автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Розробка i впровадження рацiональних температурних режимiв холодноi прокатки тонких смуг на високошвидкiстних станах

РГ6 од

г 1 т\\ 1993.

ДШПРОПКТРОВСьШ ОРДЕНА ТРУДОВОГО ЧЕРВОНОГО ПРАПЗРА МВТАЛУРПЯНИЙ 1ЮТИТУТ

Из правах рукописа

ЯКУВОВСьКИЙ Олексаядр 1ванович

РО0РОБКА I ВПРОВАДКЕННЯ РАЦЮНАЛьНИХ ТЕШЕРАТУРНИХ РЕШИВ ХОЛОДНО! ПРОКАТКИ ТОНКИХ СМУТ НА ВИСОКОИВДШСТНИХ СТАНАХ

Спеталыиеть 05.16.06 - ойробка штаив тискам

Автореферат дисертаци на здобуття наукового ступекя кандидата тетчних наук

Дн1пропетровськ - 1993

Робота виконана на кафедр1 оОробки метал в тиском Днигропе-тровського металурп Иного 1нституту.

Вауковий кер1внюс доктор техшчних наук, професор Васильов Я. Д.

0фШ1йн1 опоненти: доктор техшчних наук, професор Маэур ЕЛ.

. кандидат техшчних наук Бондаренко К А.

Пров 1 дна установа: ыеталурпйний копошат "Запор 1*-

Захист В1дбудеться "29* /-С-Р 1993 р. в год.

на 8ас1данн1 спещатэовано! ради К 068.02.02 при Дн1пропет-ровськоиу мегаяурпйному 1нститут1 (320635, м. Дншропетровськ. пр. Гагар 1 на, 4).

3 дисертащею южна огнайокитися у бюыотеш институту.

Автореферат розюланий "££" ^А^^ЛЯЪЗ р.

Вчений секретар спещал18овано! ради

доцент, канд.техн.наук ^ Кшменко ЕЛ

ЗАГАЛЫ1А ХАРАКТЕРИСТИКА. РОБОТА

АктуальН1Сть робот. В даний пер10д часу бхлызгсть базпврарв-них I безкхнечнах стен1в холодно! прокатки працввть на авидкостях значно меньших передбачених проектом. Дослхдгсанняки встановлено, що одн1ею 13 головних причин зншсення швидкосп прокатки е високий рхвень темпаратури смуги I повархнх валкхв в осарадку дафориецхх, досягаючий 200...^и°С I бхльше. 1з зб1льианнян теппаратури на ко-тьктг сыуга - валки погхршуютйс? умови роботи технологхчно1 смазки, пхдвищуеться зношування валив, порушуеться стебхльнхсть процвсу прокатки, гЦдвшцуються сила I витрачання анэргхх на прокатку, а твко* збхлыпуеться можливхсть виникнанвя дефактхв теплового поход-кення ( "таплов1 подряпини", "лимонна кхрка" та хн). Особливо сильно ца проявляеться нэ високошвидкхстнах станах холоднох прокатки, дэ швидкхсть прокатки досягав 25...35 к/с та (Ильше. Тому важливоэ .твхнхчнои задачек на будь-якоыу станх холоднох прокатки с визначення такого оптимального температурного реяина, який за-безпачуе стаохльнхсть умов тертя, дрофхля валкхв, потрхбну яккть поверхн1 1 точность смуги.

Знйженяя температура сыуги 1 валкхв при холоднхй прокат! мохливэ деилькома лляхеии - зманьшенняы швидкостх, зсЦльыенням К1Лькостх I змвньиенням темпаратури охолоджувача, який подаеться нь валки I сиугу, а такок в' знечвнням оптшзальних значвнь техноло-гхчних парамагрхв, ЯК1 ыавть напбхлыаий вплив на температуру сиу-ги. Знижання пвидкост1 прокатки е недогцльним, так як приводить до знижання продуктивное^ стана. Дотукнхсть систем охолодхузання ств-Н1В холоднох прокатки в слльшосп випадкхв обнажена., кр1М того бьчьпхсгь з них працюе на гранично допустиких значениях витрачання охолодхувача. Накхнвць, для визначення онтимальних значвнь тохно-логхчних параывтрхв, я« чинять найбхльший вплив на твмпорагурнх умови холоднох прокатки, необхино ыати надену иатодхху роэраху.чку температура смуги, яка забезпечить високу точнхсть. Розрахунковх значения температура смуги, одержаях по вломим матодхкан вхдрхэ-няються В1Д акснеринантальних на та б1льша. Ца приводить

до великих погрешностей при прогнозуванн4 температури смуги на станах холоднох прокатки. Отже розробка новох, бхльш точнох методой для розрахунку таниаратури смуги при холодна прокатцх е актуальною задачею.

Ц1ЛЬ роботи.

