Тема випускної роботи:
Научный руководитель: професор кафедри ОМТ, д.т.н. Руденко Євген Олексійович
Виробництво металу грає одну з головних ролей в розвитку економіки України. В даний час головним напрямом технічного процесу є зниження собівартості продукції, боротьба за економію металу і енергоресурсів.
В даний час у всьому світі широко використовується на широколистових станах безперервнолиті сляби. Схема виробництва широких листів більш економічна в порівнянні з схемою злиток - сляб. Проте прокатка листів і смуг із слябів, які відливають на МНЛЗ має ряд недоліків. Наприклад, необхідно мати великий парк кристалізаторів для відливки слябів різної ширини. Основна мета редукування зменшення ширини безперервнолитих слябів до необхідних розмірів.
Процес редукування здійснюють у вертикальних клітях прокатних станів, які до цих пір використовували як окалиноламачі, але велике зменшення ширини слябів в таких клітях через нестачу міцності приводу. Існує технологія за якою можна здійснювати декілька проходів у вертикальній кліті, яка не обумовлює за собою значні витрати
Останнім часом при реконструкції чорнових груп клітей широколистових станів гарячого прокатки замість вертикального окалиноламача встановлюють міцну вертикальну кліть для реалізації процесу редукування слябів. Редукування проводять за 1-3 проходи. У наступній кліті розкат прогладжується і при нагоді обжимається по товщині в горизонтальних валках.
Дана робота є актуальною, тому що отримані в даній роботі експериментальні моделі необхідні для розробки математичних моделей, які будуть покладені в основу математичного технологічного забезпечення системи управління редукуванням.
ДДля здобуття готових листів широкого сортаменту по ширині необхідно мати можливість змінювати ширину слябів, зокрема зменшувати шляхом поперечної деформації в вертикальних валках або на горизонтальному пресі. Цей процес називається - редукування.
Є декілька шляхів реалізації процесу редукування. Перший на агрегаті, який окремо стоїть і складається з вертикальних і горизонтальних валків. Другий в чорновій лінії широкополосного стану. Агрегати для редукування, не набули поширення, тому що вони громіздкі, коштують дорого і не забезпечують необхідну якість поверхні сляба. На широколистових станах, в чорновій лінії редукування здійснюється в спеціальних клітях.
Більш широкого поширення набула технологія редукування слябів в чорновій лінії широлистових станів з використанням потужних універсальних реверсивних клітей. Режим обтисукнень у вертикальних і горизонтальних валках взаємообумовлений: обтискання в горизонтальних валкахх і силові умови прокатки залежать від обтискань у вертикальних валках.
Процес редукування може бути реалізований класичним методом або як частина сполученого процесу «редукування - прокатка». Класичне редукування складається з двох видів операцій: поперечний обтиск у вертикальних валках і прогладжування в горизонтальних валках слябів з метою усунення локальних напливів кромок. Режим обтискань у вертикальних і горизонтальних валках редукуючої кліті взаємообумовлений.
При прокатці в вертикальних валках велика частина обжатого металу переходить у напливи бічної кромки розкату. Процес усунення цих напливів називається - прогладжування.
Розрізняють два варіанти процесу прогладжування:
Перший вид прогладжування, без обтиску по товщині, використовується після великих обтискань у вертикальних валках, коли потрібно усунути значні напливи на бічній кромці.При прокатці в вертикальних валках велика частина обжатого металу переходити в напливи бічної кромки розкату. З наступним обтиском в горизонтальних валках метал із напливів переходить в поширення і лише частково йде у витяг. При великих співвідношеннях ширини розкату до його товщини, яка має місто при прокатці в чорновій групі безперервних листових станів, обтиск у вертикальних валках до 2 - 3 % практично не призводить до зміни початкової ширини сляба.
У сляба, багато разів деформованого по ширині у вертикальній кліті, відбувається збільшення товщини в зоні, що біля кромок. Внаслідок цього зростають енергосилові параметри прокатки в першій горизонтальній кліті.
Після обтискання прямокутного сляба в вертикальних валках форма розкату в плані характеризується судженим по ширині з увігнутим торцем переднім кінцем, рівним з увігнутим торцем заднім кінцем. Форма поперечного перетину розкату на кінцях прямокутна, на основній частині довжини – з локальними потовщеннями в області бічних кромок. По довжині кінця від торця до основної частини довжини білякромочні (приконтактні) потовщення плавно збільшуються і досягають максимальної величини в місті початку утяжки ширини.
Характер зміни форми прямокутного сляба після обтиску в ВВ обумовлен закономірностями течії металу. Деякі спеціалісти пояснюють утяжку ширини на передньому кінці й утворення вогнутості торцю дією сдвигових деформацій в певній площині під кутом приблизно 45 град до продольної вісі слябу до утворення повного жорсткого кінця. При цьому деформовані жорсткі блоки на виході з валків розвертаються у напрамку прокатки до продольної вісі розкату, зменшуючи її ширину. В результаті контактуючи слоі металу отримують більшу витяжку, чим посередині ширини, які при невеликих обтисках взагалі не деформуються. На задньому кінці відбувається подібний процес. На відміну від прокатки переднього кінця повний жорсткий кінець переходить у неповний, деформація, що починається до входу метала в валки й утяжка ширини, завжди менша, ніж обтиск, що її обумовлює, сгладжується при виході заднього кінця з валків.
