Перевірка головних двигунів на нагрівання 1 страница

.

Формула А.Корольова:

, (7.5)

де , де f_у – коефіциент тертя при сталому процесі. При

гарячій прокатці орієнтовно f_у = 0,3÷0,4.

По (7.3) і (7.4) видно, що вони не враховують коефіцієнт тертя. Тому їх переважно використовують при високому осередку деформації, коли вплив тертя на коефіцієнт напруженого стану невеликий.

При прокатці у ВВ для визначення n_σ можна рекомендувати наближену формулу М.Бровмана і А.Герцева:

(7.6)

Опір деформації рекомендується визначати по емпірічним формулам Л.Андреюка і Г.Тюленева або В.Зюзіна і М.Бровмана. По точності вони майже рівнозначні, але охоплюють різні масиви марок сталей. Наразі є дані по опору деформації і других авторів.

Формула Л.Андріюка і Г.Тюленева:

, (7.7)

де S, σ₀ – постійні параметри даної марки стали, МПа;

а,b,c – показники ступеня швидкісного і деформаційного зміцнення і температурного роззміцнення даної марки стали;

u – швидкість деформації, с-1;

ε – ступінь деформації;

t – температура, ⁰С.

Значення параметрів різних марок сталей для (7.7) можна знайти в різних довідниках, наприклад [10]. Для найбільш поширених марок сталей їх параметри наведені у Додатку 6. Але якщо даних по якійсь марці сталі немає, то методика Л.Андріюка і Г.Тюленева дозволяє найти опір її деформації по хімічному складу сталі. Використовується формула (7.7), параметри до якої розраховуються по залежностям:

Значення коефіцієнтів до цих формул наведені у табл.7.1. Символами Х₁ ÷ Х₁₃ позначені хімічні елементи:

Х₁ – С; Х₂ – Mn; Х₃ – Si; Х₄ – Cr; Х₅ – Ni; Х₆ – W; Х₇ – Mo; Х₈ – V;

Х₉ – Ti; Х₁₀ – Al; Х₁₁ – Co; Х₁₂ – Nb; Х₁₃ – Cu.

Інтервал змінення незалежних параметрів у (7.7): u = 0,01÷150с^-1; ε = 0,05÷0,3; t = 800÷1300⁰С; середня відносна похибка ± 4% при довірчій вірогідності р = 0,95.

Методика В.Зюзіна і М.Бровмана [14] заснована на використан-

ні термомеханічних коефіцієнтів k_t, k_ε, k_u відповідно до якої визначений за базисних умов (t = 1000 ⁰С, ε = 0,1, u = 10 с^-1) опір деформації σ_од розповсюджується на всю область випробувань в інтервалах:

t = 900÷1200 ⁰С; ε = 0,05÷0,4; u = 0,1÷100 с^-1:

Таблиця 7.1 – Коефіціенти до формули Л.Андріюка і Г.Тюленева для хімічних елементів

Коефі- цієнти	C	Mn	Si	Cr	Ni	W	Mo	V	Ni	Al	Co	Nb	Cu
K′	-65,7		31,9		70,6	-155	-371					-291	-84
K′′		-36,2	-37,8	-31,3	-5,04	40,1			-625	-908	-412
L′	9,17	-0,314	-4,98	-0,29	-0,315	0,559	3,07	-20,8	-8,44	15,2	23,1	-7,09	4,96
L′′	-5,24	0,107	3,57	0,06	0,032	-0,148	-1,07	19,3	5,56	-9,55	-5,63	5,30	-2,62
m′	23,0	2,37	5,30	1,32	0,45	1,90	-2,64	-28,9	-0,04	60,6	63,9	56,3	-7,59
m′′	-18,6	-0,591	-3,39	-0,39	-0,037	-0,549	0,428		-6,19	-36,5	-15,2	-63,9	6,43
n′	-63	-25,6	59,3	-15,9	7,28	-29,3	16,5		-44,7	-804	-1155	-1529	-242
n′′	43,1	8,07	-45,5	2,66	-0,633	11,0	5,56	-495	28,3

(7.8)

Значення термомеханичніх коєфіцієнтів знаходяться по графікам, наведением у роботі [14]. Це не зручно при розрахунках на комп′ютерах. Тому існує форма аналітична форма цієї методики:

(7.9)

де параметри цього співвідношення наведені в табл. 7.2.

