Расчет главной линии рабочей клети и режима прокатки полосы 0,4×1260 мм из стали марки 08КП на четырехклетевом непрерывном стане холодной прок

 мм,

 мм,  

 мм,

 мм.

   10. Масса комплекса:

 

11. Моменты инерции линии нижнего и верхнего валков, приведенные к валу двигателей, и их сумма, а также общая длина главной линии:

тм²

  

 

 

 

ЧАСТЬ ВТОРАЯ.

 РАЗРАБОТКА  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПРОКАТКИ

СТАЛИ 08КП НА ЧЕТЫРЕХКЛЕТЕВОМ СТАНЕ 1400

 

1. ТРЕБОВАНИЯ ГОСТ – 16523-97 К ЗАДАННОМУ ВИДУ ПРОКАТА

 

        1.1. Область применения

       Настоящий стандарт распространяется на тонколистовой горячекатаный и холоднокатаный прокат из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения, изготовляемый шириной 500 мм и более, толщиной до 3,9 мм включительно.

        1.2. Классификация, основные параметры и размеры

    Прокат  подразделяют:

по способу  производства:

- горячекатаный;

- холоднокатаный;

по видам  продукции:

- листы;

- рулоны;

по минимальному значению временного сопротивления (В) на группы прочности: К260В, К270В, ОК300В, К310В, К330В, К350В, ОК360В, ОК370В*, К390В, ОК400В, К490В;

по нормируемым  характеристикам на категории 1, 2, 3, 4, 5, 6;

по качеству отделки поверхности на группы:

- холоднокатаный:

особо высокой  отделки - I**;

высокой отделки - II;

повышенной  отделки - III (IIIa, IIIб);

- горячекатаный:

повышенной  отделки - III;

обычной отделки - IV;

по способности  к вытяжке (холоднокатаный прокат толщиной до 2 мм групп прочности К260В, К270В, К310В, К330В, К350В):

- глубокой - Г;

- нормальной - Н.

 

1.3. Общие технические требования

 Характеристики:

1.3.1 Прокат изготовляют:

- из углеродистой  стали обыкновенного качества  групп прочности ОК300В, ОК360В,  ОК370В, ОК400В;

- из углеродистой  качественной стали групп прочности  К260В, К270В, К310В, К330В, К350В,  К390В, К490В.

Примечание - Группу прочности обозначают тремя  цифрами, соответствующими нижнему пределу временного сопротивления. Прокат из стали обыкновенного качества обозначают буквами ОК, из стали качественной - К.

1.3.2 Марку стали устанавливает изготовитель.

Свариваемость проката групп прочности ОК300В, ОК360В и ОК370В категорий 4 и 5 обеспечивается технологией изготовления и химическим составом стали.

Примечание - Для проката, предназначенного для  сварных конструкций и конструкций ответственного назначения, устанавливают в заказе марку стали и требования к свариваемости.

1.4 Категории проката в зависимости от нормируемых характеристик приведены в таблице 9.

         1.5. Прокат из стали обыкновенного качества с контролем предела текучести. Величина предела текучести должна соответствовать требованиям таблицы 10 и может уточняться при необходимости между изготовителем и потребителем. [3].                                                                                    Таблица 10

        1.6. Правила приемки

1.6.1 Приемка  проката - по ГОСТ 7566 с дополнениями.

1.6.2 Прокат  к приемке предъявляют партиями. Партия должна состоять из  проката одной садки в печь  или одного режима термической  обработки для печей непрерывного действия, одной группы прочности, одной категории вытяжки, одного размера по толщине, одной группы отделки поверхности.

Партия проката, изготовленная в соответствии с  требованиями 4.2.1 и 4.2.2, должна состоять из стали одной плавки-ковша.

1.6.3 Каждая партия должна сопровождаться документом о качестве в соответствии с ГОСТ 7566 с дополнениями:

- группы  прочности;

- группы  отделки поверхности;

- способности  к вытяжке;

- плоскостности;

- категории  по нормируемым характеристикам.