I. Виконати теоретична д0сл1дхення температури смуги в осеред-ку деформаци 1 на виходх з осаредку дефоркацхх з урахувааням на-

ц

р 1 вномхрностх розпод1лу силових I кхнеиатичних параивтрхв ¡¡роцесу холодно^ прокатки.

¿. Розросити нетодхку розрахунку температур и сыуги по довяи-нх осередка дефориащх при холоднхй прокатцх, дослхдати вплив основных фактор1в, визначавчих характер 11 розподхлу.

3. Одерхати новх вкспериментальн1 дан1 про вплав технологхч-них параметрхв холоднох прокатки на температуру смуги.

4. Розкрити иехавхзи впливу швидкостх на температуру сиуги при холодя¿я прокатцх.

Ь. Розробити I упровадити рсцхонельн! теипературнх реЕиыи прокатки херстх не шестиклхтинноиу станх 1400 КарИК.

Наукова новина.новтаи являються слхдувчх найОхльш хстотнх результаты роооти:

1. Заяро_роновано нова рхшення, враховуюче нерхвноихрнхсть розподхлу тепла вхд роботи формозихнювання х роооти с>ш тертя.

2. Одержана теоретична формула для розрахунку температур« смуга на виходх 13 осервдку деформацИ з урахувенням реальнох епюрп норкальних контвктних нацруг.

3. Розкрито ыехан1зи впливу швидкостх прокатки на температуру сыуги.

4. Заа^опоновака залеясн1сть для розрахунку середньох темпе-ратури сиуги в осередку деформвци при холоднхй прокащи

5. ОдврхвН1 новх експериментальнх данх про впл^в технологхч-них факторхв на температуру сиуги при холодий прокатвд.

На захист виносяться;

1. Теоретична дослхдження впливу технологхчних параивтрхв холодно! прокатки на величину I хврактер зихна теыпаратури смуги в осервдку деформацп.

2. "ов1 експер1шент8льн1 двн1 про вплив технологхчних параметр! в Щ)0кагки на температуру сыуги.

3. Розкриття механ1зму впливу швидкостх прокатки на тешера-ТУРУ смуги.

4. РозроОка, дослхдаення х упровадхення раадональних темпера-турних реким1в, заоезиечуючих зсИльшення швидкостх прокатки та ло-кращення якостх прокатуемих смуг.

практична хинихсть. на основ1 одерханих в рооотх результате теоретичних х експер»шентальних дослЧдлень розроолен1 рацхональнх тешературН1 рекиыи прокатки керстх товщиною 0,18...0,22 ш на шес-тикл1тинн0ыу стан1 14ии Керагандинсьяого маталурпйного комната.

Удосконалено алгоритм розрахунмв рекшив оохим!В на Оезпе-

рервних станах холодно! прокатки за рахунок 01Льш точного визна-чення температурних первиетрхв. 1~етод1ка розрахунку твипвратури смуги ыокв бути використвна при розробцх матвматичного забвзпе-чвння АСУ Та на Оезперервних (безкхнвчних) станах холодног прокатки.

Реал1зацхя роооти в пронисловостх'. Рвэультати теоретичних I вксперикентальних дослхджвнь рввлхзоввнх на шестаклхтинноку ста-Н1 1ЧОО овзкхнвчнох прокатки Карагвндинського уегелургхЯногб комбината. Впровадзгення результат!в робоги дало зкогу зб1льшити швид-кхсть прокатки, скоротити кiлькicть перевалок робочих валк1Е, пхд-вищити чзстку тонких проблей керстх в загельноку об»е«х вироб-ництва х покращити яйсть випускаеких см у г.

Апробацгя робоги. '«атерхали дисерт8Ц1йн01 роботи були докла-ден1 на:

1. 1У йсвсойзнхй науково-техн1Чн1й конферанцН "Теоратичн1 проблема проквтного виробництва" СДнхпропатровськ, 19Б8).

2. Всесойзнхй науково-твхнсчн1й ко^уерешш "Нов1 технологах процаси як засхб хнтвнсифхкацхх виробництва х пхдвищення якостх продукц11 (Челяб1нськ, 1Уй9).

3. ¿сесоизни науково-технхчнхй конфаренцп ыолодих иеталур-гхв-досл!дниив (Донецьк, 1987).

4. Об'еднаноиу науковону сем1нар1 кафедри оороока ивталхв тискои Днхпропетровського металургханого гнститута I прокатних вхддхлхв 1нститута чорно1 металурги АН Укради (Днхпропегровськ, 198И, 19*1, КаЗ).

ПубЛ1каа;1. исновниа змхст роооти опублхковано в Ю надру-кованих працях.

Об'ем роооти. Дисертащя викладена в 5 розд1лах на 233 сто-р1нках, М1стить 124 сторуки машинописного тексту, 51 налонок, 21 таблица, список використаних джерел 13 1Ш найненувань I додетки.