Таблиця 7.2 – Параметри сталей до співвідношення (7.9)

Марка сталі	А1 А2А3·σод, МПа	m1	m2	m3
		0,0025	0,252	0,143
12ХН3А		0,0029	0,252	0,143
40Х13		0,0033	0,280	0,087
14Х17Н2		0,0037	0,280	0,087
12Х18Н9Т		0,0028	0,280	0,087
ХН78Т		0,0032	0,350	0,098
ХН75МБТЮ		0,0032	0,350	0,098
ХН70ю		0,0033	0,350	0,098
ХН50МКВЮ		0,0032	0,350	0,098

На жаль масив досліджених марок сталей дуже малий, в ньому

немає найбільш розповсюджених у чорній металургії вуглецевих, конструкційних і низьколегованих марок сталей. Відносна похибка визначення опору деформації по В.Зюзіну і М.Бровману ±8%.

Момент прокатки:

, (7.10)

де ψ – коефіцієн плеча моменту. С достатньою точністю можна його знаходити по формулі А.Корольова:

, (7.11)

де .

Інші формули для розрахунків моменту прокатки наведені в [10]. При прокатці в ВВ коефіцієнт ψ ≈ 0,5.

Розрахунок роботи прокатки потрібен в основному для визначення витрати електроенергії, що необхідне для розрахунку собівартості продукциі. Для визначення цього параметра відомі різні залежності, але простіше і найточніше вона знаходиться по:

МДж, (7.12)

де L_i – довжина розкату після i-го проходу, м;

n – кількість проходів при прокатці даного розкату.

Перерахунок в кіловатт-години:

[Квт·год] = [КДж·3600].

Потужність, необхідна для здійснення одного проходу:

(7.13)

де ω_max – максимальна кутова швидкість у проході,с^-1.

Приклад: Розрахувати енергосилові параметри прокатки листа

12×2500×6000мм із слябу 220×1250×2320 ммв чорновій кліті ТЛС 2800 по поперечній схемі згідно режиму обтисків табл. 3.4, швидкісному режиму табл. 4.4 і температурному режиму 5.1 (по методиці ДонНДІЧормет).

В 1-му проході енергосилові параметри будуть:

мм;

;

с^-1.

.

МПа.

МН.

МНм.

МНм

Динамічний момент для двох двигунів:

МНм. МНм.

Припустиме зусилля у 1-му проході:

Нмм;

МН;

МПа. МПа

Нмм;

МН.

Отже припустима сила прокатки у 1-му проході 18,49МН.

.

Припустимий момент двигунів у 1-му проході:

МНм.

,

отже прокатка можлива. Аналогічно розраховано інші проходи. Результати зведено до табл. 7.3 і графічно представлено на рис. 7.1 і 7.2.

З табл. 7.3 і рисунків видно, що сила прокатки у всіх проходах, к і момент двигунів у третьому проході, перевищують припустимі значення. Отже необхідна коректировка режиму обтисків таким чином, щоб ці параметри були у припустимих межах, а рівність циклів прокатки у чорновій і чистовій клітях зберігалась. Через складність розрахунків така коректировка здійснюється методом послідовних наближень. Але з досвідом число наближень зменшується і не складає труднощів.

Таблиця 7.3 – Енергосилові параметри прокатки листа 12×2500×6000мм із слябу 220×1250×2320 мм

в чорновій кліті ТЛС 2800 по поперечній схемі (перше наближення)

№ про- ходу	ε	m	t, ^0С	σи, МПа	рср, МПа	Р, МН	[Р], МН	ψ	Мпр, МНм	Мтр, МНм	Мдв, МНм	[Мдв], МНм
	0.073	0.452		58.860	90.16	10.81	18.49	0.499	1.035	0.149	1.415	3.54
	0.059	0.420		57.781	93.132	9.67	18.75	0.499	0.802	0.133	1.167	3.54
	0.120	0.637		68.000	86.282	26.38	13.14	0.497	3.016	0.364	3.612	3.54
	0.130	0.712		69.919	85.096	25.44	13.89	0.497	2.842	0.351	3.425	3.54
	0.136	0.783		72.440	85.817	24.46	14.78	0.496	2.603	0.338	3.172	3.54
	0.150	0.890		76.046	88.052	24.47	15.01	0.495	2.533	0.338	3.102	3.54
	0.157	0.994		79.242	91.131	23.95	15.60	0.494	2.342	0.331	2.904	3.54
	0.165	1.112		82.770	95.724	23.63	16.09	0.494	2.167	0.326	2.724	3.54
	0.184	1.300		88.027	104.74	24.98	15.94	0.492	2.204	0.345	2.78	3.54
	0.194	1.483		92.725	115.03	25.40	16.28	0.49	2.069	0.351	2.651	3.54
	0.200	1.685		100.15	131.21	26.45	16.50	0.489	1.961	0.365	2.557	3.54

