Развитие методики синтеза режима обжатий при прокатке крупногабаритных листов на толстолистовых станах

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

М.И. Румянцев
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
РАЗВИТИЕ МЕТОДИКИ СИНТЕЗА РЕЖИМА ОБЖАТИЙ ПРИ ПРОКАТКЕ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЛИСТОВ НА ТОЛСТОЛИСТОВЫХ СТАНАХ
Показаны преимущества синтеза режимов деформации при листовой прокатке с применением коэффициента обжатия. Получены зависимости, которые позволяют формализовать процедуры выбора толщины промежуточного раската, число проходов на черновой и чистовой стадиях, а также распределение частных обжатий по проходам при прокатке крупногабаритных листов на толстолистовых станах.
Ключевые слова: крупногабаритные листы, толстолистовой стан, черновая прокатка, чистовая прокатка, коэффициент обжатия, деформационный режим.
Как известно, прокатка крупногабаритных листов на толстолистовых станах (ТЛС), независимо от числа клетей подразделяется на черновую и чистовую стадии, на каждой из которых осуществляется Nк и Nр проходов соответственно. При известных толщинах сляба Нсл и конечного раската Нк для синтеза режима обжатий необходимо выбрать толщину промежуточного раската (после черновой стадии), определить число черновых и чистовых проходов, а также распределить по проходам частные обжатия.
Опыт разработки режимов горячей прокатки листовой стали разнообразного назначения на станах различных типов [1−3] показал преимущества синтеза режимов деформации при листовой прокатке с применением коэффициента обжатия, который использовал в своих работах Н. В. Литовченко [4]. Коэффици-
ент обжатия р представляет собой отношение толщин до (Н0) и после (Ц) деформации (р = Ь0/). В отличие от коэффициента высотной деформации (г = V Ц)), который применяется при анализе сортовой прокатки, коэффициент обжатия больше единицы и с увеличением степени деформации возрастает. Традиционные для листовой прокатки характеристики деформации (относительное? и абсолютное АН обжатия) связаны с коэффициентом обжатия следующими соотношениями:? = 1 — 1/р и АН = Н) (1 — 1/р). Важным преимуществом коэффициента р является возможность его применения для выбора числа проходов при реверсивной прокатке. Для черновой стадии NR = ПРях/, для чистовой Nр = 1прр%1 1пр р. Коэффициенты суммарного обжатия для соответствующих стадий: рК1 = Нсл1 Нр и
рЕ2 = Нр/Нк.
При производстве крупногабаритных листов с применением контролируемой прокатки толщина промежуточного раската совпадает с толщиной после прокатки в области рекристаллизующегося аустенита и в соответствии с известными рекомендациями должна быть в 2,5−4,0 раза больше толщины готового листа, т. е. ррх = 2,5… 4,0 [5]. Для выбора первого приближения толщины раската при обычной и нормализующей прокатке с учетом накопленного опыта разработки технологических режимов и результатов работы [6] множественным регрессионным анализом нами получена зависимость:
-1 1 о /го17 -0,657 /7 -1,188 /а
рГ1= 13,691НК' рь', (1)
(Я2 = 0,924- рр = 200,6053- Р95 = 3,2674),
где = Ьк/Ьр — коэффициент использования бочки рабочего валка
длиной Ьр.
Аппроксимация (1) является статистически надежным отображением исследуемой взаимосвязи с доверительной вероятностью 95% (рассчитанное чис-
ло Фишера р больше табличного р5). При этом доля дисперсии отклика
ррх, объясняемая совместным влиянием факторов Нк и Рь, составляет 92,4%
2
(Я = 0,924). Выводы подтверждаются так же диаграммой соответствия прогнозируемых и фактических значений (рис. 1, б).
а б
Рис. 1. Зависимость коэффициента суммарного обжатия на чистовой стадии прокатки крупногабаритных листов от толщины готового листа (а) и диаграмма соответствия прогнозируемых (р рх) и фактических значений (б)
Для расчета среднего коэффициента обжатия ранее [2] применяли зависимость
р = 4,450Н «, 0'- 061р- ¦ 049а-0 ¦ 256,
где у — стадия прокатки (черновая или чистовая) — Нд — толщина раската после
стадии у- ст0 — предел текучести прокатываемого металла при стандартных
условиях пластометрического испытания.
Однако накопленный опыт разработки технологических режимов показал, что величина р зависит также от коэффициента суммарного обжатия. Множественным регрессионным анализом получили следующие зависимости:
— с??--'-0,232 п-0,053 0,05. /оч
р = 2,9660, рь' рх — (2)
(Я1 = 0,647- ^ = 69,6487-95 = 2,6821) —
= 1, Ъ841а-о0'05111^-966-,
(3)
(Я2 = 0,986- Ер = 2676,2857-95 = 2,6821).
Обе аппроксимации статистически надежные с доверительной вероятностью 95%. Но если в зависимости (2) откликом является собственно средний коэффициент деформации р и доля объясненной дисперсии составляет 64,7%, то в зависимости (3) отклик представляет собой отношение среднего коэффициента к суммарному (р /р %) и доля объясненной дисперсии возрастает до 98,6%. Диаграммы соответствия прогнозируемых и фактических значений отклика для обеих зависимостей приведены на рис. 2.
П
1. 35
1. 30
1. 25
1. 20
1,15
1. 10
1. 05 1. 05

