Розрахунок продуктивності блюмінга

Визначаємо масу зливка.

Q = V · ρ = Н_сер· В_сер· L · ρ (т)

Де Н_сер, В_сер– середні розміри ширини та висоти зливка, які визначаються: Н_сер= (Н + h) / 2 (м)

В_сер= (В + b) / 2 (м)

L – довжина зливка (м);

ρ – щільність сталі – для недеформованої сталі ρ = 6,5 т/м³

Технічно можлива продуктивність блюмінгу:

Р_тех= 3600 · Q / Т_ц(т/год)

Де Т_ц – цикл прокатування. (с)

Практично можлива продуктивність стану:

Р_практ= Р_тех · к_ф· к_вик (т/год)

Де к_ф – фабрикаційний коефіцієнт, к_ф= 1,08 – 1,35, визначається по технологічній інструкції для кожного типорозміру зливка.

к_вик– коефіцієнт використання стану к_вик= 0,75 – 0,95.

Річна продуктивність стану:

Р_річна= Р_практ· Ν_ф(т/рік)

де Ν_ф– фактичний час роботи стану в рік,

приймаємо для блюмінгу 1250: Ν_ф= 7200 годин/рік

4 Розрахунок енергосилових параметрів прокатки

Визначаємо середню висоту смуги:

де Н_пр - приведена висота смуги, мм

Визначаємо середню ширину смуги:

Визначаємо довжину вогнища деформації:

де R_k - радіус валків, що катає, мм

Dh – обтиск в кліті, мм

Визначаємо коефіцієнт форми вогнища деформації:

Визначаємо коефіцієнт напруженого стану металу у валках:

при

Визначаємо середню ступінь деформації:

Визначаємо середню швидкість деформації:

де n_мах – частота обертання валків, об/хв

Визначаємо опір деформації по формулі Андреюка Тюленева:

де S, a, b, c – термомеханічні коефіцієнти,

s_т – поріг плинності металу, Н/мм²,

Т – температура металу, ⁰С.

Визначаємо середній контактний тиск:

Р_ср = 1,15 s_u n_s

Визначаємо середню площу контакту метала з валками:

F_cp = b_cp lg

Визначаємо повне зусилля прокатування:

Р =F_cp P_cp

Таблиця 3 - Енергосилові параметри прокатки

№ проходу	Н_ср мм	В_ср, мм	lg, мм	lg/H_cp	e, %	U_cp, c^-1	s_u,, МПа	Р_ср, МПа	F_cp, м²	Р, МН

Приклад розрахунку

1 Розрахунок режиму обтискування слябу розмірами 310 х 310 зі зливку Д-13 із сталі 20

Середня висота калібрів:

висота калібрів;

n – число калібрів на валках.

мм

Середній діаметр валків, що катає:

мм

Величина максимального обтиску визначається по формулі:

Величина серднього обтискування за прохід приймаємо рівною 93-98% від максимального обтискування.

Величина середнього обтискування за прохід приймаємо рівною 95%

мм

Величина сумарного обтискування визначаємо по формулі:

Де h,b-розміри слябу;

H,B-розміри зливку.

Визначаємо кількість проходів:

Отримані числа приймаємо цілими, з урахуванням того, що сума проходів повинна бути не парною:

Визначаємо обтискування по сторонам:

мм

Вибираємо схему контувань, враховуючи сумарну кількість проходів по сторонам.

Таблиця - Схема кантування

	І	ІІ	І
№ проходу	1,2,3,4 х 5,6,7,8 х 9,10	11,12,13,14 Х	15
Обтискаєма сторона	ВВВВх НННН х ВВ	НННН	В
Обтиск	85	85	85

На підставі отриманих даних проводимо розрахунок режиму обтискування слябу.