Рисунок 7.1 – Розподілення сили прокатки і припустимої сили

по проходах у чорновій кліті (перше наближення)

Рисунок 7.2 – Розподілення моменту двигунів і припустимого моменту

по проходах у чорновій кліті (перше наближення)

В результаті ряду наближень дійшли до такого режиму обтисків у чорновій кліті (табл. 7.4):

Таблиця 7.4 – Режим обтисків листа 12×2500×6000мм у

чорновій кліті ТЛС 2800 по поперечній схемі

(остаточний варіант)

№	Розміри розкату	Δh, мм	μ
h, мм	b, мм	l, мм
				-	-
					1.078
					1.063
Кантування
					1.073
					1.078
					1.085
					1.093
					1.102
					1.114
					1.118
					1.133
					1.139
					1.145
					1.150
					1.154
					1.156

Кількість проходів збільшена до 15, товщина підкату зменшена до 45мм. Відповідний цьому режиму обтисків швидкісний режим наведено в табл.7.5, а енергосилові параметри прокатки – у табл. 7.6. Температура нагрівання сляів підвищена до 1260⁰С.

З табл. 7.5 видно, що у чорновій кліті прокатка у всіх проходах йде по трикутній діаграмі. Тривалість реверсу розкату дорівнює тривалості спрацьовування натискного механізму у всіх проходах, за виключенням 2-го і останнього, де викидання відбувається на максимальній швидкості. Цикл прокатки у чорновій кліті у остаточному варіанті Т_чорн = 48,448с.

Енергосилові параметри (табл. 7.6) відповідають всім нормам:

сила прокатки і моменти двигуна не перевищують припустимих значень. З рис. 7.3. видно, що у всіх проходах, за виключенням розбивки ширини, сила прокатки практично відповідає максимально припустимій. Отже кліть завантажена по силі прокатки повністю. Напроти, моменти прокатки в основному меньші від припустимих (рис. 7.4). Наблизити моменти до припустимих неможливо, оскільки це приведе до збільшення сили прокатки. Така ситуація обумовлена дещо завищеною потужністю двигунів чорнової кліті ТЛС 2800.

Оскільки для збереження рівності циклів прокатки у чорновій і чистовій клітях товщина підкату зменшена, отже змінився і режим обтисків (див.табл. 7.7). Остаточний варіант швидкісного режиму у чистовій кліті наведено в таблиці 7.8, а енергосилові параметри цього процесу – у таблиці 7.8. На рис. 7.5 і рис. 7.6. показано розподілення сили прокатки і моменту двигуна по проходах у чистовій кліті. Видно, що по моменту чистові кліть завантажена у більшому ступені, а по силі прокатки – ні. Це характерно для чистових клітей ТЛС, оскільки великі перетини їх деталей обумовлена вимогами по жорсткості, а не по припустимій силі прокатки.

Різниця в циклах прокатки:

с.

Таким чином, оскільки чорнова кліть завантажена повністю, то через вимогу рівності циклів прокатки збільшити завантаження чистової кліті неможливо.

