1. Расчет режима обжатий
1.1 Расчет максимального обжатия
1.1.1 Максимальное обжатие по условию захвата металла валками

В соответствии с рекомендациями принимаем  для первого калибра (бочки валков) 120 мм, для остальных калибров – 140 мм, зазор между буртами валков выбираем 15 мм.

Тогда рабочий диаметр валков определим по формуле [2, стр. 27]:
, где (1.1)
- рабочий диаметр валков, мм;

 – номинальный диаметр валков, мм;

 – глубина вреза, мм;

 – зазор между буртами, мм.

в первом калибре:



в остальных калибрах:



Определяем окружную скорость валков при  по формуле [2, стр. 6]:
, где (1.2)
 – окружная скорость валков, м/с

 - рабочий диаметр валков, мм;

 – средняя частота вращения валков в момент захвата раската, об/мин.

в первом калибре:



в остальных калибрах:



По таблице 2.1 [1, стр. 23] допустимый угол захвата  составит:

при прокатке на гладкой бочке валков – 22,46⁰

в калиброванных валках без насечки – 24,56⁰

в калиброванных валках с насечкой – 30,02⁰

Определяем максимальное обжатие [2, стр. 6]:
, где (1.3)
 – максимальное обжатие по условию захвата металла валками, мм;

 – допустимый угол захвата, град.

в первом калибре:



для калиброванных валков без насечки:



для калиброванных валков с насечкой:






1.1.2 Максимальное обжатие по мощности электродвигателя

По таблице 2 [2, стр. 14] для двух электродвигателей П34–160–9К находим:

номинальный крутящий момент

маховой момент якоря электродвигателей

частота вращения электродвигателей

допустимый момент перегрузки

Допустимый момент электродвигателей определим по формуле [2, стр. 11]:
, где (1.4)
 – допустимый момент электродвигателя, ;

 – допустимый момент перегрузки;

 – номинальный крутящий момент, .



Далее определяем:

приведенный маховой момент [2, с. 13]:
, где (1.5)
 – приведенный маховой момент, ;

 – маховой момент якоря электродвигателя, .



динамический момент при  [2, стр. 13]
, где (1.6)


 – динамический момент, ;

 – ускорение валков, .



момент холостого хода [2, стр. 13]:
, где (1.7)
 – момент холостого хода, .



Находим допустимый крутящий момент прокатки на валках блюминга при  и [2, с. 12]
, где (1.8)
 – допустимый крутящий момент прокатки, ;

 – механический КПД при передаче крутящего момента от электродвигателей к рабочим валкам без шестеренной клети;

 – коэффициент, учитывающий снижение крутящего момента электродвигателя привода вследствие ослабления магнитного потока при частоте вращения валков n больше номинальной n_н, принимаем .



Размеры поперечного сечения слитка посередине . Ориентировочное значение обжатия найдем по формуле [2, стр. 15]:
, где (1.9)
 – ориентировочное значение обжатия, мм.



Относительное обжатие рассчитаем по формуле [2, стр. 9]:
, где (1.10)
 – относительное обжатие;

 – средняя высота слитка, мм



Определим рабочий радиус [2, стр. 9]:
, где (1.11)
 – рабочий радиус, мм.



Скорость деформации при  рассчитаем по преобразованной формуле А.И. Целикова [2, стр. 9]:
, где (1.12)
 – скорость деформации, ;

 – частота вращения валков, .



Сопротивление деформации зависит от марки металла, его температуры, степени и скорости деформации, для стали 60с2 рассчитывается по формуле Б.П. Бахтинова [1, с. 25]:


, где (1.13)
 – базисное значение сопротивления деформации, МПа;

 – температурный коэффициент;

 – степенной коэффициент;

 – скоростной коэффициент.

По данным [3] для стали 60с2 находим: ; ; ;  при температуре 1200⁰С. [3, стр. 8, 21]



Находим длину очага деформации [2, стр. 7]:
, где (1.14)
 – длина очага деформации, мм.



Фактор формы очага деформации [1, стр. 24]:
, где (1.15)
 – фактор формы очага деформации.

Коэффициент напряженного состояний, учитывающий влияние на контактное давление внешнего трения n_ зависит от фактора формы очага деформации , где H_cp
=0,5 (H
₀
+
H
₁
) при =0,2…0,5, принимается равным 1 [2, с. 9].

Коэффициент n
_ж рассчитывают по эмпирической формуле [2, стр. 9]:
, где (1.16)


n
_ж – коэффициент, учитывающий влияние внешних зон по отношению к геометрическому очагу деформации.



Коэффициент n_ учитывает влияние ширины раската. При прокатке на блюминге принимается равным 1,15.

Контактное давление по формуле А.И. Целикова [2, стр. 7]:
, где (1.17)
 – контактное давление, МПа.



Определим  по формуле А.П. Чекмарева [2, стр. 11]:
, где (1.18)
 – коэффициент плеча равнодействующей.