** *• **
•с, а гіг, Г*
Ш * %& lt-*• - * *. *
4* * * 4 4 * * *рг» У г
* * * * * * / # * • * •

1. 10 1. 15 1. 20 1. 25 1. 30
а
б
Рис 2. Диаграммы соответствия прогнозируемых и фактических значений: а — по уравнению (2) — б — по уравнению (3)
Из сравнения показателей Я2 и диаграмм соответствия следует, что предпочтительно использовать зависимость (3). Преобразуя указанную зависимость, получили
р = 1,3841^о0'0510, 0170'034-
(4)
Выполненный нами ранее [1−2] анализ закономерностей режима обжатий при прокатке крупногабаритных листов на толстолистовых станах показал, что во всех случаях относительные обжатия сначала возрастают от величины? в первом проходе до некоторого значения? Кк в последнем черновом, а затем снижаются до? Рк в последнем чистовом (рис. 3). При протяжке и разбивке ширины интенсивность нарастания обжатия меньше, чем после окончания этих операций и даже может наблюдаться постоянство обжатий в данных проходах.
¦о-----------------------------------------------о---------------------------------------о-
1−1 1 =А[г. г=А?
Проходы
Рис. 3. Типовое распределение обжатий при прокатке крупногабаритных листов
Для выбора первого приближения обжатий ранее была выполнена формализация метода Н. В. Литовченко [7]. Из предположения линейного распределения частных коэффициентов обжатия ^ по черновым проходам
получили
N
NR — 1
где Т]К1 — коэффициент обжатия в первом черновом проходе, значение кото-
Из предположения линейного распределения частных коэффициентов обжатия по Ыр чистовым проходам получили (при относительном обжатии в последнем чистовом проходе? р к = 5%)
Выполненный впоследствии анализ прокатки крупногабаритных листов [9−10] показал, что реальные распределения обжатий наиболее точно отображаются показателем рхг /Тх, где Тхг = Н/Нц — коэффициент накопленного
обжатия от начальной толщины до толщины Н1г. Для чистовой стадии г = 1,…, Ыр и Н = Нр. Для черновой стадии необходимо учитывать схему прокатки. Например, если применяются схемы с разбивкой ширины, то Н = Нсл (1 — Всл/Ьк), где всл и Ьк — ширина сляба и конечного раската. Если прокатка выполняется по схемам простая продольная и поперечная без разбивки ширины, то Н = Нсл. В первом случае г = Ыдь + 1,…, ЫК (здесь ЫАь —
число проходов при разбивке ширины), а во втором — г =
Поскольку и Ыр могут принимать различные значения в зависимости от условий прокатки, рассмотрели показатель Тхг /Тх в связи с отношением номера прохода I к числу проходов N. Предварительный анализ показал, что и на черновой (рис. 4, а), и на чистовой стадиях зависимости Тхг/ Т = Ф Щи) возрастающие, а их наилучшим отображением является
экспоненциальная аппроксимация.
Анализ 110 режимов деформации при прокатке листов толщиной 11−53 мм и шириной 1970−3890 мм из различных марок стали (а0 =78−102 МПа) при совместном рассмотрении черновой и чистовой стадий подтвердил сделан-
рого может быть выбрано, например, из условия захвата.
(6)
ные ранее выводы: зависимость Ли/Лі = & lt-р (і/Ы) возрастающая и является экспоненциальной (рис. 4, а). Уравнение линии:
Лі і/ Лі = 0,312 єхр (і, 622i/N) —
(Я2 = 0,6652- ^ = 2280,9128-95 = 3,8496).
Однако парная аппроксимация (7) объясняет лишь 66,5% изменчивости показателя ліі /Лі (Я = 0,6652- рис. 4, б). Существенно лучший результат был получен при использовании множественной аппроксимации:
Ли! Лі = (0,688- 0,0006^ -0И^Л)єхр (і, 442і/N) —
(Я2 = 0,9095- ^ = 3838,9945-95 = 2,6126).
1,1
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1

Я вй
8 ¦ е § § ш 3°
о О 8° 06 ! о ^ о
0 о0 8о Д! 0°
о о 8 8 о [ 8 ° 1 Ь° я 1
0 о& lt- № =§ Е & lt-е|
л г
оО о 0 я е_§

--_а, э
й
— о. а
? 0,7 І 0,5 I 0,5 А 3 2
X
(О о ОН
о, —
о,
а й ¦
я О 8 в ¦Лі'- 0
о Й п § 3Й о
і. 5 1 ^ с й5 & lt-г ¦§ Ц?Й & amp-
[ 9о ї 1 д-§?=! г

