книги из ГПНТБ / Чижиков, Ю. М. Редуцирование и прокатка металла непрерывной разливки

лательно, так как это связано с применением излишне глубоких калибров. Поэтому по практическим соображе­ ниям h A не должен быть меньше 0,75.

Рассмотрим полученные экспериментальные зависи­

Судя по рис. 6 8 , полосы с различным отношением Н/В следует прокатывать в калибрах с различным отноше-

Номер колидра

Рис. 68. Коэффициент заполнения калибров при редуцировании в зави­ симости от отношения ЩВ и 2h^/b^ (m=const=0,06, алюминий, t=2Q° С)

Рис. 69. Коэффициент запол­ нения калибров при редуци­ ровании в зависимости от суммарного относительного обжатия (алюминий, t= 20° С;

120

нием n — 2hp/bR. Чем больше отношение Н/В, тем больше должно быть и отношение характеристических размеров калибров 2/гр/6д. Учитывая ограничения по величине ко­ эффициента заполнения калибров, полосы с отношением Н/В = 9 можно прокатывать в калибрах 4 и 5, а при от­ ношении Н/В = 4 в калибрах 1,2 и т. д.

Однако для решения вопроса о том, какие калибры являются оптимальными для прокатки полос с тем или иным отношением Н/В, необходимо учесть также влия­ ние суммарного обжатия.

Как это можно видеть по рис. 69, коэффициент за­ полнения hA-=hJh находится в сложной зависимости от

суммарного обжатия их . Зависимость hA~ f 3(u^,) имеет максимум при некоторых значениях « 2, зависящих от ве­

личины Н/В: при Н/В = 9 максимум достигается, когда =0,3; при Н/В = 5 максимум значения /гд приходится

на меньшее обжатие — порядка « 2 = 0 ,2 2 .

Такой характер зависимости имеет физическое объ­ яснение. Заполнение калибров находится в определенной связи с неравномерностью деформации. Чем выше поло­ са, тем больше деформируются приконтактные слои ме­ талла, находящиеся в границах калибров, при соответ­ ствующем отставании деформации осевых слоев металла.

По мере увеличения « 2 уменьшается и высота прока­ тываемой полосы, одновременно снижается и неравно­ мерность деформации в связи с возрастанием деформа­ ции сжатия в глубинных слоях металла. В результате это приводит к повышению поперечной деформации осе­ вых зон металла при уменьшении деформации приконтактных слоев.

Момент, при котором меняются условия деформации осевых и приконтактных слоев металла, характеризует­ ся точкой максимума на кривых функции hA = f3 (us).

Смещение максимума в сторону меньших значений « 2

при уменьшении Н/В объясняется меньшей начальной высотой Я, а в связи с этим более быстрым ростом де­ формации сжатия в осевых зонах деформируемых полос. Судя по кривым рис. 69, максимальное значение коэффи­ циента h&при « 2 = 0 , 3 (Н/В = 9) превышает его значение

при « 2 = 0,1 примерно в 1,12 раза. При Н/В = 5 отношение hAпри м2 = 0,25 к hA при « s =0,1 составляет 1,15. Кривые, показанные на рис. 6 8 , получены при « 2 = cons^ = 0,08-r-

121

—i—0,1. Имея это в виду, можно, например, решить вопрос о калибре для прокатки полос с отношением Н/В = 9. Очевидно, калибр 4, в котором при прокатке с обжатием « 2 = 0 , 1 коэффициент заполнения находится на пределе

(hA =0,9), не может быть принят, так как при суммарном обжатии «s = 0,3 коэффициент заполнения превысит до­ пустимую величину (йд = 0,9-1,12=1,02). Для определе­ ния наиболее важного параметра калибров — глубины

Рис. 70. Зависимость относительной глубины калибра k 3 =2h 3 /H от отно­ шения Н/В (а) и суммарной степени деформации и^ (б) при редуцирова­

нии в калибре с 2Ар/6д=3,33; т-=0,06 (алюминий, t= 20° С)

ручья hp — необходимо определить показатель k3 = 2h.JH, зависящий от тех же критериев, что и Лд = hz/hv [см. уравнение (6.12)]. Согласно опытным данным, пока­ затель k3 уменьшается с увеличением Н/В так, как по­