СТАН ШТАНШ1 I ЗАДАЧ! ДОСЛШ-Ь'ННЯ

Джерелом тепла при прокат« е неханхчна енерг1я проквтки, яке складасться хз енерг11 дефоркацхх х анерги тертя на контакт! сыугз-валок. Частина роооти дефорквци вАтрвчаеться на створення внутренних напруг в дефориованоыу метал1, 1нша ввдхляеться у виг-ляд1 тепла, бнергхя, яка витрачаеться на подолання опору сил тертя практично повН1СТю вщйляеться у вигляд1 тепла на контактних поверхнях смуги з валками.

"итанню теоретичного назначения температуря смуги при холод-

б

щй проквгцх присвячено цглий ряд дослхдхвнь. Як показав ¿х ана-Л13, вхдоих теоретичнх рхпеняя мають пввнх н^долхки. Багато з них одвркеях з прийняттям припущення про рхвномхрнхсть розподхлу контактных напруг по довхшц осерадку деформацп, що рхвноэначно допущению про рхвноихрнхсть розподглу тепле в1д роботи ф0рМ03М1НвН-ня 1 роооти сил тертя, в та кое не враховують час контакту сиуги з валкой. Це призводить до хсхотких погр1шностей при визначеннх температуры сиуги, особливо при прокатах тонких сиуг на високхй шввд-. костх.

В лхтвратурх опубЛ1ковано пало даних про результаты теоретичного х експериментельного дослхдження впливу параметр!в холоднох прокатки на температуру сиуги, осооливо для прокатки тонких смуг.

Хснуючх в цей час експвриментальнх дан1 не дозволяють в повнхй мхр1 судити про точнхсть теоретичных формул для розрахунку температуры смуги на выходх 13 осерадку деформаци. ицрава в тону, що ек-спериментальн1 дан1 про температуру смуги одерканх 13 застосувен-ням хнврцШшх термопар, 1стотно впливаючих на точнхсть вимхру температуры. Кр1М того, О1льоцсть експериментальних даних про температуру смуги одержанх при прокатах В1дносно товстих смуг на тихо-ххдних станах, в топ час, як актуальным е дослхдхення температур-них параметров холоднох прокатки тонких смуг на швидкостях 10...30 г/с те Охльше.

На основ1 проведеного аналхза лхтературних даних сформульова-Н1 мета 1 задач! дослхдження.

ТЕ0РЕТ*1ЧНЕ ВИЗНАЧЕИИЯ ТЕШШРАТУРИ ШУГИ ДЛЯ УСХАЛЕНОГО ПРОДЕиУ ХОЛиДнОХ ПРиКА'ХШ

ООгрунтування вибору модел! процесу холодно! прокатки. Для виэначення температу^и смуги в осередку деформацхх не00Х1ДН0 знати енвргосилов1 1 К1неыитичнх параметри, точнхсть яких в Схльшостх за-лекить вхд прыйнят01 моделх процесу холоднох прокатки. Серед в1до-иих неоох1дно видхлити модель, розроблену й.Д.йасильовим,яка зьбез-печуе одерхання над1йно£ ^формацп про параметри процесу, коли К/к0= ¡>00...Э000 (де Я , Ко- радхус робочого валка х товщина смуги на вход! в осередок лефориацЦ). В основу дан01 математичнох моделх положена модель осередка деформацх1,яка враховуе вплив прух-них деформаций валив I смуги, нерхлтюмхрнбстх розшШлу контвкт-них напруг, натягу, швидкхстних I температурних умов прокатки на енергосилов1 I кхнематичнх параметры яроцесу. Вхдповхдно з ирийня-тою моделле, осередвк деформацы при прокатцх тонких смуг склада-еться хз трьох честин - иружного стиснення смуги протягом Хоп,

шшстичнох дефорыацй смуги протягом ¿8 1 прухного йгдновленая смуги протягом . Загальна довжина осередку деформадх1 ргвна:

Се — Лол * Ьв + Хм ( I )

Р031ГР1В СМУГИ при ХОЛОДНХЙ прокати!. Р031ГР1В смуги в осв-радку даформацхх при холодна прокатдх визначаеться кхлькхств тепла, яке видхляеться у результат! роботи формозихнвння х робота сия тертя на контакт! смуга^валок. При вирхиеши задач! по визначанни розхгрхва сиуги по довкин1 осередка деформаци при сталому (ста-цхонарному) процес1 холодно! прокатки розглядали систему валок-сму-га на Д1лянц1, обмеженхй площинами входа I вихода 13 осередку да-Формацг! х прийняли слхдуючх припущення. Яалки ! смуга е твердими. однорхдними тхлаыи з поспйниыи теплоф131чнини властивостями. Кое-ф1Ц1ент твплопровхдностх в1д валкхв до смуги, температура поверх^ валив по довяин1 оочки I температура смуга по ширин! постхйН1. Змхною тамператури по товщинх смуги та хзоляц1Яним впливом смазки в осарадку деформацхх зневахели. Рахувалч, що провхднхсть валив в окружному напрямку ! смуги в напрямку прокатки невелик! порхвняно з провхдн1Стю в напрямку, нормальному конгаетнхй поверхн1,а тепло-провхдн1сть в плопинх смуги незначною порхвняно з тепловиы потоком на поверх^ роздхлу смуги з валкой. Сиугу розглядали як упруго-пластичне тхло, а валки як упругг т1ла,1в0ратичну епюру нормальних контактних напруг замшили еквхвалентною, апроксимовзнос безперерв-ноо кусочно-лхнхйною функцхею.

