CC BY
33------------------------------------- Листопрокатное производство
М.И. Румянцев
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет имени Г.И. Носова»
РАЗВИТИЕ МЕТОДИКИ СИНТЕЗА РЕЖИМА ОБЖАТИЙ ПРИ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКЕ НА ШИРОКОПОЛОСНЫХ СТАНАХ. СООБЩЕНИЕ 2. ВЫБОР ТОЛЩИНЫ ПРОМЕЖУТОЧНОГО РАСКАТА
Установлено, что наименьшая погрешность прогноза рациональной толщины раската, передаваемого из черновой группы широкополосного стана горячей прокатки в чистовую, достигается при использовании коэффициента суммарного обжатия, значение которого выбирается с учетом количества задействованных чистовых клетей. Разработан алгоритм выбора толщины промежуточного раската, учитывающий также регламентацию частных обжатий при технологии контролируемой прокатки.
Ключевые слова: широкополосный стан горячей прокатки, режим обжатий, рациональная толщина промежуточного раската, контролируемая прокатка, минимальное частное обжатие за проход.
Введение
Деформация металла на широкополосном стане горячей прокатки (ШСГП) производится в черновой и чистовой группах клетей. При известных толщинах сляба Нсл и прокатанной полосы Нк для синтеза режима обжатий необходимо выбрать рациональную толщину промежуточного раската (после черновой группы) h . При этом должны быть учтены различные факторы процесса (толщина готовой полосы, число клетей в чистовой группе и их обжимная способность, максимальная толщина реза летучими ножницами перед чистовой группой и др.). В работе [1] для выбора первого приближения толщины промежуточного раската h используется соотношение
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
108
Листопрокатное производство
К (Л F f”.
(1)
где N” - число используемых (активных) клетей чистовой группы; Л” ■ средний коэффициент обжатия в чистовой группе;
Ь - ширина готовой полосы, мм; L -длина бочки рабочего валка, мм;
а0 - напряжение текучести при горячей деформации в стандартных условиях, которое используется как характеристики прочности прокатываемого металла. Определяется по методике Л.В.Андреюка и Г.Г.Тюленева [2].
Использование в выражении (1) величины NF подразумевает возможность его применения для разработки режима обжатий при прокатке с различным числом чистовых проходов. Однако на практике в связи с различным числом активных клетей чистовой группы проявляются отчетливо выраженные особенности режимов деформации. Поэтому задачу выбора толщины промежуточного раската целесообразно рассмотреть для каждого конкретного NF отдельно.
Особенности суммарной деформации при различном числе
активных чистовых клетей
Чтобы повысить точность первого приближения толщины раската, рассмотрели целесообразность использования суммарного коэффициента обжатия в чистовой группе = hp/hK . В таком случае при заданной конечной толщи-
не полосы толщина раската определяется следующим образом:
(2)
pL - коэффициент использования длины бочки валков:
L
(3)
hp hK " "OxF •
(4)
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
109
------------------------------------------ Листопрокатное производство
Учитывая положительный опыт применения зависимостей (1-2) [3], для отображения связи между суммарным коэффициентом обжатия и характеристиками особенностей прокатки при различном числе чистовых клетей априорно приняли степенные аппроксимации. С применением модуля «Нелинейное оценивание» программы STATISTICA получили: для Nf =5 (2697 наблюдений)
'Hzf = 0,0038 -ст
0,4814
0
Pz
-0,9103
Pbh
0,8713
(5)
для Nf =6 (1188 наблюдений)
'Hzf = 0,0303 -ст,
—0,0498 о -0,9896
0
PZ
’ Pbh
0,9158
(6)
для Nf =7 (6483 наблюдения)
nsF = 0,0925 ■ст.Д-356 -Pz
1,0277
- Pbh
0,9632
(7)
Оценки коэффициентов регрессии и оценки качества аппроксимаций (5)-(7) приведены в табл. 1. Все аппроксимации статистически надежные с доверительной вероятностью 95% (расчетные числа Фишера существенно превышают табличные значения). За исключением коэффициента регрессии при ст0 в уравнении (6), значимость которого может быть признана с доверительной вероятностью 94%, все остальные коэффициенты статистически значимы с вероятностью 95%.
Таблица 1
Характеристики качества аппроксимаций (5)-(7)
Nf Расчетные числа Стьюдента Оценки уравнения Табличные значения
tp (b0) tp (ст0 ) tp (pz) tp ( Pbh ) R 2 fp t95 F95
5 11,072 22,385 147,164 176,485 0,936 13128,4 1,961 2,608
6 7,572 1,887* 114,644 129,767 0,956 19503,8 1,962 2,612
7 13,743 24,078 320,947 872,54 0,994 148713,4 1,960 2,606
Примечание
* Условие значимости выполняется с доверительной вероятностью 94%.
