6 Расход вспомогательных материалов при волочении проволоки

Расход основного материала (катанки и цветных металлов на защитные покрытия проволоки) при волочении устанавливается

расчетом.

Вспомогательные материалы при волочении расходуются на технологическую смазку, упаковку готовой продукции, обслуживание волочильных станов. В табл. 32 приведены ориентировочные нормы расхода вспомогательных материалов, расходуемых при волочении и отделке готовой проволоки.

Таблица 32 Нормы расхода вспомогательных материалов при волочении

Наименование материала	Назначение	Единица		Норма расхода
1	2	3		4
Мыльный порошок, ТУ 18-16-235-72	Смазка при сухом волочении	кг/т		1,2
	Эмульсия для мокрого волочения	кг/т		5,0
Сода кальцинированная, ГОСТ 5100-73	То же	кг/т		1,0
Олеиновая кислота, ГОСТ 7500-95	То же	кг/т		1,0
Масло растительное или минеральное, ГОСТ 20799-75	То же	кг/т		2,5
Известь	Смазка при сухом волочении	кг/т		0,1
Консерваиионное масло, ГОСТ 10877-76	Упаковка	кг/т		4,0
Ящики упаковочные, ГОСТ 18617-73	Упаковка	ящ./кг		1/70
Керосин, ГОСТ 4753-68	Протирка станов	кг/стан	5
Масло индустриальное 50, И50-А, ГОСТ 20799-75	Смазка волочильных станов:
	блок 550 мм блок 350 мм	кг/год кг/год	200 100
Наждачные круги	Сварка проволоки	шт./апп.	4
Проволока отожженная, d = 1,5-3,0 мм	Увязка мотков	кг/т	1,6
Твердосплавные волоки, ГОСТ 9453-60	Волочение проволоки	кг/тыс.т	24
Жесть для бирок	Упаковка	кг/т	0,12-0,16
Алмазный инструмент	Волочение проволоки	карат/тыс.т	46,6
Лента стальная	Упаковка	кг/т	2,75

Упражнения

1. Составьте алгоритм расчета количества переделов и размеров передельных заготовок при заданном диаметре готовой проволоки. Разработайте программу для реализации расчета.

2. Определите количество переделов, технологические схемы и размеры передельных заготовок при изготовлении из катанки диаметром 5,5 ±0,1 мм и 6,5 ± 0,3 мм проволоки:

по ГОСТ 3282-74 диаметром 0,15-0,4 мм; 0,5-0,7 мм; 0,8-0,9 мм; 1,0-10 мм;

по ГОСТ 7480-73 диаметром 0,36-0,7 мм; 0,8-1,20 мм;

по другим нормативным документам.

Сравните полученные вариантные решения и определите целесообразность применения катанки меньших размеров.

3. Составьте алгоритмы расчета переходов при волочении на станах магазинного, петлевого и прямоточного типов, на станах со скольжением. Разработайте программы и проверьте их на примерах, приведенных в тексте.

4. Производственная ситуация. При волочении проволоки из стали марки Ст2сп (С = 0,14%) диаметром 3,10 ±0,05 мм из катанки диаметром 6,5 ± 0,3 мм на стане магазинного типа 2500/5 i = 1,30) появилась реальная возможность обрыва проволоки на одном из блоков. После остановки стана были измерены диаметры проволоки по блокам, мм:

6,8 -- 6,0 - 5,0 -- 4,5 - 3,55 - 3,10.

Таблица 33. Расчетные данные для анализа работ волочильного стана 2500/5

Показатель	Номера блоков
	1	2	3	4	5
dnp, мм	6,0	5,0	4,2	3,55	3,10
μn	1,284	1,44	1,42	1,40	1,31
Fnp , мм	28,26	19,63	13,85	9,89	7,54
Vn, м/с	3,5	4,55	5,92	7,69	10,0
Vn Fnp , мм3/c	98910	89300	82000	76100	75400
dn*, мм	6,0	5,0	4,5	3,55	3,10
μn*	1,284	1,44	1,235	1,608	1,31
Fn*, мм2	28,26	19,63	15,9	9,89	7,54
Fn* Vn, мм3/с	98910	89300	94 100	76100	75400

Как определить возможное место обрыва по работе стана? Показать, что на данном блоке условия волочения близки к нестабильному процессу. Как исправить ситуацию?

Ответ. Контроль за работой стана показывает, что водило на втором блоке вращается против хода вращения барабана (но часовой стрелке), а на третьем блоке происходит интенсивное накопление проволоки. Это означает, что на третьем блоке уменьшилось обжатие по сравнению с расчетным в результате увеличения диаметра волоки (износ цилиндрической зоны). Одновременно на четвергом блоке произошло резкое увеличение обжатия, что в комплексе привело к нарушению исходного расчетного условия μ_i= K_i: μ₃<K_i, а μ₄>Ki при принятом значении коэффициента накопления K = 1,05. При фиксированном значении скоростей вращения барабанов это привело к нарушению принципа накопления проволоки на втором блоке, интенсивному увеличению запаса проволоки на третьем блоке, а на четвертом блоке возникла критическая ситуация. Подтвердим эти выводы расчетми (табл. 33).