Для визначення приросту тамператури смуги вхд роботи формо-знхнвння (2^/7* ) I роооти сил тертя гргтх ) використали В1ДОм1

вйрази: * 2*«* (*>- ¿ку .

(о

кх = к.-(%)']; (о

з а Р /Г 9ъ-Гж6Я; с

сЛп>*Ьп,иг1- вхдповхдно коефШенти твплопровхдностх, вильнуть, питоыа теплоемкхсть I коофШент твмпвратуропровхдно-стх матар18лу смуги; йк , Цз - абсолютний рбжим смуги I окрухна швидисть валка; ^их, ¿т - коефхйент виходу тепле х териоф1-зичния критархйу(3тх, - вхдповино поточн! значения опо-

ру дефорыац1х чатерхалу смуги, пхдрахованного э урахуванняи тамператури, швидкостх I ступени деформаци, контактно! дотичао! напру-

ги i швидкостх сковзання.

Пхсля рхшання ргвняыня (2) чисельним методой одержали: J. _ ¿3 tauxtíri/tux f(ZT;.r/a h¡>. +Q2fon«fb-h%) «

ЯСпО+бт) l^ZÍ"Cn7¿7 +6 ÍO° 1*°

дв С5т.лас, m , # - В1ДП0В1ДН0 значения опору деформацы кате-рхалу смуги в ненагартованноиу виглядх при температур! 2ü°C i швид-koctí деформацн Up - 10"^ с i емп1ричн1 коефШенти,

характеризу*>ч1 1нтенсивнхсть нагартовування ыатер1алу с«уги;Лгх Ких » ¿snp - вхдповхдгЯ) коефхцхенти, враховуочх впдив температура i ивидкост1 деформацй на поточне значения опору деформацй i попередня сумврна вхдносна дефориацхя сыуги.

•Ьля piiaeHHH рхвняння (3) прийняли TxmfPx (де У, рх ~ в1Дгюв1Дно коафШент тертя i поточне значения нормально! контакт-HOi напруги), а епюру нормальных контвггних напруг описали оезпе-рервною кусочно-лШйною функцхею. Зневакаючи теплой, яке ввдх-лилося на дхлянках упругого контакту смуги з валком, в эв'язку з його малоо Гдынею i, використовуачи формулу Сиыпсона, одержали:

для зони пластичного втдставання

-A)f -'M/^/w -

для зони пластичного випередження

i омf ¡Л бт л\а7гГ(х _h\\n

trP"* ~ла(/+ so \~W\Tt ViPma*

\kJkd-tr АЧ+Щ^Ар^-Р,) <

<

' ífl¡r) - ílj

( 8 )

де ki , kj- , £ - В1дп0вхдн0 говщина смуги на виходх хз осе-редку дефоркацп, в нейтральному перетинх, та коефШент, харвк-теризуючий положения нейтрального паретина; pa,pf , Ртах. — вхдповино нормальнх контакту напруги не хордонах упруго-пластинного контакту у зонах вхдставання i випередкення та ix максималь-не значения в осередц1 дефорнацхх.

За pi вняннями (6)...(8) можна П1Драхувати прирости темпера-тури смуги без урахування збиткхв у валки.

Визначення температура смуги в осередку дефорыапп. Для влз-начення текператури смуги в осередку дефориацп скорвстувалися формулою Я.Д.Басильова-В.Г.Иувякова. Лхсля пхдставки у формулу цих авторхв nopiвнянь (б)...(8), одержали:

in*-tb+birnx+bi§«*+b~trpnx , ( 9 )

■Дв

й hnx = (ion -ia)6*x ; (10 )

= igtrx 3<x ; СИ )

Airpnx* trpnyc Sfx; (12)

I f>n Сп(ка +h.x) 1

ion « tв » £frx - В1ДП0В1ДН0 температура смуги на входх в осере-док деформацН, середньоиасова температура валка та поточне значения часу контакту смуги з валком; Лв ,ßa , С& - вхдповхдно коеф1Ц1ент теплопров1Дност1, цхльн1сть i питома теплое: xicib ма-тер1ала валка.

Розрахунки, виконан1 за формулою (9), показали, що головними факторами, вшшваючими на характер розпод1лу температура по довки-Hi осередку деформецй е швидкхсть прокатки, иочаткова товщина i температура смуги, середньомасова температура валка, частковий оожим, oníp деформац1х матерхала полоси га коефШент тертя. В залежном! В1Д спхввхдношення вказаних парэметрхв температура смуги по довжинх осередку дефоркацы моке збхльпуватися, зменьшуватися чи залишатися практично незыхнною.