1 прохід

Початкова товщина мм

Початкова ширина мм

Величина обтискування мм

Визначаємо товшину розкату після проходу:

мм

В першому проході відбувається усадка металу, тому поширення

Ширина розкату після проходу: мм

2 прохід

Початкова товщина Н₁ =725мм

Початкова ширина мм

Величина обтискування мм

Визначаємо товщину розкату після проходу:

мм

В першому проході відбувається усадка металу, тому поширення:

де f-коефіцієнт тертя металу з валками:

де коефіцієнт, враховуючий матеріал валків;

коефіцієнт, враховуючий матеріал смуги;

коефіцієнт, враховуючий швидкість прокатування.

Т-температура розкату. температура нагріву металу, при досягненні товщини Н=350-360 мм, зниження температури на 15-20 , перед останнім пропуском зниження температури на .

мм

Діаметр валків, що катає:

мм

Де висота калібру 1.

Ширина розкату після проходу:

мм

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Таблиця: Режим обтискування слябу

№ проходу	№ калібру	Обтискаєма сторона	Товщина смуги Н,мм	Ширина смуги В,мм	Обтиск , мм	Поширення , мм
0	-	-	810	930	-	-
1	Б	В	710	930	100	0
2	Б	В	625	940	85	10
3	Б	В	540	950	85	10
4	Б	В	455	960	85	10
5	Б	Н	860	455	100	0
6	Б	Н	775	465	85	10
7	Б	Н	690	475	85	10
8	Б	Н	605	485	85	10
9	Б	В	400	615	85	10
10	Б	В	315	630	85	15
11	І	Н	545	325	85	10
12	І	Н	460	335	85	10
13	І	Н	375	350	85	15
14	І	Н	290	370	85	20
15	ІІ	В	310	310	60	20

2 Розрахунок швидкісного режиму прокатування та продуктивності стану.

Визначаємо довжину розкату після прокатування в кожному проході:

L = L₀· μ₁

де μ₁– коефіцієнт витягування, який визначається: μ₁= Н₀В₀/ h₁b₁

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо довжину розкату після прокатування в кожному проході:

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо максимальну частоту обертання валків n_max.

.

де частота обертання при захваті, приймаємо ;

частота обертання при вибрасі, приймаємо ;

діаметр валків, що катає

об/хв

об/хв

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Розраховуємо складові машинного часу, та час прокатування розкату.По формулам:

Для визначення виробності блюмінгу необхідно визначити машинний час t_м для кожного проходу. Машинний час – це час розкату в валках:

t_м= t_у + t_п+ t_з

час пауз: t_п = t_р + t_о

час прокатування за прохід: t_пр = t_м+ t_п

визначаємо складові машинного часу:

час розгону валків: t_р= n_з/ а

час прискорення валків з металом: t_у= (n_max- n_з)/ а

час уповільнення валків з металом: t_з= (n_max- n_в)/в

час зупинки валків: t_о= n_в/ в

де прискорення a = 30 об/хв·с; уповільнення в = 60 об/хв·с.

1 прохід

с

с

с

с

с

с

с

2 прохід

с

с

с

с

с

с

с

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Находимо середню швидкість прокатування:

Де L-довжина розкату; машиний час

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці

Визначаємо час пауз між проходами

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо цикл прокатування зливка

с

Визначаємо цикл прокатування зливка

с

Складаємо таблицю швидкісного режиму прокатування слябу.

Таблиця - Швидкісний режим прокатування блюмів.

№ прходу Довжина розкату L, мм об/хв об/хв об/хв t_роб/хв t_уоб/хв t_ооб/хв t_зоб/хв об/хв об/хв

