа калибровок валков позволяет сравнить калибровки валков различных станов. Анализ критериев, входящих в комплексную оценку, позволяет для каждого конкретного стана выявить преимущества и недостатки калибровки валков и определить необходимые мероприятия для ее усовершенствования.