П1сля подстановки в рхвняння (9)...(13) заметь поточних значения, вхдповхдаюче перетину вихода is осередку леформаци,одержали формулу для розрахунку температура смуги на виходх з осередку дефоруацП:

tm - ta+üírn+ñig* * á irpn, ( 14 )

й im ion — ¿б) Sf ; ( 15 )

де

-<М7} • ' (16)

- - № # Р™ ^ -

Для визначення енергосилових х мнематичних параметр!в холодно! прокатки крхи температури смуги на вход! та виход! з осередку дафорыаЦ1х наойх1Дно знати IX еврвдне значения в осаредку деформа-Ц1! {¿ер.п), яке може бути отримане шляхом 1нтегрування виразу

(9): 1 / Л

1ср.п=-£-с У Т-пх ССх ( 18 )

Рхшення !нтегралу (18) чисельним методом ! посл1дувчиа ана-

Л13 одержаних даних дозволхв апроксимувати IX хз точн1стю Ь.. слхдуючою вмпхричною формулою:

¿ср. П — (Ьоп

+ • ( 1Э )

Формула (19) дозволяе уточнити розрахунок середньох темиера-тури смуги в осередку деформаци. Застосування формули (В) сприяе такок пхдввдешш точностх розрахунку енергосилових та кхнематичних параметр!в процесу холодно! прокатки.

На основ! запропонованих у робот! залежностей для розрахунку були розроблен! методика та алгоритм розрахунку температури смуги в осередку деформаци при холодна прокату. Алгоритм перед-Оачае використання !терац!йного циклу, так як для визначення опору деформаци матер!алу смуги в осередку деформац!! неооххдно знати температуру сыуги. лосл!дхення показали, що неоохина точн!сть розрахунку температури смуги досягееться п!сля З...Ч !терац!аних цикл!в. Це практично не впливае на швидкхсть лИ програми, ! ос-тання мохе бути використана для розрооки матемвтичного забезпечен-ня в системах управлхння станами холодно! прокатки.

п

ЕКСПЕР!МЕНТАЛЬНЕ ТА ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛШЯШЯ ШЛИВУ IIAFAÍ.'ETPlB ХОЛОДНО! ПРОКАТКИ НА ТЕМПЕРАТУРУ СЮТй .

Анализ експерикентальних даних темпацатури смуги Досл1дкення проводили на двовалкових тихоххдному те несметному лаборатории* станах 200 Дн1пропетровського uaianypriiíHOro íh-ституту э швидйстю обартання валкхв С Vfc ) вмповхдно 0,3 та 1,5...12,3 м/с. Ирокатували зразки товщиною 0,5 i 2,U мм je нвна-гартованох сталх обкп з примхненняи (пальмове масло) та баз при-мхнання тахнологхчнох смазки.

Анал1з виконвнних дослихень показав, що для ¿JT» 0,3 м/с за-naxHocTi itn~ маить убуввючий хврактер в области малих чаи-

кових оожим1В. Да поясняеться низькйми значениями кхлькост! тепла, яка видхлилося внаслхдок робот¡1 форыозмхнення та роботи сил тертя в nopiBHHHHi з утратами тепла в валки. 1з зб1льшвняям £ твпро six роботи формози1нання i роботи сил тертя перевазсае над тепло-вими втратами в валки, по визивае зростання залехностх Для ¿f = 1,5...12,3 м/с вказанх залекност! кають тхльки.збхль-вувчий характер, що поясняеться зменьшенням втрат тепла у валки за рвхунок скорочення часу контакта смуги з валком. ири прокату зраз-kíb i з бглывою по^атковою товщиною заф1ксован1 б1льш bhcokí значения ttn , Hi* при прокатцх cuуг з меньшою початковов товщиною при хнших piвних умовах. Ue зу1"1влвно перавакаючим впливом тепла bíj роботи формозм1нення при прокату зрвзкхв í3 бхльшою початковов товщиною. Застосування технолог!чно1 смазки Спальмова масло) призвало до зникання значань ¿тп на 10...15% при ¿наих рхвних уиовах. Це пояснветься зменьшенням кхлькостх тепла, яке ввдхляеться вхд роботи сил тертя за рахунок знихенвя коефхщента тертя.

Зб1льшення Vg вхд 0,3 до 12,3 и/с призвало до росту темпа-ретури зрвзкхв на виход1 з осередку дефоркаци. ири цьому inreHCMB-нхеть росту ttn Для зрвзкхв товщиною 0,5 мм в 1,3 рази пере01Ль-шила 1нтенсивнхсть росту irn для зразив з початковою товщиною 2,0 мм. Отха, хз зианьшенняы початковох товщины полоси вплив швид-KOcTi прокатки на iin збхльшуеться.

