CC BY
21------------------------------------- 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 3. ВЫБОР ШИРИНЫ ПРОМЕЖУТОЧНОГО РАСКАТА
Разработан алгоритм выбора ширины промежуточного раската с учетом особенностей режимов деформации, которые проявляются при различном числе активных клетей чистовой группы.
Ключевые слова: широкополосный стан горячей прокатки, режим обжатий, рациональная ширина промежуточного раската, стандартное отклонение ширины полосы.
Введение
Ширина промежуточного раската в значительной мере определяет точность готовых полос и расход металла в боковую обрезь [1]. С учетом допуска и особенностей формирования ширины в чистовой группе клетей в работах [2 и 3] для выбора первого приближения ширины раската получена формула:
Ьр = 1,013 • Ьк + 3^b2 +12, (1)
где Ьк - заданная ширина прокатанной полосы; <$ьЕ - стандартное отклонение ширины по длине в партии полос.
Для уточнения значений величины Оье в работе [3] изучали колебания ширины полос толщиной 1,5-16,0 мм, прокатанных на ШСГП 2000 ОАО «ММК» и на основе результатов множественного регрессионного анализа данных получили зависимость:
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
115
Листопрокатное производство
°ье = 23,4 +128,7
к
Я
сл
0,04Ьк(1 - 0,005Ьк),
(2)
где кк и Hсл - толщины прокатанной полосы и сляба соответственно.
В работе [2], на основании результатов исследования особенностей горячей прокатки полос толщиной 1,2-2,5 мм как специфической части сортамента ШСГП получили аппроксимацию:
a = 1,8 +1,83 к-. (3)
Уравнения (2) и (3) получены без учета числа чистовых проходов N F, которое в зависимости от размеров полосы и прочности стали может меняться от 5 до 7. Так как в связи с различным числом активных клетей чистовой группы проявляются отчетливо выраженные особенности режимов деформации [см. сообщение 1], задачу выбора ширины промежуточного раската, как и задачу выбора его толщины [см. сообщение 2], целесообразно рассмотреть для каждого конкретного Nf отдельно.
Анализ влияния факторов прокатки в чистовой группе ШСГП на вариацию ширины полосы
Как и в работах [2-3], изучали результаты замеров ширины полос шириномером, установленным за чистовой группой ШСГП 2000. Всего были проанализированы 1806 полос при прокатке пятью, 2346 полос при прокатке шестью и 2900 полос при прокатке семью чистовыми клетями. На рис. 1 представлена диаграмма медиан и размахов для abYi.
Наименьшее выборочное стандартное отклонение ширины наблюдается при прокатке пятью чистовыми клетями. В этом случае ^ье варьируется в пределах от 1,3 до 3,5 мм, а у 90% полос непостоянство ширины характеризуется стандартным отклонением 1,5-2,8 мм.
После прокатки шестью чистовыми клетями размах стандартного отклонения ширины находится в пределах от 2,0 до 4,2 мм при 2,3-3,9 мм для 90%
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
116
Листопрокатное производство
полос. У полос, прокатанных семью чистовыми клетями, величина аь^ находится в пределах от 2,1 до 3,9 мм и в 90% случаев составляет 2,2-3,8 мм.
Для изучения влияния условий прокатки на величину аь^ в пределах каждого исходного массива данные сгруппировали по ширине и толщине готовых полос. К одной группе отнесли полосы одинаковой номинальной ширины у которых толщины отли-
4,5
4,0
3,5 I 3,0
е>
2,0
1,5
1,0
чаются не более чем на + 0,2 мм. В каждой группе значения стандартного отклонения ширины и параметров прокатки определяли как среднее выборочное значений для полос, отнесенных к данной группе. Таким образом были получены сгруппированные массивы с
объемом наблюдений Рис1. Диа^амма размахов выбор°чн°го стандартам отклонения ширины полос, прокатанных при использо-
38 для Np =5, 50 для вании различного числа чистовых клетей
Nf =6 и 36 для NF =7.
Условия прокатки в чистовой группе характеризовали следующими параметрами: коэффициентом суммарного обжатия = hp/hK ; коэффициентом
Nf=5
Nf=6 Nf=7
формы поперечного сечения прокатанной полосы Pbh = bK/hK ; напряжением текучести при стандартных условиях испытаний а0 (оценивали по методике Л.В. Андреюка [4]) и коэффициентом использования длины бочки рабочих валков Pl = К/Lp (где Lp - длина бочки рабочих валков). Анализ взаимосвязи с
указанными характеристиками (рис. 2) показал, что наиболее информативным
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
117
Листопрокатное производство
фактором стандартного отклонения ширины является коэффициент формы поперечного сечения прокатанной полосы.