Примечание - При изготовлении проката в соответствии с требованиями 4.1.2.1,

1.6.4 Указывается свариваемость (ев). Марка стали, указывается при изготовлении проката в соответствии с требованиями 4.2.1 и 4.2.2. При изготовлении проката в соответствии с требованиями 4.1.2.1 в документе о качестве указывается фактический химический состав стали. При использовании других (кроме кремния) раскислителей делается соответствующее указание в документе о качестве.

1.7 Для контроля поверхности, размеров, плоскостности, химического состава, механических свойств, проведения испытаний на изгиб, выдавливание и определения микроструктуры от каждой партии отбирают два листа или один рулон.

1.8 При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному показателю повторную проверку проводят по ГОСТ 7566.

     Методы контроля

1.9 Для проверки механических и технологических свойств проката от каждого отобранного рулона отбирают одну пробу на расстоянии не менее 2,0 м от его конца. От каждой пробы рулона или отобранного листа отбирают:

- по одному  поперечному образцу на растяжение  и на изгиб (места вырезки  - по ГОСТ 7564);

- один образец  на выдавливание.

Образец вырезают длиной, соответствующей ширине проката. Испытания проводят в местах, соответствующих середине и краю по ширине проката (не ближе 40 мм от кромки). За результат испытания принимают среднее арифметическое трех измерений;

- два образца  на микроструктуру: один - с края, другой - из средней части ширины проката;

- по одному  образцу на твердость.

1.10 Испытания проводят:

- на растяжение  по ГОСТ 11701 или ГОСТ 1497 на образцах  с расчетной длиной 80 мм и шириной рабочей части 20 мм;

- на изгиб  по ГОСТ 14019;

- на выдавливание  по ГОСТ 10510.

Допускается проводить испытания на приборе  Эриксена на образцах шириной 80-90 мм;

- на величину  зерна по ГОСТ 5639;

- на обезуглероживание  по ГОСТ 1763;

- на наличие  структурно-свободного цементита  по ГОСТ 5640.

Качество  поверхности проката проверяют  внешним осмотром без применения увеличительных приборов.

Отбор проб для химического анализа - по ГОСТ 7565.

Химический  анализ - по ГОСТ 22536.0 - ГОСТ 22536.8, ГОСТ 18895 или другими методами, обеспечивающими требуемую точность.

При возникновении  разногласии применяют методы, установленные  настоящим стандартом.

Измерение твердости - по ГОСТ 9013 или ГОСТ 22975. Твердость  определяют на образцах, отобранных для  испытания на растяжение вне их рабочей  части или на образцах для контроля микроструктуры.

Допускается проводить контроль величины ферритных  зерен в средней части толщины  проката при удовлетворительных результатах всех других испытаний.

Шероховатость поверхности проката измеряют контактным профилометром по ГОСТ 2789. Образцы  отбирают от контрольного рулона (листа) на расстоянии не менее 40 мм от кромки и из средней части ширины рулона (листа) по одному образцу размером 200´200 мм.

 Допускается  применение статистических и  неразрушающих методов контроля, обеспечивающих точность определения,  достигаемую прямыми методами  измерения.

При возникновении  разногласий и при периодических  испытаниях применяются методы контроля, установленные настоящим стандартом.

Контроль  глубины залегания дефектов поверхности  проводят по методике завода-изготовителя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1. Углеродистые стали

 

           Углеродистая сталь: 
 
          Углеродистой сталью называется сплав железа с углеродом (содержание углерода до 2%) с примесями кремния, серы и фосфора, причем главной составляющей, определяющей свойства, является углерод. Процентное содержание элементов в стали примерно следующее: Fe - до 99,0; С - 0,05-2,0; Si – 0,15-0,35; Mn – 0,3-0,8; S – до 0,06; P – до 0,07. В зависимости от содержания углерода углеродистые стали подразделяют на низкоуглеродистую (до 0,25% С), среднеуглеродистую (0,25-0,6% С) и высокоуглеродистую (более 0,6% С). Различают углеродистые стали обыкновенного качества и качественную конструкционную. К первой группе относится горячекатаная (сортовая, фасонная, толстолистовая, тонколистовая, широкополосная) и холоднокатаная (тонколистовая) сталь; во вторую входят горячекатаные и кованые заготовки диаметром (или толщиной) до 250 мм, калиброванная сталь и серебрянка. Углеродистая сталь - наиболее распространённый вид чёрных металлов. 
 