122

показывают кривые рис. 70, б, суммарное обжатие влия­ ет на показатель k3 качественно, так же как и в зависи­ мости h&= f3(ux) (см. рис. 69), что объясняется теми же

условиями деформации полос с разными отношениями Н/В, о которых говорилось выше. Кривые рис. 70, б ап­ проксимируются уравнением

Совместное влияние Я/Я и их на показатель k3 удовлет­ ворительно описывается следующим уравнением:

глубины калибра, исключающем возможность его пере­ полнения. Этот коэффициент может быть принят равным с = 1,15-М,05. С повышением коэффициента с надеж­ ность прокатки возрастает, но при этом увеличивается

Если принять в качестве предельных значений hдтах =

123

= 0,95 и /*дт ;п =0,85, то, согласно данным рис. 71, опти­

мальные величины k3>при которых возможна нормальная прокатка без образования дефектов, находятся в интер­ вале 0,25—0,35. При этом большим отношением Н/В со­ ответствуют меньшие значения k3 и наоборот. Важно от-

метить, что эти значения для k3 являются благоприятны­ ми и по продольному изгибу (рис. 72).

Увеличение выпуска калибров положительно сказы­ вается на заполнении калибров. Оно уменьшается с ро­ стом /п = (6 р—6д)/2/гр (рис. 73).

С достаточной для практики точностью влияние вы­ пуска на заполнение калибров при значениях выпуска, не превышающем 15° ( т = 0,267) учитывается эмпириче­ ской формулой:

Задаваясь степенью заполнения калибров hA, можно определить нужный выпуск калибров:

124

О П Е Р Е Ж Е Н И Е

Редуцирующие агрегаты включают две—три пары валков, расположенных в непосредственной близости друг от друга. В зависимости от конструктивных реше­ ний расстояние между осями редуцирующих пар валков составляет 6 — 10 м. Так как длина исходных слябов до­ стигает 6— 15 м и более, процесс редуцирования их, на­ чиная с первого прохода, происходит в непрерывном ре­ жиме. При непрерывном редуцировании так же, как при непрерывной прокатке вообще, процесс может сопровож­ даться натяжением металла, а также в связи со значи­ тельными размерами поперечного сечения редуцируемых полос и «подпором» металла между клетями. И то, и другое будет зависеть от того, насколько правильно подобраны соответствующие скорости прокатки и режи­ мы обжатия в каждой паре валков. На ход процесса и степень отклонения от условий, при которых как натя­ жение, так и подпор будут отсутствовать, кроме скоро­ сти прокатки и режимов обжатия, представляющие собой управляемые факторы, будет оказывать существенное влияние и сам металл, его поведение, в частности склон­ ность его к опережению. Особенности непрерывной про­ катки в условиях редуцирующего агрегата являются объ­ ектом специального излучения. Здесь сообщим только некоторые данные, относящиеся к опережению при реду­ цировании в глубоких калибрах.

Прокатке подвергали алюминиевые и стальные об­ разцы Ст.З при комнатной температуре и 1150° С. Про­ катку полос с отношением сторон сечения 5,7 и 8 осу­ ществляли в глубоком калибре со следующими парамет­ рами: т= (Ьр—Ья) /2Лр= 0,06; & 3 = 2 /iP/// = 0 ,4 ; D/Я »0 ,9 .

Опережение определяли методом кернов. Полученные значения представлены на рис. 74. Зависимость опереже­ ния от относительного обжатия при редуцировании в пер­ вом проходе получилась такой же, как и во всех случаях, когда деформация осуществляется в условиях Я = const, чтоимело место и в данном исследовании. Подтверди­ лось, что опережение зависит от состава металла, тем­ пературы его деформации. Как видно, численные значе­ ния опережения для стали Ст.З при Я/S = 7 оказались более низкими, чем у алюминия. Величины опережения для стали сами по себе невысокие, получились сравни­ тельно с обычными условиями довольно значительными.

125

Важной является полученная зависимость опережения от отношения Н/В. Опережение увеличивается с ростом Н/В, причем это происходит при всех значениях постоян­

ного обжатия за проход.

