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

ры. На рис. 21 приведены результаты замеров, показы­ вающие распределение вытяжек по длине полосы с от­ ношением сторон сечения Н/В= 4. Кривые характеризу-

Расстояние от торца

Рис. 21. Распределение продольной деформации (вытяжка

1 — приконтактные слои; 2 — промежуточные слои; 3—осе­ вой слой

ют поведение приконтактных промежуточных и осевых слоев металла в продольном направлении в двух разрезах по ширине сечения. По ним видно, что вытяжки раз­ личных слоев по высоте сечения получились различны­ ми только на концах полос. В установившемся же про-

45

цессе вытяжки были одинаковыми у всех слоев. Осевые слои у кондов полос подвергались меньшей вытяжке, чем все остальные слои. Это естественно, однако сами вытяжки во всех случаях были положительными, т. е. больше единицы. Это важное обстоятельство, показыва­ ющее, что при редуцировании утяжка в продольном на­ правлении отсутствует.

На рис. 22 показано распределение вытяжек в приконтактной и осевой зонах по длине полос, сечения ко­ торых характеризовались отношением сторон, равном 5 и 9. Здесь так же, как и в предыдущем случае, на кониах полос имеет место значительная разница в вытяж­ ках контактных и осевых слоев металла. Даже при отношении сторон сечения Н/В= 9, судя по величине вы­ тяжек, утяжка в продольном направлении отсутствова­ ла. Наличие экстремумом на кривых распределения вы­ тяжек имеет свое объяснение. Оно связано с изгибом самого торца и его формой. Правильность хода кривых, показанных на рис. 22, легко доказывается. Отсутствие этих экстремумов на кривой рис. 21 связано с тем, что замеры у самих торцов в этом случае не производились.

Сравнение между собой приведенных кривых позво­ ляет сделать вывод о том, что деформированное состоя­ ние, оцениваемое распределением вытяжек по длине по­

лос, для полос с различным отношением Н/В различает­ ся только количественно.

Существенный интерес представляют и кривые рас­ пределения вытяжек по длине полос при редуцировании в несколько проходов (рис. 22,6). При неизменном ка­ чественном характере кривых с увеличением суммарно­ го обжатия в каждом данном сечении по длине полосы . растет величина разности между вытяжками приконтактных и осевых слоев. Не вдаваясь в детальный ана­ лиз полученных данных, отметим только, что такой ха­ рактер распределения вытяжек по длине полосы при редуцировании обусловливает особую форму самих кон­ цов полос. Если в начальном состоянии торцы прокаты­ ваемых полос перпендикулярны к их оси по длине — для пепрерывнолитых слябов это является правилом —, то благодаря особым условиям деформации полос по их длине в результате того, что вытяжка приконтактных слоев превышает вытяжку осевых слоев, эти торцы из­ гибаются и принимают форму воронки.

Сама длина полосы на характер распределения де-

46

формации по ее длине не влияет. Когда имеется участок установившегося процесса, независимо от длины этого участка распределение вытяжек по длине получается одинаковым (рис. 23).

/ ?з и 6 78 9юн/рем/sisг7/$isI •.■ з я я м ш ш м я я ж т я м м н ш

L^S/Омм

о н а п р я ж е н н о м с о с т о я н и и при р е д у ц и р о в а н и и

О характере напряженного состояния по сечению вы­ соких узких полос с отношением сторон сечения свыше 2 данные в литературе отсутствуют. Это и понятно, по­ скольку процесс редуцирования, при котором такие полосы (на практике это преимущественно непрерывноли­ тые слябы с Я /5 > 3) подвергаются значительной дефор­ мации с целью уменьшения их большой стороны, нахо­ дится только в стадии становления и еще мало изучен. Условия деформации таких полос весьма необычны. Например, практически'будет осуществляться редуциро­ вание непрерывнолитых слябов сечением 2300X300 мм.

48

гичным. При практически достижимых значениях Н/Б, как методом моделирования, так и непосредственно в производственных условиях нарушение сплошности внут­ ри сечения не обнаруживали.

Несмотря на это, вопрос о возникающих при редуци­ ровании напряжениях, особенно напряжений растяже­ ния, остается весьма актуальным. Как известно, пока еще отсутствуют прямые способы определения напряже­ ний в металле, деформируемом в горячем состоянии. Поэтому характер напряженного состояния по сечению высоких узких полос определяли косвенным путем [19,

20, 66].

1. По рентгенограммам, аналогичным показанной на рис. 22, построили кривые нарастающих высотной, про­ дольной и поперечной деформаций; по этим кривым можно проследить характер измерения деформирован­ ного состояния в очаге деформации при редуцировании

(рис. 25).

Деформация, как видно, начинается до входа в вал­ ки примерно на расстоянии 1,01Л от плоскости входа в валки и заканчивается после выхода из валков на рас­ стоянии 0,2—0,3 /д от линии центров. Интенсивность де­ формации каждого элементарного слоя по длине факти­ ческого очага не остается постоянной. У каждого слоя имеются области наибольшей интенсивности деформа­ ции, причем для различных слоев расположение этих областей различно по длине очага деформации.

В средней части очага кривые нарастающей дефор­ мации приконтактных слоев имеют горизонтальный уча­ сток. По сравнению с другими наиболее равномерно де­ формируются осевые слои металла.

Построили также кривые и эпюры распределения скоростей продольного перемещения металла в различ­ ных точках очага деформации (рис. 26).

Скорость продольного перемещения металла в оча­ ге деформации определяли по равенству секундных объ­ емов, проходящих через любое вертикальное сечение:

vx fx = /о.

(2.9)

vx = v0y , IX

где v0, vx— скорости продольного перемещения до входа в очаг деформации и в данном се­ чении;

/о, fx— площади поперечного сечения элементар­ ного слоя до входа в очаг и в данном се­

чении;

г

%х — —---- нарастающая вытяжка элементарного слоя

f x

52

Как видно, перед входом в валки и непосредственно при входе максимальная скорость перемещения наблю­ дается у серединных слоев (7), минимальная у проме­ жуточных (2). После входа в очаг деформации скоро­ сти приконтактных слоев (1) начинают резко увеличи­ ваться.

Выравнивание скоростей наблюдается в криволиней­ ном сечении п—п.

Во второй половине очага максимальную скорость имеют промежуточные слои. Выравнивание скоростей продольного перемещения происходит за выходом из валков, на расстоянии примерно 0,2—0,3/д от линии центров.

Используя методику работы [66], определили напря­ жения по сечению полосы при редуцировании. Необхо­ димые по этой методике значения ускорений для всего сечения и каждого слоя в этом сечении определяли как тангенсы углов наклона касательных к кривым измене­ ния соответствующих скоростей.

Предположительная схема напряженного состояния в очаге деформации, согласно полученным данным представлена на рис. 26.

2. Превращение круглого отверстия в эллиптическое при прокатке происходит под воздействием сжимающих напряжений по высоте, растягивающих или сжимающих продольных напряжений и вытяжки всей полосы. Влия­ ние вытяжки можно исключить, разделив длину про­ дольной оси отверстия на вытяжку в данном проходе.

Величину суммарной деформации отверстия по гори­ зонтальной оси определяли по выражению

53