Таблиця 7.5 – Параметри швидкісного режиму прокатки листа 12×2500×6000 мм

по поперечній схемі у чорновій кліті ТЛС 2800 (остаточний варіант)

№ проходу	Δh мм	Кутова швидкість, с^-1	Тривалість прокатки, с	Тривалість пауз, с	Vср, м/с	τнм, с	τрр, с
ωз	ωm	ωв	τу	τθу	τθз	τз	τв	τм	τр	τ0	Στп,
		1.50	4.04	2.80	0.53	0.68	0.00	0.00	0.29	1.5	0.71	0.67	1.10	1,67	1.10	1.10
		0.90	4.50	4.50	0.82	0.89	0.00	0.00	0.00	1.71	0.43	1.07	5.00	1.55	1.14	1.76
		2.50	3.68	2.92	0.06	0.50	0.00	0.00	0.18	0.74	1.19	0.69	1.14	1.81	1.14	1.14
		0.94	3.23	2.92	0.80	0.29	0.00	0.00	0.08	1.17	0.45	0.69	1.14	1.24	1.14	1.14
		0.94	3.33	2.92	0.80	0.34	0.00	0.00	0.10	1.24	0.45	0.69	1.14	1.27	1.14	1.14
		0.94	3.43	2.92	0.80	0.39	0.00	0.00	0.12	1.31	0.45	0.69	1.14	1.31	1.14	1.14
		0.94	3.55	2.92	0.80	0.44	0.00	0.00	0.15	1.4	0.45	0.69	1.14	1.35	1.14	1.14
		0.94	3.67	2.80	0.80	0.50	0.00	0.00	0.21	1.5	0.45	0.67	1.10	1.40	1.10	1.10
		0.90	3.82	2.80	0.82	0.57	0.00	0.00	0.24	1.63	0.43	0.67	1.10	1.44	1.10	1.10
		0.9	3.99	2.68	0.82	0.65	0.00	0.00	0.31	1.8	0.43	0.64	1.05	1.50	1.05	1.05
		0.86	4.18	2.56	0.84	0.74	0.37	0.01	0.00	1.97	0.41	0.61	1.00	1.54	1.00	1.00
		0.82	4.40	2.43	0.86	0.85	0.42	0.05	0.00	2.18	0.39	0.58	0.95	1.60	0.95	0.95
		0.78	4.65	2.29	0.88	0.97	0.48	0.08	0.00	2.45	0.37	0.54	0.89	1.66	0.89	0.89
		0.73	4.94	2.14	0.90	1.10	0.55	0.11	0.00	2.76	0.35	0.51	0.84	1.73	0.84	0.84
		0.69	6.28	6.28	0.92	1.74	0.00	0.00	0.00	2.65	0.33	1.50	4.75	2.00	0.00	2.45

Таблиця 7.6 – Енергосилові параметри прокатки листа 12×2500×6000мм в

чорновій кліті ТЛС 2800 по поперечній схемі (остаточний варіант)

№ про- ходу	ε	m	t, ^0С	σи, МПа	рср, МПа	Р, МН	[Р], МН	ψ	Мпр, МНм	Мтр, МНм	Мдв, МНм	[Мдв], МНм
	0.073	0.452		50.010	76.567	9.18	18.75	0.499	0.878	0.063	1.173	2.30
	0.059	0.420		49.354	79.549	8.26	18.92	0.499	0.685	0.057	0.973	2.06
	0.068	0.466		50.658	76.073	17.48	17.88	0.499	1.508	0.121	1.860	2.52
	0.073	0.501		51.668	74.166	17.05	17.94	0.499	1.470	0.118	1.819	2.87
	0.078	0.542		53.818	73.862	16.98	17.95	0.498	1.463	0.117	1.812	2.79
	0.085	0.590		56.185	73.808	16.96	17.96	0.498	1.461	0.117	1.810	2.70
	0.093	0.648		58.818	74.125	17.04	17.95	0.498	1.467	0.118	1.816	2.61
	0.102	0.717		61.718	74.923	17.22	17.92	0.497	1.481	0.119	1.831	2.53
	0.105	0.769		63.875	76.001	16.78	18.07	0.497	1.386	0.116	1.733	2.43
	0.118	0.865		67.430	78.357	17.30	18.00	0.496	1.427	0.119	1.778	2.32
	0.122	0.941		70.126	80.794	17.08	18.12	0.496	1.348	0.118	1.697	2.22
	0.127	1.025		72.993	83.967	16.93	18.23	0.495	1.272	0.117	1.620	2.11
	0.130	1.115		76.015	87.939	16.82	18.33	0.495	1.198	0.116	1.545	1.99
	0.133	1.211		79.158	92.707	16.71	18.43	0.495	1.121	0.115	1.468	1.88
	0.135	1.308		84.938	101.22	17.07	18.49	0.494	1.070	0.118	1.419	1.48

Дата добавления: 2014-12-27