Відмічен і інший механізм формозмінення кінців розкату, він заснован на властивостях металу в очагу деформації. Суть його полягає в наступному. При прокатці слябів з маловуглецевої сталі в ВВ на малій швидкості з супутніми процесами рекристалізацій метал не зміцнюється. Метал, що не зміцнюється, проходячи через області максимальної інтенсивності швидкостей деформації, розташовані в контактної поверхні, прагнуть текти у бік найближчої вільної поверхні – до переднього торця розкату, випереджає точки поверхні валків і центральні об'єми металу, утворюючи накат. Запропонований механізм не пояснює той факт, що на широких гранях біля торця розкату відсутні напливи металу, хоча найближчою від зони з інтенсивною швидкість деформації є не лише торець, але і широкі грані розкату.
Після прогладжування в ГВ заздалегідь обжатого сляба по ширині форма розкату в плані змінюється мало. Метал з напливів частково тече завширшки, збільшує ту, що обважнює ширини на передньому кінці і збільшує, утяжку ширини на задньому. На кінцевих ділянках метал з напливів отримує витяг і збільшує увігнутість торців.
У технічній літературі як параметри форми кінців розкату в плані найчастіше прийняті: звуження на кінцях, увігнутість торців. При прокатці в ВВ і в системі ВВ-ГВ як обурюючі змінні – чинники, що впливають на форму розкату в плані після обтиску вихідного прямокутного сляба у ВВ, а також після їх прогладжування в ГВ, найчастіше приймають наступні змінні: Δ В – обтиск, Dв – діаметр ВВ, В і Н – ширина і товщина вихідного сляба.
Математичні моделі параметрів форми розкатів у плані після обтиску в ВВ представлені у вигляді квадратичної залежності
де Y і х – параметри форми (функції відгуку) і змінні (чинники) процесу формоутворення; у – коефіцієнти регресії.
ННедоліком відомих регресійних моделей по формозмі слябів у плані є те, що вони отримані при прокатці в гладких ВВ з малими обтисками. Вони не можуть бути застосовані для умов редукування, яке реалізується, як правило, у каліброваних ВВ. Крім того, ці рівняння отримані при прокатці вихідних прямокутних слябів, а, отже, не можуть бути застосовані до випадку прокатки в ВВ вихідних непрямокутних розкатів, наприклад, при реверсивній прокатці.
Не виявлено досліджень впливу параметрів поєднаних процесів прокатки в системах вертикальні – горизонтальні валки на довжину кінців з неповною шириною, яка також визначає витрати металу. Мало даних по впливу послідовних обтисків у ВВ і дрібності деформації в ВВ на параметри форми. Немає робіт по дослідженню формозмінення кінців при прокатці в ВВ вихідних розкатів з розширеними і опуклими кінцями (прокатка в системі ГВ – ВВ).
Дослідження здійснювали шляхом фізичного моделювання на лабораторному стані. Моделювали процес однократного обжиму слябів у гладких вертикальних валках (ВВ) діаметром 50 мм с наступним прогладжуванням напливів у горизонтальних валках (ГВ) діаметром 50 мм. Масштаб моделювання 1:30, матеріал – свінец. Розміри зразків: ширина B = 45; 60; 75 мм; товщина H = 8 мм.
Як незалежні змінні процесу редукування і подальшого прогладжування сляба прийняли: В/Н – показник поперечного перетину сляба (В і Н – ширина і товщина слябу); ΔВ/В – показник відносного обтиску
Форма розкату в плані після одноразового обтиску за один прохід вихідного слябу в ВВ і подальшого «прогладжування» в ГВ на вихідну товщину показана на рисунку 1.
З рисунку видно, що основними параметрами форми кінців розкату в плані є: Утяжка переднього δn і заднього δз кінців розкату; стріла увігнутості переднього fп і заднього fз кінців розкату; довжина переднього lп і задньогоlз кінців розкату зі змінною шириною.
За отриманими даними були побудовані графіки (рис. 2).
З рис. 2 видно, що найменші значення параметрів форми мають кінці вузьких відносно товстих розкатів (з малим відношенням В/Н). Менше всього спотворюєтьсязиінюється прямокутна форма кінців тонких широких розкатів при малих обтисках. Всі параметри форми заднього кінця розкату після обтиску в ГВ більше, ніж переднього кінця в 1,3...1,8 разу. Утяжка по ширині заднього кінця, навпаки, менше, ніж переднього в 1,4...2 разу.
На підставі викладених даних можна сказати, що у відомих раніше роботах всі параметри описані і вивчені для одного проходу, коли сляб має прямокутну форму. Для 2-3 проходів, які зазвичай використовуються при редукуванні (при значному зменшенні ширини) дані відсутні. Так само слід зазначити, що на даний час складні теоретичні методи дослідження несталих процесів формозміни, зокрема кінців високих смуг знаходяться на стадії розвитку, вимагають розробки складного дорогого програмного забезпечення і обчислювальних комплексів.
| Вверх |