В ПОМОЩЬ

СТУДЕНТАМ, АСПИРАНТАМ И СОИСКАТЕЛЯМ
по специальности "Обработка Металлов Давлением"

где t - полное контактное касательное напряжение, принимаемое постоянным по величине,
w - компоненты перемещения.

В первом приближении возможно следующее решение:

g - нейтральный угол,
a - угол захвата,
h_H - высота полосы в нейтральном сечении,
r - радиус валка,
s - опережение.

Работа сил контактного трения зависит от величины опережения и положения нейтральной точки на контактной поверхности. Уравнение построено на предположении скольжения по всей длине дуги захвата.

Работа активных сил
К активным силам при прокатке относят силы контактного давления, переднего натяжения и подпора. При прокатке без натяжения (подпора), то работа сил контактного давления (р_ср = const) можно выразить уравнением:

согласно этому уравнению, расход энергии пропорционален смещенному объему, выраженному произведением общего объема (V) прокатываемой полосы на натуральный логарифм деформации. Уравнение можно модифицировать, учитывая часть энергии, которая теряется в передающих механизмах и подшипниках валков:

h - коэффициент полезного действия стана (0,75 - 0,85), зависит от конструкции стана.

Работу прокатки можно определить по моменту и скорости вращения валков стана и времени прокатки.

А_пр = Nt = M_прwt , 

где t - продолжительность прокатки,
w - угловая скорость вращения валков w = pn / 30, n - число оборотов валков в минуту.
M_пр - момент вращающий валки:

где y - коэффициент, показывающий какую часть от длины очага деформации, составляет плечо (таблично-экспериментальная величина),
Р - полное давление металла на валки,
R - радиус валков.

Коэффициент полезного действия можно определить по формуле:

Момент натяжения:

где Q₀ и Q₁ - усилие натяжения заднего и переднего концов.

Момент холостого хода:

где G_n - масса данной вращающей детали,
f_n - коэффициент трения в подшипниках,
d_n - диаметр трения в подшипниках,
i_n - передаточное число привода данной детали.

Общий момент дополнительных сил трения:

где h₁ - к.п.д. шпинделей и муфт,
h₂ - к.п.д. шестеренной клети,
h₃ - к.п.д. редуктора.

Момент сил трения в подшипниках валков:

М_тр = Pdf_п ,

где d - диаметр шейки валков,
f_п - коэффициент трения в подшипниках валков.

Вопрос 3. Холодная прокатка - сортамент, оборудование, технология, перспективы развития.

Сортамент:
Основную массу (примерно 80%) холоднокатаных листов составляет низкоуглеродистая конструкционная сталь (автолист) толщиной 0,5 - 2,5 мм, шириной до 2300 мм.

Жесть прокатывают в виде полос толщиной 0,07 - 0,5 мм, шириной до 1300 мм. В большинстве случаев жесть выпускают с защитным покрытием (оловянным), применяется для изготовления пищевой тары.

Наименьшую толщину имеет фольга (0,005 - 0,1 мм), шириной до 1000-1500 мм.

К числу распространенных видов холоднокатаной продукции также относят:

• декапир - травленная отожженная сталь для изделий с покрытием, эмалей,
• кровельный лист (оцинкованный),
• низколегированные конструкционные стали,
• коррозионностойкую (нержавеющую) сталь,
• электротехническую (динамную и трансформаторную).

По технологическому назначению станы можно подразделить на прокатные, дрессировочные и прокатно-дрессировочные.

Наиболее производительными являются непрерывные станы, состоящие из 2-6 последовательно расположенных клетей. Для производства автолиста применяют 4-5 клетевые непрерывные станы, рассчитанные на полосы толщиной 0,3 - 3,0 мм, шириной 600-2350 мм. Прокатные клети - кварто. Максимальная скорость 25-30 м/с.

Для производства жести применяют специализированные 5-6 клетевые непрерывные станы с длиной бочки валков до 1450 мм. Получают полосы толщиной 0,1-1,0 мм и шириной до 1300 мм. Максимальная скорость 40 м/с.

Развитие непрерывных станов привело к созданию станов бесконечной прокатки. Передний конец каждого рулона сваривается встык с задним концом предыдущего рулона без прекращения процесса прокатки за счет установленного накопителя полосы. Производительность на 50-70% выше, чем непрерывных станов.

Отдельное место занимают одноклетевые реверсивные станы, которые сравнительно просты в настройке и позволяют вести прокатку в любое число проходов. Часто применяются станы с клетями кварто (углеродистые и легированные стали с толщиной более 0,5 мм) и 20-валковые (тонкие и тончайшие 0,002 и 0,1 мм полосы и ленты из легированных сталей и сплавов).