Анал13 точное!! матод!к роззахунку тенператури смуги Зр1вняння одерканих експериментальних даних з розрахунками по формулам 0.11.Грудева4).Б.Сигалова, й.Рооертса, Я.Д.Васильова-В.Г.Щу-вякова i и.к.Белосавича показало, що розходхання mík ними досягають вхдповино ПО...135, 100...130, 50...70 j 40...55í¿. Розходхення розрахункових значень температури смуги по формулам ¿.К.Белосевича i й.Д.Ласильова-в.Г.Шувяковапоясняться тим, що авторами на врахо- ■

вусться HepiBHOUipHicTb розподхлу контактних напрут по довкшй Осерадку двформацы, а по формулам О.П.Грудева-&.Ъ'.Сиг8лова га d.Fooe.Tce, KptM того, не вуаховоно впливу часу контакту. Формула вказаних aBTOpiB не мокуть бути рекомендован! для розрахунку температури тонких смуг, особливо при прокатц1 на bhcokiü uibiäkocti. Иор1внякня експериментальних i розрахункових значень температури зрозкхв, одерканих хз застосуванняы фориули (W), показало, що розходаиння mik ними не перевищуе IO...I5£. Це дас мохлив1Сть ре-комендувати ii для практичного застосування при прогнозуванн1 температури смуги на дхичих i проектуемих станах холодно! прокатки.

Ь'оделавання впливу liapaMerpjB холоднох прокатки на температуру смуги. •

хз застосуванням роэрооленох в родотх ыетодхки розрахунку температури *>муги виконано моделювання впливу параыетрхв холоднох прокатки на tm . На основх виконаних дослхджень встановлено, що з пхдвиуенвям швидкостх прокатки та эменьшснням початковох товщи-'ни смуги вирхаальний вплив на температуру смуги на виходх з осе-редку деформацн чинить p03irpiB bli роботи сил тертя. При цьому iloro доля в сумарному posirpiBi смуги б уде тин бгльше, чим вице Р1вень контактних напруг. доказано, що при холодай прокатах смуг товщиною . мм i3 швидкхстю, як а перевшцуе 10...15 м/с доля pöairpiBy В1Д роботи сил тертя збхльшуеться до б0...80£ та 01яьше. Iii дан1 повишц Оути врахован1 при Buöopi оптимального диаметру роаочих валив, а також при розробвд та вдосконалюваннс температурних рвкимхв холоднох прокатки на станах високо1 швидко-

cti.

РОЗРОБКА ТА Д0СЛЦЫ2НШ» ТШйРАТУРНО-ШВДЩСТНЛХ PEwffilB

ПРОКАТгШ ¿.EPCII КА ШЕСТЛКЛХТИННОМУ СТаЩ 1400 КАРКК *

Алгоритм розрахунку рекимхв oü^arifl на оезпервревких станах холодно! прокатки.

Зааропонована в poooTi методхка розрахунку температури смуги була використана при дослхдхеннх те розробцх рахцональних темпе-ратурно-ивидкхстних pesHMii прокатки tohkoi *epcTi на шестиклх-тинному craHi 1400. 3 Д1ею ц1ллю -вона булв включена як составна частина в алгоритм розрахунку рекиихв обхимхв, розроолений на кафедр! обробки мвталхв тиском Дихпрепетровського металурпйного хн-ституту. Поряд з уточнениям розрахунку температури смуги алгоритм був доповнений такок методхками розрахунку температури поверхнх валка та витрэт охолоджувача, якх були отриманх за результатами дослхдхень д.К.Белосевича. Ьипробування алгоритму пхдтвердило йог о

працездатнхсть то показало, цо вгн заоазпечуе одерхання на/айних даних про твнпвратурн1, енергосиловх та К1немьтлчн1 пераметри процесу ХОЛОДНО1 прокатки на Оезпарарвних та безкЪшчних станах холодно^ прокатки.

Аналтз хснуючих реязмхв прокатки аерст;

Осо0лив1стю регинхв оохимхв на станх 1ЧОО е те, що прокатка проводиться на великгй швидкост1 та характеризуемся великими значениями параметра , досягаючими 1000...1500. Сумарнх обними при прокатцх херстх досягають 0,85...0,93, а частковх обжими в 0стэнн1х клхтинах - 0,35...0,^0. Прокатка в цих умовах характеризуемся високим рхвнем контактних налруг, температур смуги I поверхнх валка. Пврелхченх особлхвостх та недостатня потужнхсть састеми хочодаення створлють тяжкх деформациях х тампературно-швщшстн! умови прокатки, якх цриэводять до теплових переванта-кень ("лимонна корка", "тепловх дряпини") та перегрузкам по потух-ност1 двигунхв стана. Особливо гостро це було, коли на станх опе-новували прокатку тонкох керстх (и,18...и,22 мм) на проектнхй швид-костх (33 м/с). Для зниження можливост1 розриву полоси в останньо-му мххклхтинному пром1Жку прокатка тонкох херстх проходить з великими частковини обжимами у шосТ1й клхтинх ( <? = 0,40...0,50). Ця особливхсть разом 13 високоа швидкхстю прокатки призводить до великого розггрхву смуги та валкхв, високим тармхчним недругам в поверхньому шару валка та стае однхдю з головних причин з'явлення дефекта "лимонна корка". Цьоку сприяе такох духе мал1 »..ожливостх 1снуюч01 на станх системи охолоджування. За цими причинами фактичн1 швидкостх при прокатцх тонкох керстх не перевищували 25...28 м/с.