Так как процесс редуцирования идет с постоянным уменьшением Н/В, скоростные условия прокатки при не-

прерывном редуцировании, обусловленные влиянием са­ мого деформируемого металла, будут изменяться от пропуска к пропуску.

Всвязи с этим для поддержания оптимального ско­ ростного режима в редуцирующих агрегатах понадобит­ ся вводить соответствующие коррективы в работу агре­ гата по ходу прокатки при каждом проходе.

Вреальных условиях процесс усложнится тем, что од­ новременно с редуцированием, при котором полосы под­ вергаются обжатию по ширине, будет происходить еще

иобжатие полос по толщине, когда они будут проходить через горизонтальные валки.

Все это так или иначе будет сказываться на калиб­ ровке валков при непрерывном редуцировании.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА КАЛИБРОВКИ ВАЛКОВ

Основными элементами расчета являются сле­ дующие:

1. Одним из наиболее важных показателей калибров ки валков для редуцирования является степень заполне­ ния калибров при прокатке. По заданному суммарному

126

обжатию и отношению размеров сечения плоских слит­ ков глубину заполнения калибров можно определить по формуле

в_ 0,5

h3= 0,65м°-25 (1 Я. (6.23)

н

2. По величине h3узнают глубину ручья

представляет собой коэффициент запаса глубины. Вели­ чина hA не должна быть меньше 0,8 и больше 0,95, так

как при /1д> 0 , 9 5 возможно переполнение калибров, а при hA < 0 , 8 значительно увеличивается глубина калибров,

а следовательно, и номинальный диаметр валков, что не­ желательно.

3. По величине hA можно определить выпуск ка­ либров

При известном значении ти чтобы определить шири­ ну калибра у основания 6 Д, необходимо задаться коэф­ фициентом защемления г, который может изменяться в пределах от 0 до 1. При отсутствии защемления, когда z = 0 , ширина калибра у основания равна ширине поло­ сы, т. е. Ьд=В. Чтобы обеспечить большую устойчивость полос в калибрах нежелательно иметь Ьд>В. Нежела­ тельно также условие 2 = 1 , при котором В = ЬР, так как

127

5. В том случае, когда калибр выполняется с двойным выпуском, ширина калибра у разъема Ьр определяется по выражению

должен быть тем больше, чем выше склонность металла

куширению. По опытным данным, kz= 1,1 -4-1,2.

6.Выпуск калибра у разъема (второй выпуск) опре­ деляется по зависимости

Коэффициент k для глубоких ящичных калибров изме­ няется в пределах от 0,55 до 0,7. Большие значения k от­ носятся к более глубоким калибрам.

7. Устойчивость полосы в калибре проверяют по фор муле [см. (4.31)]:

Принимая функцию f(L/H)= 0,5 по уравнению (6.34), получим значение продольного изгиба задних концов по­ лос. Продольный изгиб в установившемся процессе и на переднем конце будет соответственно равен:

128

Чтобы избежать полной потери устойчивости, пре­ дельно допустимый продольный изгиб не должен пре­ вышать

где и — относительное обжатие в первом проходе.

При SA—S%on необходимо снизить продольный изгиб.

Это может быть достигнуто уменьшением выпуска у дна калибра т\ и увеличением k3 = 2h3/H. В тех случаях, ког­ да при изменении тх и k3 уменьшить продольный изгиб до допустимых пределов не удается, необходимо принять дополнительные меры, добиваясь того, чтобы функция f(L/H), характеризующая собой условия закрепления внешних концов, была меньше 0,5 и стремилась к нулю. Полная устойчивость металла в калибре, выражающая в отсутствии продольного изгиба, имеет место, когда

5Д=5/Я = 0.

8. Определение числа калибров. Прокатку в ящич­ ных калибрах обычно заканчивают, когда высота поло­ сы несколько больше высоты калибров, т. е. когда

Примем, что выходящая из первого калибра полоса имеет высоту h\=2nhv. Имея в виду, что

получим

или

Во втором и последующих глубоких калибрах по ана­ логии будем иметь

Обычные, неглубокие калибры применяют для про­ катки полос квадратного или прямоугольного сечений