Конструкционной углеродистой сталью называется сталь, содержащая углерода до 0,65-0,70% (в виде исключения производят конструкционные стали с содержанием 0,85% углерода). Конструкционная сталь идет для изготовления деталей машин и конструкций. Она должна обладать достаточной прочностью, хорошо сопротивляться удару и в то же время хорошо обрабатываться. 
 
По качеству конструкционная сталь делится на три группы: 
 
- обыкновенного качества;  
 
- повышенного качества;  
 
- качественная.  
 
Сталь обыкновенного качества – сталь широкого потребления, идет для строительных конструкций, крепежных деталей, листового проката, заклепок, труб, арматуры, мостов, профильного проката. 
 
Сталь повышенного качества идет для паровозных и вагонных осей, бандажей, котлов, проволоки и т.д. 
 
Качественная сталь идет для деталей, требующих более высокой пластичности, сопротивления удару, работающих при повышенных давлениях: для зубчатых колес, труб, винтов, болтов, для деталей, подлежащих цементации, для сварных изделий.

      Стали содержат повышенное количество  серы и фосфора. Маркируются Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп.

Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0 до 6 - это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав. Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав.

Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная.

2.2 Общие сведения стали 08кп:

 

     Заменитель- сталь 08, вид поставки- лист 08кп, лента 08кп, сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 10702-78. Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 10702-78. Лист тонкий ГОСТ 16523-70, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-74, ГОСТ 9045-80. Лента ГОСТ 503-81, ГОСТ 10234-77. Полоса ГОСТ 1577-81, ГОСТ 82-70. Трубы ГОСТ 10705-80, ГОСТ 10704-91. Лист толстый ГОСТ 4041-71, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 1577-81.

Назначение: для прокладок, шайб, вилок, труб, а также деталей, подвергаемых химико-термической обработке — втулок, проушин, тяг.

                                    Таблица 11

2.3 Технологические свойства  стали 08кп:

Температура ковки- начала 1250, конца 800. Сечения до 300 мм охлаждаются на воздухе. Свариваемость- сваривается без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки; способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС.Обрабатываемость резанием в горячекатанном состоянии при НВ 131 и σB = 315-410 МПа , Kυ тв.спл. = 2,1, Kυ б.ст. = 1,65.

3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ

 

Для расчёта  среднего давления и полного усилия прокатки в данной работе применяется  методика Целикова.

В ней  приведены следующие допущения:

- постоянство предела текучести  металла в очаге деформации, равного  полусумме предела текучести до и после прокатки;

-  отсутствие зоны прилипания;

-  постоянство коэффициента  трения на всей поверхности  контакта металла с валками;

- равномерное распределение нормальных  напряжений и скорости движения металла по поперечному сечению полосы;

-  отсутствие уширения полосы  при прокатке;

-  замена дуги контакта хордой [4].

Эти допущения  учитывают все особенности холодной прокатки (натяжение, сплющивание) и реализуются в достаточно простом алгоритме рассчетов.

Так же нами были приняты допущения:

- натяжения в межклетьевом промежутке принимается как 40% от предела текучести;

- натяжение по ширине полосы  равномерное;

- поперечная разнотолщинность подката равна нулю;

- продольная разнотолщинность подката равна нулю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       

                                                           

                             
                                                      

 

Рис. 13. Блок-схема методики расчета энергосиловых параметров

 

Длина дуги контакта металла с валками:

    где R – радиус рабочего валка.

Деформационный коэффициент:

     где  – коэффициент трения.

Относительное обжатие:

Условный предел текучести:

σ_0,2 = σ_{0,2 исх} + а₁εⁿ¹;

    где σ_{0,2 исх} - предел упругости полосы в ненаклёпанном состоянии;

          а₁, n₁ – коэффициенты наклёпа металла.

Сопротивление чистому сдвигу:

2τ_с = 1,15 σ_0,2.

Коэффициент, учитывающий натяжение:

ξ = 1 – σ/ 2τ_с;

    где σ – удельное  натяжение полосы.

Толщина полосы в нейтральном сечении:

   где ξ₀ и ξ₁ - коэффициент, учитывающий натяжение соответственно в предыдущем и последующем межклетьевом промежутке.

 

Среднее давление: