Производство труб (стр. 10 из 12)
N=M*w.
В табл. 3.4. приведены результаты расчета силовых параметров прокатки по приведенным выше формулам.
Таблица 3.4 - Силовые параметры прокатки
| Номер клети | sS, МПа | р, кН/м2 | Р, кН | М,кНм | N, кВт |
| 1 | 116,78 | 10,27 | 16,95 | -1,91 | -16,93 |
| 2 | 154,39 | 9,07 | 25,19 | 2,39 | 23,31 |
| 3 | 162,94 | 9,1 | 21,55 | 2,95 | 30,75 |
| 4 | 169,48 | 9,69 | 22,70 | 3,53 | 38,27 |
| 5 | 167,92 | 9,77 | 20,06 | 2,99 | 33,37 |
| 6 | 169,48 | 9,84 | 19,06 | 3,35 | 39,54 |
| 7 | 171,12 | 10,47 | 18,79 | 3,51 | 43,11 |
| 8 | 173,01 | 11,15 | 18,59 | 3,68 | 47,23 |
| 9 | 175,05 | 11,89 | 18,39 | 3,86 | 51,58 |
| 10 | 176,70 | 12,64 | 18,13 | 4,02 | 56,08 |
| 11 | 178,62 | 13,47 | 17,90 | 4,18 | 61,04 |
| 12 | 180,83 | 14,36 | 17,71 | 4,35 | 66,51 |
| 13 | 182,69 | 15,29 | 17,48 | 4,51 | 72,32 |
| 14 | 184,91 | 16,31 | 17,26 | 4,67 | 78,54 |
| 15 | 186,77 | 17,36 | 16,83 | 4,77 | 84,14 |
| 16 | 189,19 | 18,53 | 16,65 | 4,94 | 91,57 |
| 17 | 191,31 | 19,75 | 16,59 | 5,14 | 100,16 |
| 18 | 193,57 | 22,04 | 18,61 | 6,46 | 133,68 |
| 19 | 194,32 | 26,13 | 15,56 | 4,27 | 91,34 |
| 20 | 161,13 | 24,09 | 11,22 | 2,55 | 55,41 |
| 21 | 134,59 | 22,69 | 8,16 | 1,18 | 33,06 |
| 22 | 175,14 | 15,45 | 7,43 | 0,87 | 25,42 |
| 23 | 180,00 | - | - | - | - |
| 24 | 180,00 | - | - | - | - |
По данным табл. 3.4 построены графики изменения силовых параметров прокатки по клетям стана (рис.3.5., 3.6., 3.7.).
Изменение среднего удельного давления
Рис. 3.5
Изменение усилия металла на валок
Рис. 3.6
Изменение момента прокатки
Рис. 3.7
3.6 Исследование влияния переходных скоростных режимов редуцирования на величину продольной разностенности концевых участков готовых труб
3.6.1 Описание алгоритма расчета
Исследование проводилось с целью получения данных о влиянии переходных скоростных режимов редуцирования на величину продольной разностенности концевых участков готовых труб.
Определение коэффициента межклетевого натяжения по известным оборотам валков, т.е. зависимости Zni=f(ni/ni-1) проводилось по методике решения так называемой обратной задачи, предложенной Г.И. Гуляевым [10], с целью получения зависимости толщины стенки от оборотов валков.
Суть методики заключается в следующем.
Установившийся процесс редуцирования труб можно описать системой уравнений, отражающих соблюдение закона постоянства секундных объемов и равновесия сил в очаге деформации:
(3.1.)В свою очередь, как известно,
Dкатi=j(Zзi, Zпi, Аi),
mi=y( Zзi, Zпi, Bi),
где Аi и Bi- величины, не зависящие от натяжения, ni-число оборотов в i-ой клети, i- коэффициент вытяжки в i-ой клети, Dкатi -катающий диаметр валка в i-ой клети, Zпi, Zзi- коэффициенты переднего и заднего пластического натяжения.
Учитывая, что Zзi= Zпi-1 систему уравнений (3.1.) можно записать в общем виде следующим образом:
(3.2.)Систему уравнений (3.2.) решаем относительно переднего и заднего коэффициентов пластического натяжения методом последовательных приближений.
Принимая Zз1=0 задаем значение Zп1 и из первого уравнения системы (3.2.) методом итерации определяем Zп2, потом из второго уравнения - Zп3 и т. д. Задаваясь величиной Zп1, можно отыскать такое решение, при котором Zпn = 0.