При исходном значении расчетных переходов (см. табл. 28) волочение происходило с постоянным накоплением проволоки на всех промежуточных барабанах как и предписывалось программой расчета. При увеличении диаметра проволоки на третьем блоке до 4,5 мм изменился баланс секундных объемов между вторым и третьим блоками: поступление металла на второй блок не изменилось (89300 М*Г/с), а его уход увеличился (94100 вместо 82000 мм³/с). Такой дисбаланс секундных объемов на соседних блоках проявился в направлении вращения водил. Это заметил оператор волочильного стана, нажал кнопку "СТОП" (на каком блоке?) и проверил размер переходов.

Проверим стабильность процесса волочения на четвертом блоке и соответствие энергосиловых параметров процесса паспортным характеристикам принятого оборудования.

Исходный предел текучести катанки

предел текучести после третьего блока

предел текучести после четвертого блока

модуль упрочнения

напряжение волочения на четвертом блоке (α = 7^О, f = 0 06, f ctgα = 0,488):

коэффициент запаса

сила волочения

Т₄ = 44,43 • 9,89 = 439,4 кгс;

мощность волочения

Результаты анализа расчетных данных показывают, что коэффициент запаса близок к критическому и имеется реальная возможность обрыва. Мощность волочения превышает мощность двигателя, установленного на блоке, что недопустимо. Для восстановления стабилизации процесса и нормальных условий эксплуатации оборудования на третьем блоке установим волоку диаметром 4,20 мм в соответствии с первоначальным расчетом (см. табл. 28).

5. Производственная ситуация. Имеется тандем волочильных станов 2500/3 и 630/6. Определить диапазон размеров проволоки, изготавливаемой через подтяжку, из катанки диаметром 6,5 ± 0,3 мм и 5,5 ±0,10 мм. Проанализировать полученные результаты.

Ответ. Катанка диаметром 6,5 ± 0,3 мм.

Стан 2500/3 (i = 1,30).

1. Определим наибольший размер подтяжки:

назначим вытяжку на втором блоке μ₂ = iK= 1,30 • 1,03 = 1,339;

назначим вытяжку на первом блоке μ₁ = 0,8 μ ₂ = 0,8 • 1,339 = 1,071 (катанка может иметь повышенную овальность и другие дефекты формы);

на третьем блоке μ ₃ = 0,85 μ ₂ = 1,138 ;

общая вытяжка за три перехода

рассчитываем размеры проволоки по переходам:

2. Определим наименьший размер подтяжки:

назначим вытяжку на втором блоке мю₂ = 1,30 х 1,06 = 1,378;

назначим вытяжки на первом и третьем блоках мю_1,3 = 0,95мю₂= 1,31;

общая вытяжка за три перехода μ_Σ1 = 1,31² • 1,378 = 2,365,

рассчитываем диаметры проволоки по переходам:

Получим два перехода волочения на стане 2500/3:

6,8 — 6,57 —- 5,68 — 5,32 мм; 6,8 — 5,91 —- 5,03 — 4,40 мм.

Стан 630/6.

1. Определим наибольший диаметр готовой (передельной) проволоки: назначим вытяжки на втором-пятом блоках

назначим вытяжки на первом и шестом блоках

общая вытяжка за шесть переходов

суммарная деформация за два перехода в тандеме

рассчитываем диаметры проволоки по переходам:

2. Определим наименьший диаметр готовой (передельной) проволоки:

назначим вытяжки на втором— пятом блоках

назначим вытяжки на первом и шестом блоках

общая вытяжка за шесть переходов

общая деформация за два перехода в тандеме

рассчитываем диаметры проволоки по переходам:

Получим два перехода волочения на стане 630/6:

5,32 - 5,09 - 4,49 - 3,95 - 3,48 - 3,07 - 2,93 мм; 4,40 - 3,92 - 3,41 -2,96 - 2,58 - 2,24 - 2,0 мм.

Таким образом, тандем волочильных станов 2500/3 и 630/6 имеет возможность изготовлять из катанки диаметром 6,5 ± 0,3 мм готовую (передельную) проволоку диаметром 2,0 - 2,95 мм.

Катанка диаметром 5,5 ± 0,1 мм.

Стан 2500/3.

Диаметр подтяжки:

наибольший

наименьший

Стан 630/6.

Диаметр готовой (передельной) проволоки:

наибольший

наименьший

Тандем волочильных станов 2500/3 и 630/6 имеет возможность изготовлять из катанки диаметром 5,5 ± 0,1 мм готовую (передельную) проволоку диаметром 1,65 — 2,40 мм.

Анализ расчетных данных показывает следующее.

1. Применение катанки диаметром 5,5 мм позволяет на одном и том же типе станов получать проволоку более меньшего диаметра.

2. Чтобы получить такую же проволоку (1,65 - 2,4 мм) из катанки диаметром 6,5 мм требуется для изготовления подтяжки использовать как минимум четырехкратный стан (это можно показать расчетом по приведенным переходам). Применение стана большей кратности приведет к увеличению трудоемкости изготовления подтяжки, увеличит расход энергии, воды, смазки и волок. Такие данные будут необходимы для расчета технико-экономических показателей производства.