4.0
3,5
3,0
w 2,5 ■Са
lb
2,0
1,5
1,0
<1 < < Л О NF=5 □ NF=6 Д NF=7 R1 = 0,175
Л ДА Д б
L д о д 0 о °г
А и 0 пП О О О
° овп □ О □ а □ □ □ ппи
> □ □ О □
80 85
С70,МПа
Рис.2.Влияние характеристик условий прокатки в чистовой группе на стандартные отклонения ширины полос (а - д), а также степень соответствия между
измеренными значениями и результатами расчетов по формулам (4)-(6) (е)
в
г
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
118
------------------------------------------- Листопрокатное производство
Действительно, доля объясненной дисперсии в общем рассеянии наблюдаемых значений в связи с коэффициентом $bh (рис. 2, г) составляет почти
50% (R =0,486), причем с увеличением указанного отношения возрастает и нестабильность ширины.
Взаимосвязь с толщиной полосы на выходе из чистовой группы
(рис. 2, а) характеризуется значением R =0,396 (т.е. изменчивость стандартного отклонения ширины полос обусловлена вариацией их толщины примерно на 40%). Причем при возрастании толщины прокатываемой полосы стандартное отклонение ширины уменьшается.
Степень влияния а0 (рис. 2,в) и коэффициента (рис. 2,б) существенно
меньше (соответствующие значения R равны 0,175 и 0,094). Вместе с тем проявилось значимое влияние суммарного коэффициента обжатия в чистовой группе (рис. 2, д). При увеличении стабильность чистовой прокатки по ширине ухудшается, изменчивость в связи с вариацией суммарной деформации по толщине достигает почти 32 % (R =0,315).
Указанные особенности изменчивости стандартного отклонения ширины полос после чистовой группы с учетом различного числа использованных клетей отображаются следующими аппроксимациями: для Nf =5
as = 4,925 + 0,00003 ■ Sbh - 0,0975 ■ hK ■ h - 0,00026 ■ h ■ hh ■ (4)
(R2 =0,881; Fp =83,905; F95 =2,608);
для Nf =6
Щs = 2,389 + 0,0047 • p4/, - 0,0179 ■ hK - 0,0003 ■ hK -pbh. (5)
(R2 =0,852; Fp=88,270; F95 =2,807);
для Nf =7
abs = 6,5317 + 0,1623 ■ hK - 0,2744 ■ hK • ^SF + 0,0034 ■ hK ■ fibh. (6)
(R2 =0,904; Fp=100,444; F95 =2,901).
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
119
---------------------------------------- Листопрокатное производство
Все аппроксимации статистически надежные с доверительной вероятностью 95% (расчетные числа Фишера Fp существенно превышают табличные
значения F95). Степень соответствия между наблюдаемыми значениями стандартного отклонения ширины и прогнозируемыми с применением формул (4-6) около 85% (R =0,854; рис. 1,е). При этом погрешности оценивания находятся в пределах от 5min =-15,7 до 5max =23,1 при среднем значении 5 =5,4%. Погрешности формулы (2) для тех же условий 5min =-55,8; 5max =46,0; 5 =-15,0%. В случае использования формулы (3) 5 min =-53,7; 5 max =40,5 и 5 =-18,4%.
Алгоритм выбора первого приближения ширины
промежуточного раската
С учетом изложенного разработан алгоритм выбора ширины раската (рис. 3).
Рис. 3. Алгоритм выбора ширины промежуточного раската при прокатке на ШСГП
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
120
Листопрокатное производство
Сначала, в зависимости от числа клетей, которые будут использованы для чистовой прокатки, вычисляется стандартное отклонение ширины по одной из формул (4-6). Затем по формуле (1) рассчитывается первое приближение ширины раската и найденное значение сравнивается с допустимыми по технической характеристике стана. Если рассчитанная ширина меньше минимального допустимого значения [Ьр или превышает максимально допустимое \^Ьр ]тах,
принимается Ьр
1Ьр ]
min
или Ьр
max •
Заключение
В целом полученные результаты свидетельствуют, что стандартное отклонение ширины в партиях полос, прокатанных на ШСГП, находится, преимущественно, в пределах до 4,0 мм. Наиболее точные оценки величины ^ дает дифференцированный подход с учетом особенностей режимов деформации, которые проявляются при различном числе активных клетей чистовой группы. Погрешность таких оценок находится в пределах от -21 до +15% при среднем значении около -3%.
Библиографический список
1. Повышение точности прокатки листов и полос / Ю.В. Коновалов, Е.А. Руденко, П.С. Гринчук и др. К.: Техшка, 1987. 144 с.
2. Производство горячекатаного листового проката для замещения холоднокатаного аналогичного назначения / М.И. Румянцев, И.Г. Шубин, Р.А. Исма-гилов и др. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та, 2012. 217 с.
3. Моделирование изменения ширины раската и алгоритмизация задачи выбора режима обжатий вертикальными валками в черновой группе ШСГП / В.М. Салганик, М.И. Румянцев, А.Г. Соловьев, Д.С. Цыбров // Неделя металлов в Москве. Сборник трудов конференций. 2010. С. 581-588.
4. 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.
Калибровочное бюро (www.passdesign.ru). 2015. Выпуск 6
121
