Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ РАСЧЕТА УСИЛИЙ ПРИ ШИРОКОПОЛОСНОЙ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКЕ

Авторы:
Город:
Магнитогорск
ВУЗ:
Дата:
21 января 2018г.
Аннотация

Дается сравнение расчетов усилия прокатки по различным методикам. В качестве базовой методики была принята классическая А.И Целикова, а в качестве сравнительной – методика, разработанная научным коллективом под руководством проф. Гарбера. В результате сравнения определенно, что, применительно к широкополосному стану горячей прокатке 2000 ПАО «ММК», методика, разработанная под руководством проф. Гарбера Э.А., дает незначительное расхождение только в последних 4 клетях (№10- 13)     и составляет 7…10%. В первых чистовых клетях стана (№7-9) рекомендовано использовать классические методики расчета, которые позволяю определять усилия прокатки с точностью 13...2,5%. Также результаты исследований показали, что методика Гарбера Э.А. мало применительно для толстолистовой горячей прокатки, при толщине проката больше 8 мм.

Введение

В связи с возрастающей конкуренцией в металлургической отрасли сортамент, производимый на широкополосных станах горячей прокатки, имеет тенденцию к следующим изменениям: увеличивается разнородность прокатываемых листов по геометрическим параметрам в рамках одной прокатной компании; увеличивается доля производства тонкого листа [1,2]. Что стало причиной к появлению новых методик расчета энергосиловых параметров процесса прокатки, среди которых выделяется методика расчета энергосиловых параметров с учетом упругих участков в очаге деформации, разработанная научным коллективом под руководством проф. Гарбера [3,4].

Известно, что при горячей прокатке широко используется следующая формула расчета усилия [5-7]:


Из уравнения (1) следует, что точность расчета усилия определяется точностью расчета среднего значения нормальных контактных напряжений распределенных по длине очага деформации.

Формулы для расчета контактного давления базируется на дифференциальном уравнении равновесия полосы, полученного из условий равновесия элементарного объема, выделенного в очаге деформации.

Наиболее универсальной формулой расчета средних напряжений является формула А.И. Целикова [5,7]:




В  работах  [3,4]  точность  расчета  параметров  прокатки  (в  работе  производиться  расчет  технологического параметра-усилия прокатки) повышается за счет учета упругих участков очага деформации (рисунок 1), при определении средних напряжений контакта. Так, в них для каждого участка деформации рассчитывается средние напряжения. Формулы для расчета параметров систематизированы и приведены в таблице 1.

В традиционную методику расчета усилий прокатки ШПС внесены следующие изменения:

—     средние напряжения прокатки вычисляются на каждом участке очага деформации отдельно;

—     учитывается упругое сжатие и восстановление полосы;

—     учитывается натяжение полосы при горячей прокатке.


Анализ с помощью методики очагов деформации рабочих клетей ШПСГП при производстве тонких полос широкого спектра размерно-марочного сортамента позволил установить следующую закономерность: доля длин упругих        участков         от        общей         длины          очага         деформации         возрастает        от 1-2% на первых чистовых клетях до 15-17% на последних чистовых клетях.

При расчете усилий прокатки по методике [3,4] возникает необходимость в определении областей применения  формул  представленных  в  таблице  1,  применительно  к  непрерывной  группе  клетей широкополосного стана горячей прокатке. Для решения поставленной задачи были произведены расчеты по данным методикам и сравнены с реальными данными, собранными на стане 2000 горячей прокатки ПАО «ММК».

Результаты расчета усилий прокатки сравнивали, первоначально классифицировав весь прокатываемый сортамент по толщине (hi), ширине (Bi) проката и по прочностным характеристикам прокатываемой полосы (σ0i),   [8-10], согласно таблице 2.

Таблица 2. Классификация прокатываемого металла по геометрическим и реологическим характеристикам

 

Группа

𝜎0𝑖, (МПа)

hi (мм)

Bi (мм)

1

<76

<2,0

<1000

2

76 – 82

2,1 – 4,0

1001 – 1500

3

82 – 94

4,1 – 8,0

 

 

>1500

4

94 – 102

 

>8,0

5

102 – 116

6

>116

 

На рисунках 2-5 представлены полученные диаграммы для сравнения средних ошибок расчетного параметра (усилия прокатки) при прокате заготовки разной толщины.




На основе полученных диаграмм были составлены рекомендации для расчета усилий при горячей прокатке, рисунок 6.


С помощью данных рекомендаций выбирается методика расчета усилий при горячей прокатке. Выбор методики определяется для каждой группы сортамента по толщине проката (hi), в зависимости от значения отношения длины дуги очага к средней толщине деформируемого металла   и доли упругой зоны очага деформации  
Выводы по работе. Исследования погрешностей при расчете усилий при широкополосной горячей прокатке на стане 2000 горячей прокатки ПАО «ММК» по рассмотренным методикам позволили выделить области их применения [19-22].

Результаты исследований показали, что усовершенствованная методика мало применительно для толстолистовой горячей [13-15], в том числе и при прокатке заготовки больше 8 мм, как в чистовых, так и в черновых клетях прокатного стан [25-27].

 

 

Список литературы

 

1.         Харченко М.В., Румянцев М.И., Дема Р.Р. Трение в процессах ОМД. Влияние смазочного материала на уменьшения трения при широкополосной горячей прокатке. Методы оценки напряженно- деформированного состояния. Монография. Магнитогорск, 2015.

2.       Дема Р.Р., Ярославцев А.В., Ахметова К.К., и др. Подача смазочного материала на валки и повышение энергоэффективности процесса прокатки путем выбора рациональных режимов смазывания. Монография. Магнитогорск, 2015.