^ і я: =
°о§ о сйЙ ут ¦? -

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
І/М
а
Рис. 4. Зависимость относительного накопленного коэффициента деформации от отношения номера прохода к числу проходов без дифференциации по стадиям прокатки (а) и диаграммы соответствия между фактическими данными и результатами расчета: б — по формуле (7) — в — по формуле (8)
0,3 0,4 0. 6
0,8 07 0, а 0,9 1,0
Предсказанные Пь/Пг
б
1. 0
0. 9
О. в
4& gt- 0. 7
и 0,6 4)
| 0.5 I 0. 4
0. 3
0. 2


0 & gt-°Ь 0


¦О

'- 1
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9. 1,0
Предсказанные Піі/Пз
в
За счет учета в зависимости (8) влияния прочности металла (переменная & lt-т0) и величины коэффициента суммарного обжатия объясненная доля дисперсии возросла практически до 91% (Я =0,9095- рис. 4, в). Таким образом, если известны коэффициент суммарного обжатия Тц и количество проходов N, за которое это обжатие осуществлено, за, проходов (, = ,…, N) коэффициент накопленного обжатия достигнет величины
Ти = Т^(о, 688−0,00060 -0,l7lлfтz)exp (lA42i/N), (8)
а толщина после i -го прохода
Ь = Н/Тц,.
(9)
На рис. 5 приведена блок-схема алгоритма синтеза режима обжатий при чистовой прокатке на ТЛС.
Рис. 5. Алгоритм синтеза режима обжатий при чистовой прокатке
крупногабаритных листов
Исходными данными являются толщина сляба Нсл и конечного раската Ьк, предел текучести стали при стандартных условиях пластометрических испытаний & lt-т0 и коэффициент использования бочки рабочих валков Зр = Ьк/Ьр.
Сначала по формуле (1) определяют коэффициент суммарного обжатия Тц, с использованием которого вычисляют толщину промежуточного раската Нр. Далее по формуле (4) рассчитывают средний коэффициент обжатия
при чистовой прокатке Тг и определяют количество чистовых проходов Nр. Перед началом расчетов характеристик деформации по проходам определяется постоянная для заданных условий часть зависимости (8)
Ти, = (0& gt-688 — 0,00060 — 0,171^/Тги). Расчет характеристик деформа-
ции выполняют в цикле от, = 1 до, = NF, а итогом расчетов являются значения толщин полосы Ьг1, коэффициентов обжатия т, абсолютных АЦ и относительных? г- обжатий, которые затем представляются в виде таблицы обжатий.
Библиографический список
1. Прогнозирование результативности процесса прокатки на толстолистовом стане 5000 в условиях ОАО «ММК» / М. И. Румянцев, В. М. Салганик, Д. Е. Малаховский и др. // Труды 7 конгресса прокатчиков. Том 1. М.: ОАО Чер-метинформация, 2007. С. 556−560.
2. Моделирование процесса прокатки и охлаждения на толстолистовом стане для оценивания концептуальных проектных технических и технологических решений в условиях неопределенности основных параметров оборудования / М. И. Румянцев, Д. Е. Малаховский, В. С. Митасов и др. // Производство проката. 2009. № 7. С. 24−32.
3. Автоматизированное проектирование технологии горячей прокатки высокопрочной стали для автомобилестроения на широкополосных станах различных типов / М. И. Румянцев, И. Г. Шубин, А. О. Попов и др. // Черные металлы. 2012. № 7. С. 17−21.
4. Литовченко Н. В. Станы и технология листовой прокатки. М.: Металлургия, 1979. 272 с.
5. Контролируемая прокатка / В. И. Погоржельский, Д. А. Литвиненко, Ю. И. Матросов, А. В. Иваницкий. М.: Металлургия, 1979. 184 с.
6. Рациональные режимы прокатки толстых листов / Ю. В. Коновалов, К. Н. Савранский, А. П. Парамошин, В. Я. Тишков. Киев: Техника, 1988. 172 с.
7. Румянцев М. И. Методика разработки режимов листовой прокатки и ее применение // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2003. № 3. С. 16−18.
8. Обоснованный выбор режима обжатий в чистовой группе широкополосного стана горячей прокатки / В. М. Салганик, М. И. Румянцев, А. Г. Соловьев, Д. С. Цыбров // Производство проката. 2010. № 5. С. 16−20.
9. Анализ параметров и результативности прокатки в условиях ОАО «ММК» листов из стали марки D32 для судостроения / М. И. Румянцев, С. В. Денисов, П. А. Стеканов, А. А. Кузьмин // Совершенствование технологии в ОАО «ММК»: сб. науч. тр. Вып. 16. Магнитогорск: ОАО «Полиграфия», 2011. С. 111−120.
10. Анализ параметров и результативности прокатки крупногабаритных листов для судостроения в условиях ОАО «ММК» / М. И. Румянцев, С. В. Денисов, А. А. Кузьмин и др. // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: материалы 70-й научно-технической конференции. Магнитогорск: ФГБОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2011. С. 238−241.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой