Файл: Чижиков, Ю. М. Редуцирование и прокатка металла непрерывной разливки.pdf

ПРОТЯЖЕННОСТЬ ЗОНЫ УТЯЖКИ

Утяжка концентрируется не только в осевой зоне по середине высоты сечения. Она распространяется по всей свободной высоте редуцируемых полос. В связи с этим представляет интерес выяснить характер изменения всей

АЬ/В= 0. При обжатии в 16,55% зона утяжки начинается в точке Яд =0,36, т. е. значительно ближе к середине вы­

соты сечения и при этом достигает значения порядка АЬ/В— —0,024 по середине высоты сечения.

Форма боковой поверхности редуцируемых полос в пределах свободной ее высоты, по данным Л. Л. Мадорского!, с достаточной точностью описывается уравнени­ ем параболы следующего вида:

1 М а д о р с к и й Л. Л. Разработка и исследование процесса про­ катки сортовой трансформаторной стали. Автореф. канд. дис. М., 1970

37

где hT— расстояние от центральной оси полосы до слоя, поперечную деформацию которого необходимо определить

2

Здесь h— высоты полосы после прокатки; /г3— глубина заполнения калибра;

Дбц— поперечная деформация в осевой зоне.

Из уравнения (2.2), приравняв уширение А6 нулю, определили протяженность зоны утяжки:

0,1

О

0.1

§

^0,3

0,5

06

Рис. 15. Зависимость Л 6/2 и коэффициента ах от суммарного обжатия и

(сталь 10; # /£ =5,3; £=30 мм; установившийся процесс)

значения Аb и аь входящие в уравнение (2.4). Их за­ висимость от суммарного обжатия показана на рис. 15. Располагая этими данными, можно в первом приближе­ нии оценить и характер распределения по высоте сече­ ния возникающих в нем в результате неравномерности высотной деформации продольных растягивающих на­

38

пряжений. Для этой цели удобно пользоваться коэффи­ циентом высотного распространения утяжки:

имеет место по всей высоте сечения. Однако при реду­ цировании, которое происходит в достаточно глубоких калибрах, это невозможно, потому что часть полосы, по меньшей мере 0,2—0,25 h, находится в контакте со стен­ ками калибра. Высотное распространение утяжки зави­ сит от целого ряда факторов. При прочих равных усло­ виях наиболее значительное влияние на ky оказывает

ное распространение утяжки оказалось у трансформа­ торной стали меньше, чем у углеродистой. Это объясня­ ется более низким сопротивлением деформации трансформаторной стали.

39

Рассмотренная картина деформации осевой зоны имеет большое значение для процесса редуцирования. Наличие утяжки в осевой зоне указывает на то, что в процессе редуцирования в этой зоне действуют растя­ гивающие напряжения. В этом нет ничего нового. О на­ личии растягивающих напряжений в осевой зоне имеется много данных. Они обнаруживаются во многих слу­ чаях, например, при прокатке на блюмингах, даже ког­ да отношение Н/В— 1 и т. д. Известно также, что при неблагоприятных условиях эти напряжения приводят к внутреннему нарушению сплошности со всеми выте­ кающими для качества продукции отрицательными по­ следствиями. Однако для процесса редуцирования факт наличия утяжки важен сам по себе, так как он свиде­ тельствует о податливости металла, который под воз­ действием возникающих при деформации растягиваю­ щих напряжений свободно перемещается в направлении действия этих напряжений. Это подтверждается тем, что утяжка металла происходит по всей свободной высоте редуцируемых полос, что в свою очередь указывает на податливость контура прокатываемого сечения. В этих условиях, с одной стороны, происходит разрядка напря­ жений, что очень важно, с другой стороны, исключается возможность внутреннего нарушения сплошности метал­ ла. Благоприятное для процесса редуцирования поведе­ ние металла, его податливость можно объяснить формой сечения, малой шириной при большой высоте. Податли­ вость контура сечения, проявляющаяся при редуцирова­ нии в виде утяжки, плавно изменяющейся по свободной высоте полос, объясняет еще одно очень важное явле­ ние, имеющее огромное практическое значение, а имен­ но отсутствие морщин на боковых сторонах редуцируе­ мых полос.

Ожидалось, что в результате огромной своеобразной односторонней осадки при редуцировании на боковых сторонах неизбежно будут образовываться складки и морщины, которые должны были привести к резкому ухудшению качества поверхности металла. Однако, как показали исследования, эти дефекты на боковых сторо­ нах редуцируемых полос полностью отсутствуют. Един­ ственным объяснением этого весьма полезного факта может быть именно податливость контура сечения.

Частицы металла на боковых сторонах сечения, на­ ходясь как бы в натянутом состоянии, стремятся толь­

40

ко внутрь сечения, плавно перемещаясь по его высоте, образуя утяжку. Благодаря возможности такого пере­ мещения внутрь сечения, обусловленного как соответст­ вующими напряжениями, так и податливостью металла по всему контуру по отношению к этим напряжениям исключается неравномерное перемещение отдельных слоев по ширине и высоте сечения. А ведь только та­ кое неравномерное перемещение металла по ширине и высоте может привести к возникновению складок и мор­ щин.

ПОПЕРЕЧНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ НА КОНЦАХ ПОЛОС

Передний и задний концы полос при редуцировании деформируются в условиях неустановившегося процесса. На участках от торцов полос до перехода к установив­ шемуся процессу поперечная деформация по высоте се­ чения получается иной, чем рассмотренная выше.

Как в приконтактных зонах, так и в осевой зоне она при всех условиях получается положительной, т. е. по всей высоте сечения происходит уширение металла. По мере увеличения суммарной степени редуцирования уширение на концах полос растет, что в конечном ито­ ге, как показано на рис. 17, может привести к образо­ ванию местных лампасов (при отсутствии проглажива­ ющих проходов). Эти лампасы имеют сравнительно не­ большую протяженность, но, несмотря на это, они если не приняты меры к их устранению, приносят огромный ущерб качеству металла и резко уменьшают выход год­ ного. Хотя и в приконтактных зонах, так же как и в осе­ вой зоне концов полос, имеет место только уширение металла по длине полос, считая от их торцов, оно изме­ няется по-разному. В приконтактных зонах оно от нуля на самом торце постепенно увеличивается до значений, отвечающих условиям установившегося процесса. В осе­ вой зоне, наоборот, уширение от какого-то наибольшего значения на торце постепенно уменьшается по мере от­ даления от этого торца и на некотором расстоянии от него переходит в утяжку, характерную для установив­ шегося процесса. Наибольшее уширение на концах по­ лос изменяется по-разному с передней и задней стороны по ходу прокатки. При редуцировании без реверса оно

41

значений на переднем и заднем концах при нереверсив­ ной прокатке. Уширение на концах при прочих равных условиях зависит от выпуска калибра — оно уменьша­ ется с ростом выпуска (рис. 19).

ui>

ная

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПЕРЕЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

Обработка экспериментальных данных показала, что величину наибольшего уширения приконтактных слоев металла, при редуцировании в глубоких калибрах в ус­ тановившемся процессе можно определить в первом приближении по зависимости [15]:

Величину утяжки центральных слоев редуцируемых полос в первом приближении можно подсчитать по фор­ муле

43