Профиль для металлических конструкций (стр. 7 из 10)

Радиусы закругления между стенкой и фланцем найдем по формуле (5.45):

с =

;

мм; мм;

мм; мм;

мм; мм;

мм.

По формуле (46) найдем радиусы закругления у вершины закрытых фланцев:

с =

;

r₁ =1,12×66,3 =75 мм; r₂ = 1,12×34 = 38 мм; r₃ = 1,12×30 = 34 мм;

r₄ = 1,12×14 = 16 мм; r₅ = 1,12×12,4 = 14 мм; r₆ = 1,12×7,4 = 8,3 мм;

r₇ = 1,12×6,04 = 7 мм.

Найдем межвалковые зазоры для клетей данного стана:

По формуле (47) для обжимной клети:

S₁ = S₂ = S₃ = 0,015×1000 = 15 мм.

По формуле (48) для черновых клетей:

S₄ = S₅ = S₆ = S₇ = 0,01×800 = 8 мм.

По формуле (49) для чистовых клетей:

S₈ = 0,006×800 = 4,8 мм.

Найденные выше основные размеры, а также данные характеризующие данный профиль калибровки двутавровой балки №36 сводим в таблицу 6.2.

Таблица 6.2. Расчетная калибровка двутавровой балки №36

№	Тип	Размеры фланцев						μфл	Размеры стенки			αз
		h,мм	b,мм	a,мм	qфл,мм2	R,мм	r,мм		d,мм	B,мм	H,мм
1	ЗО	87,296,4	137,5125	66,360	7134	135	75	-	73	307	256,7	30082’
2	ЗО	88,488,4	6951	3452	4573	62	38	1,56	48,3	316,8	225	3505’
3	ЗО	80,489,6	41,444	3020	2858	44	34	1,6	30,8	328	200,8	34043’
4	ЗО	81,681,6	30,326	1418	1786	29	16	1,6	19,7	338	183	36072’
5	ЗО	73,682,8	18,820	12,47,4	1145	20	14	1,56	12,9	348	170	35093’
6	ЗО	74,874,8	1614,6	6,047,4	818	16	8,3	1,4	9,55	355,2	160	34083’
7	ЗО	66,876	14,413,56	6,044,5	682	15	7	1,2	8,3	358	151	3402’
8	ЗО	6868	13,513,5	5,315,31	620	14	6	1,1	7,6	360	143,7	340

7. Методика расчета энергосиловых параметров прокатки

Расчет энергосиловых параметров выполним по ходу прокатки. Для начала выполним расчет коэффициентов вытяжки и скоростного режима прокатки [3].

Площадь полосы в калибре определим по:

ω = В×d + 2 ((a_o + b_o) h_o/2 + (a_з + b_з) h_з/2) мм², (1)

где В-ширина калибра;

d – толщина стенки калибра;

a_o – толщина открытого фланца у вершины калибра;

b_o– толщина открытого фланца у основания калибра;

h_o – высота открытого фланца;

a_з – толщина закрытого фланца у вершины калибра;

b_з – толщина закрытого фланца у основания калибра;

h_з – высота закрытого фланца.

Для расчета скоростного режима и энергосиловых параметров прокатки фасонные полосы пересчитываем на соответственные прямоугольные по методу приведенной высоты:

Н_с = ω/В мм, (2)

где ω – площадь полосы в калибре;

В-ширина калибра.

Определим катающие диаметры валков. Расчет следует вести при максимальных диаметрах валков, чтобы определить максимальную энергосиловую загрузку оборудования стана.

D_к = D₀ – Н_с мм, (3)

где D₀ – максимальный диаметр бочки валков (см. табл. 2.1);

Н_с – приведенная высота фасонной полосы.

Коэффициент вытяжки в разрезном калибре:

λ_i = ω_i-1/ ω_i, (4)

где ω_i-1 – площадь полосы задаваемой в калибр;

ω_i – площадь полосы выходящей из калибра.

Конечную скорость прокатки определим, исходя из максимально допустимой скорости валков в чистовой клети с учетом запаса на регулирование в связи с переточкой валков в размере 8%:

м/с, (5)

где D_к – катающий диаметр валков;

n – максимальная чистота вращения валков;

k – коэффициент запаса на регулирование в связи с переточкой валков.