3.       Гарбер, И.А. Кожевникова, П.А. Тарасов. Новый метод энергосилового расчета широкополосных станов горячей прокатки // Вестник ЧТУ. № 3. 2008 г. – С.9-26.

4.       Гарбер Э.А., Кожевникова И.А., Тарасов П.А. Новая методика расчета энергосиловых параметров широкополосовых станов горячей прокатки./ Сталь. 2009. № 9. С. 54.

5.       Целиков А.И. Теория расчета усилий в прокатных станах. - М.: Металлургиздат, 1962.

6.       Коновалов Ю.В., Остапенко А.Л.,       Пономарев В.И. Расчет параметров листовой прокатки. Справочник. - М.: Металлургия, 1986. - 430 с.

7.       Целиков А.И., Никитин Г.С., Рокотян C.R. Теория продольной прокатки. - М.: Металлургия, 1980.

8.       Харченко, М.В., Дема Р.Р., Румянцев М.И. Разработка рациональных режимов подачи технологической  смазки  на  опорные  валки  клетей  чистовой  группы  НШСГП  2000  ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» // Производство проката №4. 2012. С. 19 – 22.

9.       Дема Р.Р., Харченко М.В., Горбунова А.А Теоретическое исследование влияния режимов подачи смазочного материала на изменение энергозатрат при горячей прокатке на стане 2000 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».// Производство проката. 2013. № 2. С. 11-13.

10.     Калугина О.Б. Численное решение задачи оптимизации формы вытяжных калибров // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013.№ 2 (42). С. 47-49.

11.    Дёма Р.Р., Кувшинов Д.А., Амиров Р.Н., и др. Разработка и внедрение способа гидроудаления (гидроподавления) вторичной окалины на чистовых клетях станов горячей прокатки. Сообщение 1. Теоретическое обоснование проблемы окалинообразования на участке чистовых групп клетей станов горячей прокатки //Производство проката. 2015. № 8. С. 7-11

12.    Дема Р.Р., Кувшинов Д.А., Амиров Р.Н.и др. Разработка и внедрение способа гидроудаления (гидроподавления) вторичной окалины в чистовых клетях станов горячей прокатки. Сообщение 3. Разработка и проектирование системы гидроудаления окалины в чистовых группах клетей станов горячей прокатки листового металла // Производство проката. 2015. № 10. С. 27-33

13.    Зубарева М.В., Дема Р.Р., Ячиков И.М. Исследование теплового состояния прокатных валков с целью улучшения температурных условий их эксплуатации //Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2010. Т. 1. № 1. С. 315-318

14.    Дема Р.Р., Мартынова У.Д., Амиров Р.Н. Применение нейронных сетей для описания и прогнозирования энергосиловых параметров горячей прокатки полос//Сталь. 2014. № 12. С. 43-47.

15.    Дема Р.Р., Амиров Р.Н., Мартынова У.Д. Статистическая оценка влияния смазочного материала на энергосиловые параметры горячей прокатки //Сталь. 2015. № 8. С. 40-42.

16.    Абрамов А.Н., Харченко М.В., Дема Р.Р. и др. Исследование влияния различных режимов смазывания валков стана горячей прокатки на межвалковый момент трения с помощью физического моделирования процесса на лабораторной установке // Производство проката. 2016. № 12. С. 8-12.

17.    Дема Р.Р., Харченко М.В., Амиров Р.Н. и др. Исследование причин возникновения дефекта «локальная разнотолщинность» в прикромочной области горячекатаных полос //Сталь. 2016. № 12. С. 40-45.

18.    Дема Р.Р., Амиров Р.Н., Мартынова У.Д. и др. Статистическая оценка влияния смазочного материала на энергосиловые параметры горячей прокатки //Сталь. 2015. № 8. С. 40-42.

19.    Vorozhishchev A.N., Dema R.R., Kazakova T.V.Modeling of a thermal massive body depending on the cooling liquid volume, as exemplified by rolls for a hot-rolling mill //Procedia Engineering. 2016. Т. 150. С. 1007-1012.

20.    Tyuteryakov N.S., Dema R.R., Nefed'Ev S.P. Simulation and calculation of temperature distribution in roll fittings' guides in contact with the rolled strip // Procedia Engineering. 2016. Т. 150. С. 667-673.

21.    Kharchenko M.V., Dema R.R., Bilichenko V.I. Energy reduction technologies based on the lubricant supply in the roll contact system “quarto” during the hot strip rolling //Materials Science Forum. 2016. Т. 870. С. 446-453.

22.    Zotov A.V., Rastorguev D.A., Dema R.R. Surface temperature modeling and analysis during cladding of technological equipment guide by wire tool //Procedia Engineering. 2017. Т. 206. С. 1432-1437.

23.    Харченко М.В., Дема Р.Р., Нефедьев С.П. Универсальный испытательный комплекс по определению триботехнических характеристик смазочных материалов на базе серийной машины трения СМЦ-2. // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2017. № 10 (691). С. 60- 68.

24.    Румянцев М.И., Новицкий И.О., Калугина О.Б., и др. Новый алгоритм синтеза первого приближения  режима  обжатий  при  холодной  прокатке  в  травильно-прокатном  агрегате //Калибровочное бюро. 2016. № 8. С. 33-36.

25.    Калугина О.Б., Кинзин Д.И., Моллер А.Б. Совершенствование математической модели формоизменения металла при сортовой прокатке на базе экспериментально-теоретической оценки уширения//Черные металлы. 2012. № 11. С. 16-18.

26.    Повышение  энергоэффективности  процесса  сортовой  прокатки  путем  оптимизации  формы калибров // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2013. № 10. С. 10-12.

27.    Калугина О.Б. Численное решение задачи оптимизации формы вытяжных калибров.//Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013.№ 2 (42). С. 47-49.