РОЗРОШ РАЩ ОНАЛЬН! X ТЕШРАТУРНОЛЩДЮСТНИХ ПРОКАТШ! ¿ЕРСП

Реэультати розрахунив теыператури смуги на виход1 13 остан-ньо1 кл1тини стана 1400 та сл1дуюча экспериментальна перевхрка показали, цо при температурх смуги 230...2<Ю°С дефект "лимонна корка" не з'являеться. Ця температура оула привнята в якостх гранич-н01 при росробЦ1 рекимхв прокатки тонко1 жерстх.

Дослдаення, вик0Н6Н1 з використанням алгоритма розрахунку режимхв обжим1В, дозволили встановити, що найбхльш 1стотний вплив на температурнх умови прокатки жерст1 на стай 1400 чинять слх-дуюч1 технологхчнх параметра: розподхл часткових обжимхв по хлх-тинам; швидкхсть прокатки; шероховат1сть рооочих валквв п'ятох та шостох клхтин; товщина та 'опёр деформацп гврячекатаного пгдкату.

Головними технолоПчними параметрами, дозволявчими ефективно

впливати на твмпературн1 уиовв роботи стана у реальному процесх прокатки е розподгл часткових обхимхв по Этикам.та шероховат1Сть рооочих валк1в оствннхх двох клхтий. Результати моделювання показали,, цо найбхльш ефективне ониженвя температурних навантожень у EiOCTitl кл1ТИН1 досягаеться при зменьшенн1 часткових обхш^в в ос-таннхх двох.клгтинах. Теоретичними та експериментальними дослхд-хеннями на cT8Hi 1ЧОО встановлено, що оптимальним, з точки зору запобхгання поривхв смуги i забезпачення ыШмальних температур-них навантежвяь в останнхй клхтинг, е застосування часткових об-xaniB у п'ятхй та шоспй клхтинах вхдповхдно в Д1впазонах 0,30.., 0,33 i 0,35...0,39, а початково1 иероховаюсТ1 не 01льш В1ДП0В1Д-но Rz = 7,0 икм i =-2,0 икм.

Вхдмхченх особливостх ракомендованих обкимхв зэбезпечують стабхльну iipou-атку xepcii товщиноп 0,18...0,22 ым на проектнхй авидкостх без з'явлення дефектов теплового походхення, а такок <Нлыд рхвноьйрну загрузку мехенхчного та електричного обладнання.

3 А К IНЧЕННЯ

1. Запропоновано теоретичне р1шення для визначення темпара-тури смугл по довхинх осередку деформащх при холодна прокатцх, яке враховуц HepiBHOMipHicib розподхлу тепла ви роботи формозм1-нення та bia роботи сил тертя, а такох час контакту смуги з валком. На основх цього рхшення розроблена ыетодхка розрахунку температура смуги в осередку деформац^.

2. На основх теоретичного р1шення для визнвчення температури смуги в осередку дефорыоци одержана нова, бхльш точна формула для розрвхунку cepejHbOi температури петелу в осередку деформвцИ. Запропонована формула дозволяв уточнити вплив температури на енер-госиловх та инаматичнх параматри процасу холоднох прокатки.

3. Одержан! ексиерикентвлыи дан1 про температуру смуги на виход1 з осередку деформацп в залеяност1 в1д початковох товцшш i температури смуги, а тахох часткового обхиму при прокатгц i3 швидк1Сти 0,3...12,3 м/с. flopiвняння одерканих експериментальних даних з розрахунковами по вхдомим формулам показало, що розходхен-ня Mix ними досягае 40...135*6, а по запропонованхй у po6ori формул! - на перевищують Ю...15£.

4. 1з застосуванням запропоновегшх в po6oii залежностей для розрахунку ttn виконано моделювання впливу парэметрхв холоднох прокатки на температуру смуги на виход1 i3 осередку деформаци. Остановлено, що з пгдвищенням швидкосп прокатки i зиеньшанням початково! товщини смуги вир!шальний валив на ¿ю чинить poeirpiE

вхд роботи сил тертя, доля якого в сумарному Р031ГР1В1 смуги до-сягае 60...80£ та бхльше.