Частота вращения валков:

об/мин, (6)

где V – скорость вращения валков;

D_к – катающий диаметр.

Найденную частоту вращения валков нужно сравнить с допустимой (см. табл. 2.1).

Найдем скорости в остальных калибрах из условия постоянства секундных объемов металла, проходящих через калибры этих клетей:

м/с, (7)

где V – скорость вращения валков;

λ – коэффициент вытяжки.

Выполняем расчет энергосиловых параметров. Определим значения усилия, крутящие моменты и температурный режим прокатки.

Определим абсолютное изменение приведенной высоты:

ΔН_с = (Н_0с – Н_1с) мм. (8)

Определим среднее значение приведенных высот в калибре:

Н_ср = (Н_0с + Н_1с)/2 мм, (9)

где Н_0с – приведенная высота в предыдущем калибре;

Н_1с – приведенная высота в данном калибре.

Относительное обжатие:

, (10)

где ΔН₁ – абсолютное изменение приведенной высоты;

Н_0с – приведенная высота в предыдущем калибре.

Скорость деформации металла:

с^-1, (11)

где n– частота вращения валков;

ε – относительное обжатие;

D_к – катающий диаметр;

Н_с – приведенная высота в калибре.

Длина очага деформации:

мм. (12)

Рассчитаем контактную площадь прокатки:

F₁ = 0.5×(B₀ + B₁)×l_c мм², (13)

где B₀ – ширина раската перед входом в данный калибр;

B₁ – ширина раската;

l_c– длина очага деформации.

Найдем длину раската по проходам. При длине исходной заготовки 5 метров из описания технологии прокатки на данном стане.

Длины раската по проходам:

L_i = L_i-1×λ_i мм, (14)

где L_i-1 – длина предыдущего раската;

λ_i – коэффициент вытяжки.

Определим сопротивление деформации стали 70 по методу термомеханических коэффициентов В.И. Зюзина:

σ = σ_од×К_t×К_ε×К_u МПа, (15)

где σ_од – базисное значение сопротивления деформации, определяемое для данной марки стали при t = 1000 ⁰C, ε = 0,1 и u = 10 с^-1;

К_t, К_ε, К_u – термомеханические коэффициенты, учитывающие соответственно влияние температуры прокатываемого металла, степени и скорости деформации. Эти коэффициенты определяются по формулам или кривым, построенным для каждой марки стали. В нашем случае для стали 10 пс определим эти коэффициенты по рисункам 7.1 и 7.2.

Рис. 7.1. Температурный К_t и степенной К_ε коэффициенты стали 20ПС

Рис. 7.2. Скоростной К_u коэффициент стали 20ПС

Для стали 20 пс σ_од = 82,32 МПа. [12]

Определяем температуру раската перед входом во вторую клеть. Для этого рассчитаем время охлаждения раската, которое складывается из паузы на передачу раската от одной клети к другой и машинного времени прокатки.

Рассчитаем время охлаждения раската:

сек, (16)

где L_p – длина рольганга;

V_р – скорость рольганга;

L₁ – длина раската;

L_ш – длина шлепера;

V_ш – скорость шлепера;

V₁ – скорость прокатки в данной клети.

Найдем повышение температуры металла вследствие перехода механической энергии деформации в теплоту:

Δt_д = 0,183×σ×lnλ⁰C, (17)

где σ – сопротивление деформации стали;

λ– коэффициент вытяжки.

Рассчитаем периметр поперечного сечения раската после прохода:

П = 2×(Н_с + В) мм, (18)

где Н_с – приведенная высота в калибре;

B – ширина раската.

Тогда на основе использования метода А.И. Целикова изменение температуры раската за время прокатки в калибре и перемещения к следующему калибру составит:

⁰С, (19)

где t₀ – температура раската перед входом в рассматриваемый калибр;

П – периметр поперечного сечения раската после прохода;

τ – время охлаждения раската;

ω – площадь поперечного сечения раската после прохода;

Δt_д – повышение температуры металла вследствие перехода механической энергии деформации в теплоту.

Температура металла перед заходом в следующую клеть:

t_i = t_i-1 – Δt⁰С, (20)

где t_i-1 – температура прокатки в предшествующей клети;