На сегодняшний день существуют станы полистной прокатки. Они могут быть реверсивными и нереверсивными. Максимальная скорость прокатки 2 м/с.

Дрессировочные станы имеют особое технологическое значение. На них проводят прокатку полос или листов после отжига с очень небольшой степенью обжатия (0,8-1,5%). Устанавливается одна или две клети кварто. Иногда дуо.

Прокатно-дрессировочные станы устанавливаются в жестепрокатных цехах для производства особо тонкой жести. Состоят из 2-3-х клетей кварто. Подкат - отожженные полосы толщиной 0,16 - 0,30 мм. Получают жесть толщиной 0,8 - 0,15 мм. Могут использоваться как дрессировочные.

Технологическая схема производства холоднокатаных листов из углеродистой стали (автолист):
Исходный материал - горячекатаные полосы толщиной 1,8 - 6,0 мм.

Первая операция - подготовка подката к прокатке - травления в серной или соляной кислоте для удаления слоя окалины с поверхности металла. На этом этапе возможно промасливание, резка и отгрузка горячекатаного травленого листа.

Вторая операция - прокатка на непрерывном или бесконечном 4-5 клетевом стане до конечной толщины проката. В результате этой операции металл сильно упрочняется (наклепывается) и теряет способность к дальнейшей обработке (штамповке).

Третья операция - рекристаллизационный отжиг в колпаковых печах с азотной или водородной атмосферой. После проведения отжига металл становится пластичным, но при дальнейшей штамповке возможно появление линий скольжения (сдвига по плоскостям скольжения). Для предотвращения указанного явления производится четвертая операция - дрессировка (прокатка с небольшими обжатиями до 1,5%) полосы, в результате которой происходит упрочнение поверхностного слоя.

И заключительной операцией является промасливание проката, порезка на листы или на полосы, упаковка и отгрузка потребителям.

Технологическая схема производства жести:
В целом схема производства подобна схеме производства автолиста.

Первая схема производства черной полированной жести:

1. Удаление окалины
2. Прокатка на стане до конечной толщины (обжатие до 90-95%)
3. Обезжиривание - агрегаты электролитической очистки
4. Колпаковые печи
5. Дрессировка (1,0 - 2,5%)
6. Отгрузка

Вторая схема производства жести горячего лужения:

1. Удаление окалины
2. Прокатка на стане до конечной толщины (обжатие до 90-95%)
3. Агрегат непрерывного отжига
4. Дрессировка (1,0 - 2,5%)
5. Поперечная резка
6. Горячее лужение (расплав олова)
7. Отгрузка

Третья схема производства жести электролитического лужения:

1. Удаление окалины
2. Прокатка на стане до конечной толщины (обжатие до 90-95%)
3. Агрегат непрерывного отжига
4. Дрессировка (1,0 - 2,5%)
5. Электролитическое лужение (бруски олова - анод, полоса - катод)
6. Отгрузка

Технологическая схема производства электротехнических сталей:

1. Удаление окалины
2. Первая прокатка
3. Обезуглероживающий отжиг
4. Рекристаллизационный отжиг
5. Вторая прокатка
6. Обезуглероживающий отжиг
7. Нанесение защитных покрытий
8. Высокотемпературный отжиг
9. Нанесение электроизоляционного покрытия
10. Отгрузка

Направления и перспективы развития технологии и оборудования

1. Ведутся работы по замене травления другими способами удаления окалины и совершенствованию этого процесса (дробеструйные аппараты, изгиборастяжные правильные машины)
2. Широкое распространение получают станы бесконечной прокатки, предназначенные для массового производства.
3. Будут продолжены работы по совершенствованию профилировок валков, способов мобильного воздействия на профиль, осевой сдвижки рабочих валков.
4. Тенденция к уменьшению толщины прокатываемых листов вызывает необходимость применения более эффективных технологических смазок, систем их подачи и удаления.
5. В термических отделениях будут широко применяться агрегаты непрерывного отжига.
6. Основные объекты холодной прокатки, будучи агрегатами непрерывного действия и имея соизмеримую производительность будут объединяться в единые, совмещенные линии (НТА - стан х/пр).
7. Будет расширен выпуск продукции с защитными и декоративными покрытиями.
8. Повсеместное применение АСУ ТП (САРТ, САРН, САРПФ, САПОЖ).

Наверх