Зная коэффициенты переднего и заднего пластического натяжения, определяем толщину стенки после каждой клети по формуле:
(3.3.)где А – коэффициент определяемый по формуле:
; 
;zi – средний (эквивалентный) коэффициент пласти-ческого натяжения
.3.6.2 Результаты исследования
Используя результаты расчетов калибровки инструмента (п. 3.3.) и скоростной настройки стана (скоростей вращения валков) при установившемся процессе редуцирования (п. 3.4.) в программной среде MathCAD 2001 Professional осуществили решение системы (3.2.) и выражения (3.3.) с целью определения изменения толщины стенки.
Сократить длину утолщенных концов можно за счет увеличения коэффициента пластического натяжения путем изменения оборотов валков при прокатке концевых участков трубы.
В настоящее время на редукционном стане ТПА–80 создана система управления скоростным режимом непрерывной безоправочной прокатки. Эта система позволяет динамически регулировать обороты валков клетей РРС при прокатке концевых участков труб согласно заданной линейной зависимости. Такое регулирование оборотов валков при прокатке концевых участков труб называется “клин скоростей”. Обороты валков при прокатке концевых участков трубы рассчитываются по формуле:
, (3.4.)где ni-обороты валков в i-ой клети при установившемся режиме, Ki-коэффициент снижения оборотов валков в %, i-номер клети.
Зависимость коэффициента снижения оборотов валков в данной клети от номера клети является линейной
Кi=
(рис.3.8.).Зависимость коэффициента снижения оборотов валков в клети от номера клети.
Рис. 3.8
Исходными данными для использования этого режима регулирования являются:
- количество клетей, в которых изменяется скоростная настройка ограничивается длиной утолщенных концов (3…6);
- величина снижения оборотов валков в первой клети стана ограничивается возможностью электропривода (0,5…15 %).
В данной работе для исследования влияния скоростной настройки РРС на концевую продольную разностенность было принято, что изменение скоростной настройки при редуцировании переднего и заднего концов труб осуществляется в первых 6 клетях. Исследование проводилось путем изменения скорости вращения валков в первых клетях стана по отношению к установившемуся процессу прокатки (варьирование угла наклона прямой на рис. 3.8).
В результате моделирования процессов заполнения клетей РРС и выхода трубы из стана трубы получили зависимости толщины стенки переднего и заднего концов труб от величины изменения скорости вращения валков в первых клетях стана, которые представлены на рис.3.9. и рис.3.10. для труб размером 33,7х3,2 мм. Наиболее оптимальным значением “клина скоростей” с точки зрения минимизации длины концевой обрези и “попадания” толщины стенки в поле допусков стандарта DIN 1629 (допуск по толщине стенки ±12,5%) является K1=10-12%.
На рис. 3.11. и рис. 3.12. приведены зависимости длин переднего и заднего утолщенных концов готовых труб при использовании “клина скоростей” (K1=10%), полученные в результате моделирования переходных процессов. Из приведенных зависимостей можно сделать следующее заключение: использование “клина скоростей” дает заметный эффект только при прокатке труб диаметром меньше 60 мм с толщиной стенки меньше 5мм, а при большем диаметре и толщине стенки трубы необходимое для достижения требований стандарта утонение стенки не происходит.
На рис. 3.13., 3.14., 3.15., приведены зависимости длин переднего утолщенного конца от наружного диаметра готовых труб для значений толщин стенок равных 3,5, 4,0, 5,0 мм, при различных значениях “клина скоростей” (приняли коэффициент снижения оборотов валков K1 равной 5%, 10%, 15%).
Зависимость толщины стенки переднего конца трубы от величины
“клина скоростей” для типоразмера 33,7х3,2 мм
Рис. 3.9
Зависимость толщины стенки заднего конца трубы от величины “клина скоростей” для типоразмера 33,7х3,2 мм
Рис. 3.10
Зависимость длины переднего утолщенного конца трубы от D и S(при K1=10%)
Рис. 3.11
Зависимость длины заднего утолщенного конца трубы от D и S(при K1=10%)
Рис. 3.12
Зависимость длины переднего утолщенного конца трубы от диаметра готовой трубы (S=3,5 мм) при различных значениях “клина скоростей”.
Рис. 3.13
Зависимость длины переднего утолщенного конца трубы от диаметра готовой трубы (S=4,0 мм) при различных значениях “клина скоростей”
Рис. 3.14
Зависимость длины переднего утолщенного конца трубы от диаметра готовой трубы (S=5,0 мм) при различных значениях “клина скоростей”.