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
110
----------------------------------------- Листопрокатное производство
Погрешности прогноза толщины раската по формулам (1) и (2) в сравнении с погрешностями при использовании формул (4)-(7) иллюстрирует рис. 1. Здесь по оси абсцисс отложены значения толщины после чистовой группы, а по оси ординат - относительные ошибки прогнозируемых значений толщины раската в сравнении с наблюдавшимися на стане. Для улучшения идентификации различных групп данных на графиках также приведены эллипсы рассеяния с коэффициентом покрытия 0,99 (они очерчивают 99% данных из каждой группы).
hR, мм
а
50
-15 1--1---■----■---1---1----1--1----■---■---■----1---1----1---■---i
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
hK, мм
в
hK, мм
б
Рис. 1.Относительные ошибки прогнозируемых значений толщины раската в сравнении с наблюдавшимися на стане при прокатке с использованием семи (а), шести (б) и пяти (в) чистовых клетей:
1 и 2 - расчеты по формулам (1-2) и (4-7) соответственно; 3 и 4 - эллипсы рассеяния ошибок расчета по формулам (1 -2) и (4-7) соответственно
Во всех случаях ошибки прогноза по формулам (4)-(7) существенно
меньше, чем при использовании формул (1)-(2). При любом числе чистовых
клетей они сосредоточены преимущественно в диапазоне +10%, а интервал рас-
сеяния ограничен значениями +15%. Ошибки первого приближения толщины
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
111
----------------------------------------- Листопрокатное производство
раската по формулам (1)-(2) для случая прокатки в пяти чистовых клетях (рис. 1, в) находятся в пределах от +5 до +40%, а в остальных случаях варьируются от -30-35 до +10-+15%. Таким образом, выбор первого приближения толщины раската по уравнению (4) с определением коэффициента суммарного обжатия в зависимости от числа задействованных чистовых клетей по одной из формул (5)-(7) позволяет получить более точное первое приближение.
Алгоритм выбора первого приближения толщины промежуточного раската
С учетом изложенного, разработан следующий алгоритм выбора толщины раската (рис. 2).
Рис. 2. Алгоритм выбора толщины промежуточного раската при прокатке на ШСГП
Если технология прокатки не требует регламентации единичных обжатий, то коэффициент суммарного обжатия рассчитывается по одной из формул
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
112
Листопрокатное производство
(5)-(7) в зависимости от числа активных клетей в чистовой группе. Первое приближение толщины раската определяется как произведение заданной толщины готовой полосы на выбранное значение коэффициента и проверяется на
соответствие технической характеристики стана. Если h > Г h 1 , принима-
p I— Р ] max
ется hp =— hp ] max , а при hp <[ hp ] min ПрИНИМ^М hp =— hp Л . ЗДесь [kp ] И
max
- минимально и максимально допустимые толщины раската в соответ-
ствии с технической характеристикой стана.
Если применяется технология контролируемой прокатки, то коэффициент суммарного обжатия выбирается как рациональное значение цгх// кратности обжатия в области заторможенной рекристаллизации аустенита:
Лх/? — Лх/? е {2,5...4,0}. (8)
Затем определяется число чистовых клетей, при котором средний коэффициент обжатия будет равен наименьшему из рациональных относительных обжатий за проход s^m:
Nf «intjln^yin^l-s^)]}. (8)
В таком случае формулы (5)-(7) используются как ограничения на величину коэффициента суммарного обжатия при прокатке в NF клетях. Если принятое рациональное значение не превышает pSF, рассчитанного по соответствующей формуле, то прокатка с коэффициентом суммарного обжатия ц возможна.
Заключение
Важным элементом режима обжатий на широкополосном стане горячей прокатки является толщина h промежуточного раската, передаваемого от черновой группы клетей к чистовой. Ошибки первого приближения толщины раската, синтезированного на основе среднего коэффициента обжатия в чистовой
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
113
------------------------------------------ Листопрокатное производство
группе, находятся в пределах от от -30...-35 до +10...+15%. Выбор первого приближения толщины раската на основе применения коэффициента суммарного обжатия, значение которого рассчитывается в зависимости от числа задействованных чистовых клетей, обеспечивает погрешность прогноза преимущественно в диапазоне +10%, а интервал рассеяния погрешности уменьшается до ± 15%.
Библиографический список
1. 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.
2. Андреюк Л.В., Тюленев Г.Г., Прицкер Б.С. Аналитическая зависимость сопротивления деформации сталей и сплавов от их химического состава // Сталь. 1972. № 6. С. 522-523.
3. Автоматизированное проектирование технологии горячей прокатки высокопрочной стали на широкополосных станах различных типов для автомобилестроения / Румянцев М.И., Шубин И.Г., Попов А.О., Горбунов А.В., Вет-ренко А.Г. // Черные металлы. 2012. № 12. С. 17-21.
4. Опыт создания и применения программы автоматизированного проектирования режимов горячей прокатки широкополосной стали на станах различных типов / М.И.Румянцев, И.Г.Шубин, А.О.Попов, А.В.Горбунов, А.Г.Ветренко, В.И.Шурыгин, А.В.Кузнецов, А.В.Полунин // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2012. Т. 1. №70. С. 327-330.
5. Румянцев М.И. Опыт развития и применения автоматизированного проектирования режимов горячей и холодной прокатки листовой стали разнообразного назначения на станах различных типов // Труды девятого конгресса прокатчиков: Череповец 15-18 апреля 2013 г. Т. 2. Череповец: Череповецкий гос. университет. 2013. С. 43-54.
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
114