Находим длину очага деформации, принимая ,  и B_ср=675 мм [2, с. 13, 14,15]
, где (1.19)


 – длина очага деформации, мм;

 – коэффициент трения в шейках валков;

 – диаметр шейки валка, мм;

B_ср – средняя ширина слитка, мм.



Определим максимальное обжатие по мощности электродвигателей [2, стр. 15]:
, где (1.20)
 – максимальное обжатие по мощности электродвигателя, мм.



Повторяем расчет при





























Принимаем .
1.1.3 Максимальное обжатие по прочности валков

В соответствии с рекомендациями [2, стр. 17] для блюминга 1100 принимаем длину бочки валков , длину шейки , ширину крайнего бурта , ширину калибра по дну , ширину калибра по буртам при выпуске калибра , ширину вреза рассчитаем по формуле [2, стр. 30]:
, где (1.21)
 – ширина вреза, мм;

 – ширину калибра по дну, мм;

 – выпуск калибра.



Тогда получим [2, стр. 30]:
, где (1.22)
 – длина шейки, мм.



Для используемых стальных кованых валков принимаем допустимое напряжение на изгиб [2, с. 30],

Находим допустимое усилие прокатки [2, с. 16]:


, где (1.23)
 – допустимое усилие прокатки, кН;

 – допустимое напряжение на изгиб, МПа;

L – длина бочки валков, мм.



Определяем максимальное обжатие по прочности валков при  и [2, стр. 17]:
, где (1.24)
 – максимальное обжатие по прочности валков, мм.

Номер прохода	Номер калибра	Размер
0	-	700х700 (625х625)	-	-	-
1	I	625х705 (590х630)	75 (35)	5
2	I	555х710 (555х635)	70 (35)	5	1,28
кантовка
3	I	610х565 (590х565)	100 (45)	10
4	I	545х575	65 (45)	10	1,06
кантовка
5	II	475х555	100	10
6	II	375х565	100	10	1,51
кантовка
7	III	445х390	120	15
8	III	325х405	120	15	1,25
кантовка
9	IV	305х345	100	20
10	IV	230x365	75	20	1,59
кантовка
11	V	250x250	115	20

номер прохода	мм	мм	мм
							расчетное	принятое
1	-	-	-	-	-	-	-	5
2*	-	-	-	-	-	-	-	5
3	-	-	-	-	-	-	-	10
4*	177,1	570	577,5	0,31	1,01	0,1	6,5	5
5	217,37	550	525	0,4	0,95	0,13	13	15
6*	217,37	560	425	0,39	0,76	0,13	13	15
7	238,12	382,5	505	0,62	1,32	0,185	22,2	20
8*	238,12	397,5	385	0,6	0,97	0,195	23,4	25
9	217,37	335	355	0,65	1,06	0,2	20	20
10*	188,25	355	267,5	0,53	0,75	0,18	13,5	15
11	233,1	240	307,5	0,97	1,28	0,225	25,88	25

номер прохода	номер калибра
0	-	700х700 (625х625)	-	-	-
1	I	625х705 (590х630)	75 (35)	5
2	I	555х710 (555х635)	70 (35)	5	1,28
кантовка
3	I	595х565 (575х565)	115 (60)	10
4	I	510х570	85 (65)	5	1,12
кантовка
5	II	480х525	90	15
6	II	390х540	90	15	1,38
кантовка
7	III	425х410	115	20
8	III	315х435	110	25	1,38
кантовка
9	IV	335х335	100	20
10	IV	225x350	110	15	1,56
кантовка
11	V	250x250	100	25

номер прохода
0	700х700	-	-	-	-	-
1	625х705	-	1,5	1	15,48	505
2*	555х710	-	1,5	1	15,48	435
3	595х565	33,62	2,08	1,39	20,31	475
4*	510х570	29,07	2,41	1,16	21,15	390
5	480х525	25,2	2,78	1,15	25,21	340
6*	390х540	21,06	3,32	1,19	25,21	250
7	425х410	17,425	4,02	1,21	28,56	285
8*	315х435	13,7	5,11	1,27	27,92	175
9	335х335	11,22	6,24	1,22	26,6	195
10*	225х350	7,875	8,89	1,42	27,92	85
11	250х250	6,25	11,2	1,26	26,6	110

Для последнего калибра принимаем

Определим размеры первого калибра

Ширина по буртам определена по разности между длинной бочки валков и шириной буртов [2, стр. 36]:
, где (2.6)
 – ширина буртов, мм.



Ширина по дну при выпуске  составит [2, стр. 36]:
 (2.7)


Радиусы закругления принимаем

Показания циферблата найдем по формуле [1, с. 34]:
, где (2.8)
 – показания циферблата, мм.

·                    для первого прохода

·                    для второго прохода

·                    для третьего прохода

·                    для четвертого прохода

·                    для пятого прохода

·                    для шестого прохода

·                    для седьмого прохода

·                    для восьмого прохода

·                    для девятого прохода

·                    для десятого прохода

·                    для одиннадцатого прохода

Показания циферблата указаны в таблице 4.

Размеры калибров приведены в таблице 5
Таблица 5. Размеры калибров