6. Определите состав волочильного оборудования для изготовления проволоки диаметром 0,30 мм по ГОСТ 3282-74, термически необработанной, I группы, без покрытия в количестве 10 т и проволоки диаметром 1,15 тахого же качества в количестве 100 т за неделю. Ход решения.

1. Выбирают размеры исходной заготовки-катанки.

2. Составляют схему производственного процесса.

3. Определяют количество переделов и размеры передельных заготовок.

4. Выбирают схему волочения.

5. Выбирают типы волочильных станов.

6. Полученные результаты (см. решение примеров в тексте) — исходные данные для определения состава волочильного оборудования и его производственной мощности.

Для выполнения заказа необходим тандем волочильных станов на первом переделе 2500/5 (изготовление подтяжки диаметром 3,15 мм) и 630/6-7 (изготовление передельной заготовки диаметром 1,15 мм) и стан со скольжением 160/15 для изготовления готовой проволоки.

7. Производительность волочильного стана

8. Время, необходимое для изготовления заданного количества проволоки с учетом расходных нормативов,

9. Количество станов, необходимых для выполнения заказа при 40-часовой рабочей неделе, составит

Подробные расчеты производят в планово-распределительном бюро (ПРБ) цеха постоянно при планировании загрузки оборудования для выполнения установленного графика заказов.

Комплексная лабораторная работа "Влияние условий волочения на энергосиловые параметры и свойства проволоки".

Практические занятия

1. Выбор исходной заготовки. Расчет количества переделов и диаметров передельных заготовок.

2. Выбор состава оборудования.

3. Расчет переходов при волочении на станах разных типов.

4. Влияние основных технологических факторов на напряжение волочения стальной проволоки. Определите максимально возможную вытяжку и противонатяжение.

5. Влияние основных технологических факторов на распределение послойных продольных напряжений и силовые условия волочения биметалла.

6. Проверочные расчеты переходов волочения на станах разных типов.

7. Решение производственных ситуаций по стабильности процесса волочения.

8. Разбор производственных ситуаций по составу оборудования для выполнения заказов.

Контрольные вопросы

1. Из каких соображений выбирают исходный диаметр катанки для волочения?

2. Как определяется количество переделов при изготовлении проволоки заданного сортамента?

3. Что называют переходами при волочении и какие принципы заложены в основу их построения?

4. Особенности работы однократных волочильных станов.

5. Способы повышения коэффициента использования однократных станов.

6. Особенности работы станов магазинного типа, их разновидности, преимущества и недостатки, области применения.

7. Принципы расчета переходов на станах магазинного типа. Проиллюстрируйте примерами. Из каких соображений выбирают значение коэффициента накопления?

8. Особенности работы станов петлевого и прямоточного типов. Как обеспечивается противонатяжение на станах этих типов?

9. Роль противонатяжения при волочении проволоки?

10. Преимущества и недостатки петлевых и прямоточных станов. Пути усовершенствования конструкций этих станов.

11. Принцип работы станов многократного волочения со скольжением и особенности их конструктивного исполнения. Сферы применения.

12. Особенности расчета переходов на станах со скольжением. Из каких соображений выбирается величина скольжения?

13. Какие факторы и каким образом влияют на силу и напряжение волочения?

14. Как влияет цилиндрическая зона волоки на напряжение волочения и из каких соображений выбирают ее длину? Приведите доказательства.

15. Особенности волочения металла в сдвоенных волоках. Докажите целесообразность их применения.

16. Что такое коэффициент запаса при волочении и какие факторы определяют его значение?

17. Особенности силовых условий при волочении биметаллической проволоки. Какие факторы влияют на силу и напряжение волочения биметалла?

18. Какими условиями определяется условие стабильности процесса волочения биметаллической проволоки?

19. От каких факторов зависит мощность, затраченная на волочение проволоки?

20. Как влияет противонатяжение на мощность станов разных типов?

Вопросы для самостоятельной работы

1. Объясните, почему с увеличением содержания углерода в стали повышаются прочностные свойства и уменьшаются характеристики пластичности.

2. Как влияет суммарное обжатие на интенсивность упрочнения?

3. Какие процессы при волочении вызывают необходимость интенсификации охлаждения и как они решаются?

4. Какова природа возникновения разноименных продольных напряжений при деформации биметаллов?

5. Как на практике можно использовать особенности силового взаимодействия при деформации биметаллов?

Список литературы

1. Ерманок М.З., Ватрушин Л.С. Волочение цветных металлов. - М.: Металлургия, 1982. - С. 272.

2. Брабец В.И. Проволока из тяжелых цветных металлов и сплавов. Справ., изд. - М.: Металлургия, 1984. - С. 296.

3. Когос A.M. Механическое оборудование волочильных и лентопрокатных цехов. Изд. 3-е. - М.: Металлургия, 1980. - С. 312.

4. Коковихин Ю.И. Технология сталепроволочного производства. Учебник. - Киев, 1995. - 608 с.