1 2884 10 45,9 20 0,33 1,19 - 0,43 0,33 1,72

2 3241 10 48,4 20 0,33 1,28 - 0,47 0,33 1,79

3 3711 10 51,5 20 0,33 1,38 - 0,52 0,33 1,86

4 4356 10 66,5 66,5 0,33 1,88 - - 1,108 2,83

5 4861 10 58,4 20 0,33 1,61 - 0,64 0,33 2,03

6 5274 10 60,7 20 0,33 1,69 - 0,68 0,33 2,08

7 5796 10 63,5 20 0,33 1,78 - 0,72 0,33 2,14

8 6474 10 80,8 80,8 0,33 2,36 - - 1,346 2,56

9 7717 10 72,8 20 0,33 2,09 - 0,88 0,33 2,36

10 9561 10 90 90 0,33 2,66 0,3 - 1,5 2,04

11 10708 10 89,6 20 0,33 2,65 - 1,16 0,33 2,53

12 12303 10 90 20 0,33 2,66 0,36 1,16 0,33 2,86

13 14443 10 90 20 0,33 2,66 0,78 1,16 0,33 3,29

14 17664 10 90 90 0,33 2,66 2,1 - 1,5 0,18

15 19713 10 90 90 0,33 2,66 2,52 - 1,5 1,08

3. Розрахунок продуктивності блюмінга

Визначаємо масу зливка.

т

Де , - середні розміри ширини та висоти зливка, які визначаються:

м

м

L – довжина зливка м.

щільність сталі – для недеформованої сталі т/м

м

м

т

Технічна можлива продуктивність блюмінгу:

т/год

Де цикл прокатування. с

т/год

Практично можлива продуктивність стану:

т/год

Де фабрікаційний коефіцієнт, , визначається по технологічній інструкції для кожного типорозміру зливка. Приймаємо

коефіцієнт використання стану Приймаємо 0,80

т/год

Річна продуктивність стану:

т/рік

Де фактичний час роботи стану в рік. Приймаємо т/рік.

т/рік

4. Розрахунок енерго-силових параметрів прокатки.

Визначаємо середню висоту смуги:

Де приведена висота смуги, мм.

мм.

мм.

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо середню висоту смуги:

мм

мм

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо довжину вогнища деформації:

Де радіус валків, що катає, мм

обтиск в кліті, мм

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо коефіцієнт форми вогнища деформації.

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо коефіцієнт напруженого стану металу к валках.

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо середню ступінь деформації:

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо середню швидкість деформації:

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо опір деформації:

Де S,a,b,c-термомеханічні коефіцієнти,

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо середній контактний тиск:

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо середню площу контакту металу з валками:

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Визначаємо повне зусилля прокатування:

Далі розрахунок ведемо анологічно. Дані зведені в таблиці.

Таблиця - Енергосилові параметри прокатки.

№ проходу , мм , мм lg, мм , % ,с , МПа , МПа , м P, МН

1 758,3 930 240,2 0,3 8,23 1,44 40,68 75,32 0,223 16,79

2 666,1 935 221,5 0,3 7,98 1,52 40,56 75,09 0,207 15,54

3 580,9 945 221,5 0,4 9,07 2,16 44,02 72,89 0,209 15,23

4 495,7 955 221,5 0,4 10,5 2,79 47,07 77,95 0,211 16,44

5 625,5 707,5 240,2 0,4 6,95 2,45 42,08 69,68 0,169 11,77

6 816,4 460 221,5 0,3 6,59 1,91 40,16 74,35 0,101 7,5

7 731,2 470 221,5 0,3 7,31 2 41,76 77,32 0,104 8,4

8 646,1 480 221,5 0,3 8,21 2,54 44,14 81,72 0,106 8,66

9 491,9 550 221,5 0,45 11,69 3,44 49,48 77,95 0,121 9,43

10 354,9 622,5 221,5 0,6 14,7 5,67 57,44 72,66 0,137 9,95

11 414,3 477,5 210,7 0,5 9 4,7 50,69 72,86 0,1 7,28

12 500,7 330 210,7 0,4 10,4 3,78 51,05 84,54 0,069 5,83

13 415,3 342,5 210,7 0,5 12,32 4,72 54,38 78,17 0,072 5,62

14 329,8 360 210,7, 0,6 15,12 5,67 58,72 74,03 0,075 5,55

15 299,8 340 177 0,6 10,8 5,67 58,39 73,86 0,06 4,43

Література.

1. Чекмарьов А.П. „Калібрування валків прокатних станів”.

2. Сафьян В.П. „Технологія листопрокатного виробництва”.

3. Бахтінов В.Н. „Прокатне виробництво”.