Раздел 2
ИССЛЕДОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ ПРОКАТКИ ШПУНТОВЫХ СВАЙ П-ОБРАЗНОЙ ФОРМЫ,
ТИПА «ЛАРСЕН»
Анализ состава оборудования и мощности приводов действующих прокатных станов
показал, что освоение новых видов продукции по существующим схемам прокатки
невозможно. При использовании технологий производства шпунтовых свай,
применяющихся в настоящее время, необходимо увеличивать размеры калибров на 20
ч 40 %. В большинстве случаев разместить в рабочих валках существующих
прокатных станов калибры необходимых размеров в прежнем количестве не
представляется возможным.
Применение новых схем прокатки вынужденная мера и является следствием влияния
объективных факторов: появлением новой конструкции профиля; отсутствием
исходной заготовки требуемых размеров; техническими возможностями основного и
вспомогательного оборудования существующих прокатных станов. При увеличении
ширины очага деформации произойдёт увеличение усилия прокатки в каждом
пропуске, что может привести к перегрузке двигателей рабочих клетей. В то же
время изменение соотношений между элементами профиля приводит к необходимости
разработки новых методов расчёта калибровки валков, особенно в части исходная
заготовка — первые разрезные и черновые калибры.
2.1. Методы исследования формоизменения металла в калибрах
При прокатке шпунтовых свай, особенно в первых разрезных калибрах, всегда
присутствуют более обжимаемые участки и менее обжимаемые участки раската.
Отсутствие формул, позволяющих с достаточной точностью рассчитать количество
металла, перетекающего из более обжимаемых участков в менее обжимаемые, делает
результаты расчёта очень приблизительными.
Метод конечных элементов, основанный на идее дискретной аппроксимации
непрерывных полей, позволяет более точно решать нелинейные задачи. Но
использование данного метода так же представляет значительные трудности. Так,
первоначальное нерациональное разделение исследуемой области на подобласти уже
приведёт к получению недостоверных результатов. В связи с этим использовать
метод конечных элементов, без определённого опыта и возможности проверки
данных, не желательно. Полученные, в результате решения принятых
дифференциальных уравнений, результаты могут быть очень ориентировочные.
Развитие вычислительной техники делает метод конечных элементов более
предпочтительным в части теоретических исследований. Но, к сожалению, и этот,
безусловно перспективный метод, на данном этапе развития науки не позволяет
учесть все факторы, влияющие на процесс деформации металла в сложных фасонных
калибрах.
Для определения адекватности результатов, полученных при решении тем или иным
методом, используют сравнительный анализ расчётных и экспериментальных данных.
В некоторых случаях дальнейшее усовершенствование теоретических методов расчёта
происходило на основе новых закономерностей, полученных при экспериментальных
исследованиях. Проверку известных теоретических методов расчета течения металла
при горячей прокатке, практически во всех случаях проводили на основе
результатов лабораторных исследований. Таким способом подтверждали хорошую
сходимость результатов расчёта с практическими данными при прокатке соизмеримых
по размерам профилей. Для расчёта более крупных сложных профилей, которыми,
несомненно, являются шпунтовые сваи типа «Ларсен», отсутствует информация о
методе, обладающем приемлемой сходимостью результатов расчёта с практическими
данными. Для расчёта течения металла при прокатке профилей такого типа
необходимо правильно учитывать ряд факторов: мощность приводов рабочих клетей,
наличие определённого типа заготовки и так далее. Недостаточная информация о
происходящих процессах не позволяет эффективно использовать известные методы
вариационного исчисления.
Для уточнения известных закономерностей, заложенных в теоретические методы
расчёта, и получения дополнительной информации по формоизменению металла при
прокатке шпунтовых свай, предлагается использовать экспериментальный метод
исследования.
2.2. Исследование технологии прокатки шпунтовых свай типа «Ларсен»
Исследование проводилось в рельсобалочном цехе ОАО «ДМКД» путём анализа
существующего формоизменения в калибрах и разработки новых форм калибров, с
последующими опытными прокатками.
В настоящее время в качестве исходной заготовки для получения всех профилей
используется заготовка прямоугольного сечения с Н0 > В0. В зависимости от
профиля используются следующие исходные заготовки: Л-4 – блюм сечением 365 х
310 мм (Ст. 3кп, Ст. 4кп), Л-5 – блюм сечением 375 х 325 мм (Ст. 3кп, Ст. 4кп,
16ХГ), Л-7 – блюм сечением 380 х 330 мм (Ст. 3пс).
Заготовку прокатывают на блюминге 1050 из слитков массой 5,4 ч 7,55 т. На
рельсобалочном стане все профили шпунтовых свай (Л-4, Л-5, Л-7) прокатывают в
10 калибрах за 15 проходов, при этом проходы по клетям распределяются следующим
образом: в клети № 1 — 9 проходов, в клетях № 2 и № 3 — по 3 прохода.
Распределение калибров по клетям изображено на рис. 2.2.1.
Температура конца прокатки шпунтовых свай типа «Ларсен» 830 ч 850?C. Профили
шпунтовых свай производят следующих длин: Л-4 и Л-5 — 10 ч 22 м, Л-7 — 10 ч 18
м.
Размеры заготовок имеют следующие отношения к размерам готового профиля: Н0 /
Нпр=1,631 ч 1,837; В0 / Впр = 0,684 ч 0,691; В0 / Вст = 1,044 ч 0,964, где Н0 и
В0 – высота и ширина исходной заготовки; Нпр – общая высота профиля; Впр –
общая ширина профиля; Вст – ширина стенки профиля. Требования к геометрическим
размерам заготовки достаточно жёсткие, отклонение по высоте допускается в
пределах ± 5 мм, в то время как по ширине заготовки до ± 3 мм. При деформации
заготовок с увеличенн
- Київ+380960830922