5. За доломогою уточненого алгоритма розрахунку режимхв об-хиыхв проведено моделювання впливу технологхчних факторхв на теы-пературнх умови прокатки керст1 на шестиклхтинному стан1 1400 Кар"К. Встановлено, що найбхльший вплив не теыпературнх умови роботи останньох кл1тини оказують швидисть прокатки, товщина I опхр деформаци початкового подкату, розпод1л чвсткових обкимхв' по клхтинаы стану, та шероховат^ть робочих валкхв п'ятох та Ш0СТ01 клхтин.

6. За результатами внконаного моделювання розробленх рацхо-нвльнх режиш прокатки херстх товщинов 0,18...0,22 мм, нерадба-часч1 знихення часткових обжимхв в останнхх двох щетинах I засто-сування робочих валкхв У х У1 кл1тин 13 початковою шероховат1ств В1дповхдно » 7,0: /?х ш 2,0 икм. Застосування цих рехиихв забозпечуе прокатку тонко! жерст1 нь проекпий швидкостх без поя-ви дефектхв теплового походхення.

Економ!чний ефект В1Д упровадхення результате робота -287614 крб., у тому числх доля ввтора 120 тис.крб. (у цхнах 1989 р.).

Основний змхст дисертацхг опубл1ковано у следующих роботах:

1. Дослхдхення температури робочих валкхв херстепрокатних стаихв КарКК // й.Д.Васильов, 0.1 .йкубовський, С.Л.Цот&повський та хн. - Проблемы повышения технического уровня производства черных металлов и сплавов: Тезиса докладов Всесоюзн.наук.- техн. конфер. ыолодих м8талург1в-досл1дкувачвй. - Донецьх, ¡987, с.63.

2. Васильов Й.Д., Ыувяков В.Г., Якубовський 0.1. Теоретична дослхдхення температури смуги в осередку деформьц« при холоднхй прокатах // Теоретические проблемы прокатного производства: Тези-си докладхв 1У Всесоюзн. наук. - техн. конфер. Щд наук. ред. О.п.Грудева. Ч.П. - Днпфопетровськ, 198ь, с. 95...96.

3. Якубовський 0.1., Пвчадхг 1.0. ^озробкв рацхональних температурних режимов прокатки жерстх на аестиклхтинноыу станх 1400 КарМК // Новые технологические процессы прокатки как средство интенсификации производства и повышения качества продукции: Тези-си докладхв Всвсоюзн. наук.-техн. конфер. 4.1. - Челябхвськ, 1989, с.94...95.

Досл1*хення причин появи "теплових дряпин" при прокатах жерст1 на стаи 1400 // ЯД.васильов, И.И.Чернов, 6.0.Бендер,

О.Б.Девентхенко, 0.i .Якубовський та iu. - Сталь, 19УО, а 6, с.55...57.

5. Розробка рацЮнальних теыпературно-швидкхстних рехшйв прокатки тонко! хврст! / ЯД.Васильов, O.i .Якубовський, il.il.4ep-вов та Ш. - Сталь, 19УО, х 9, C.79...Ö2.

6. Васильев HJL, Якуоовсышй O.I. Назначения середньо1 твипвратури смуги в осередку^дефоршцп при холоднёй прокатцх -Изв. вузов. Чернея металлургия, 19У1, £ 3, с .III.

7. Васияьов Я.Х., йкуоовський 0.1. ЕКспариментальне дослхд-жения твиаеретури сыуга при холоднгй проквтцх / УкрШТЭИ, Депонированные иаучвые работы. - 1992, Л 1866 - У&2.

ё. A.c. СРСР 1217507. ^обочий валок // Ü.J1.Васильев, В.Г.Иу-вяков, С.й.)1отаповськпй, ОJ .йкуоовський // Открытия. Изобретения. ¿¿ром. образцы и Юн. знаки, I9t36, f 10.

9. A.c. СРСР ШЫ)296. Cnociö рвгуловання теплового рехииу валкхв cTEHiB прокатка тонких смуг / Я.Д.Васильов, B.C.JIiciH, O.B.leveHTieHKO, ¿.Г.Чувяков, O.i „чкуоовсъкий те in. // Открытия. Изобретения. upov. образцы и тоь. знаки, 1991, № В.

lu. A.c. CPCF 1667SÄ» Cnocio холоднох прокатка тонких смуг / .^.¿.засильов, О.Х.^.кусовськай, ^.'•."отшювський та ih. // Открытия. ¿зооретения. ¿рок. образцы и тов. знаки, 19У1, jj <£.

П1лпясано во друку 13.05.139S.

Формат 60x84/16. Пшйр друк. >* 2. Друг офсетиий. Ф1з.друаврк. 0,75. Обл1к.-вяд.врк. 0,7. Умов.црук,арк. 0,69. Тираж 100 пр. Зъмовлети 374. Ьезкоштовно.

Дн1пропетровський металург1 йний 1исп1тут, 3206SS, Дн1 пропетровськ, Гагар1на, 4

ДЗ ДМет1. 820005, Лоцмансысе шоое, З-б.