Розрахунок продуктивності блюмінга
Визначаємо масу зливка.
Q = V · ρ = Нсер · Всер · L · ρ (т)
Де Нсер , Всер – середні розміри ширини та висоти зливка, які визначаються: Нсер = (Н + h) / 2 (м)
Всер = (В + b) / 2 (м)
L – довжина зливка (м);
ρ – щільність сталі – для недеформованої сталі ρ = 6,5 т/м3
Технічно можлива продуктивність блюмінгу:
Ртех = 3600 · Q / Тц (т/год)
Де Тц – цикл прокатування. (с)
Практично можлива продуктивність стану:
Рпракт = Ртех · кф · квик (т/год)
Де кф – фабрикаційний коефіцієнт, кф = 1,08 – 1,35, визначається по технологічній інструкції для кожного типорозміру зливка.
квик – коефіцієнт використання стану квик = 0,75 – 0,95.
Річна продуктивність стану:
Ррічна = Рпракт · Νф (т/рік)
де Νф – фактичний час роботи стану в рік ,
приймаємо для блюмінгу 1250: Νф = 7200 годин/рік
4 Розрахунок енергосилових параметрів прокатки
Визначаємо середню висоту смуги:
де Нпр - приведена висота смуги, мм
Визначаємо середню ширину смуги:
Визначаємо довжину вогнища деформації:
де Rk - радіус валків, що катає, мм
Dh – обтиск в кліті, мм
Визначаємо коефіцієнт форми вогнища деформації:
Визначаємо коефіцієнт напруженого стану металу у валках:
при
при
при
Визначаємо середню ступінь деформації:
Визначаємо середню швидкість деформації:
де nмах – частота обертання валків, об/хв
Визначаємо опір деформації по формулі Андреюка Тюленева:
де S, a, b, c – термомеханічні коефіцієнти,
sт – поріг плинності металу, Н/мм2,
Т – температура металу, 0С.
Визначаємо середній контактний тиск:
Рср = 1,15 su ns
Визначаємо середню площу контакту метала з валками:
Fcp = bcp lg
Визначаємо повне зусилля прокатування:
Р =Fcp Pcp
Таблиця 3 - Енергосилові параметри прокатки
№ проходу | Нср мм | Вср, мм | lg, мм | lg/Hcp | e, % | Ucp, c-1 | su,, МПа | Рср, МПа | Fcp, 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
мм
Вибираємо схему контувань, враховуючи сумарну кількість проходів по сторонам.
Таблиця - Схема кантування
І | ІІ | І | |
№ проходу | 1,2,3,4х5,6,7,8х9,10 | 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 = Н0 В0 / h1 b1
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 nmax.
.
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 tм для кожного проходу. Машинний час – це час розкату в валках:
tм = tу + tп + tз
час пауз: tп = tр + tо
час прокатування за прохід: tпр = tм + tп
визначаємо складові машинного часу:
час розгону валків: tр = nз / а
час прискорення валків з металом: tу = (nmax - nз)/ а
час уповільнення валків з металом: tз = (nmax - nв)/в
час зупинки валків: tо = nв / 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 | tр об/хв | tу об/хв | tо об/хв | tз об/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”.