Вы здесь

Елементи теорії та розробка технології стабі-льного процесу високих штаб з однозонним плином металу

Автор: 
Землянова Світлана Станіславовна
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2002
Артикул:
0402U000903
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

ГЛАВА 2
Экспериментальное исследование опережения
в различных условиях прокатки
2.1. Условия проведения опытов
Как показал литературный обзор, при прокатке высоких полос недостаточно
проанализированы предельные условия захвата и их связь с опережением. Несмотря
на то, что длина очага деформации представляет собой зону отставания, и резерв
для роста сил трения, согласно теории, уже исчерпан, процесс может протекать
устойчиво. Какие факторы обеспечивают это равновесие, за счет каких силовых
параметров оно существует? Для того, чтобы приблизиться к ответу на этот
вопрос, нами было выполнено экспериментальное исследование опережения в
различных условиях деформации.
Опыты проводили на лабораторном стане дуо 180 на валках с гладкой бочкой
диаметром 195 мм. Валки были изготовлены из стали 40Х. Скорость прокатки
равнялась м/с. В эксперименте использовали свинцовые образцы. Свинец в качестве
испытуемого материала при моделировании горячей прокатки применяли для того,
чтобы избежать ошибок, связанных с температурным расширением металла при
измерении опережения.
Изготовление образцов включало получение отливок прямоугольного поперечного
сечения, которые подкатывали с обжатием 10%, после чего подвергали механической
обработке на строгальном станке. Перед проведением прокатки каждый образец
промывали растворителем и насухо протирали ветошью. Аналогично подготавливали к
опытам и поверхность рабочих валков. Всего прокатали 130 образцов. В основном
образцы имели ступенчатую и клиновидную форму (рис. 2.1). В опытах применяли
также и прямоугольные образцы.
Опережение определяли керновым методом, для чего на поверхности обоих валков с
помощью делительной головки через каждые 10 мм были нанесены керны. Расстояние
между керновыми отпечатками на прокатанных образцах измеряли с помощью
отсчетного микроскопа "Мир - 25" при 25 – кратном увеличении. Опережение
рассчитывали по следующей формуле:
, (2.1)
где - расстояние между метками на полосе и валках соответственно.
Следует отметить, что в опытах измеряли мгновенное опережение, соответствующее
каждому керну по длине прокатываемой полосы. Значение текущего угла захвата
соответствующее зафиксированному опережению, определяли из условия постоянства
объема деформируемого металла.
Точность эксперимента оценивали по методике, предложенной в [56]. Как показали
расчеты, ошибка при измерении опережения и уширения составляет не более 5%.
2.2. Анализ результатов опытного исследования опережения
2.2.1. Прокатка образцов в гладких валках
В первой серии опытов исследовали изменение опережения по длине прокатываемых
полос, параметр формы которых изменялся в широком диапазоне от 0,75 до 5,0. При
этом деформации подвергали ступенчатые образцы начальной шириной До прокатки их
размеры были следующими: наименьшая высота ступеньки наибольшая высота
ступеньки Заметим, что высота каждой последующей ступеньки была на мм больше
предыдущей. Длина ступеньки длина образцов . Значения начальных углов захвата
находились в пределах рад. Шероховатость валков отвечала 8-му классу чистоты
поверхности.
Эксперимент показал, что характер изменения опережения одинаков как для
верхнего, так и для нижнего валка. Поэтому ограничимся анализом полученных
зависимостей только на верхнем валке.
На графиках рис. 2.2 приведены результаты исследования изменения опережения S
по длине деформируемого металла при увеличении текущего угла захвата. При
прокатке образцов на конечную толщину 1 и 4 мм (кривые 1, 2) изменение
опережения соответствует принятым в теории положениям [4, 31]. В частности, с
увеличением опережение уменьшается, так как уменьшается обжатие в зоне
опережения, и объем металла, смещенный по длине полосы, по отношению ко всему
объему полосы, в данной зоне уменьшается [31]. Зависимость опережения от
толщины полосы может быть представлена в виде следующей формулы [4]:
, (2.2)
где - угол нейтрального сечения. А так же
, (2.3)
где - абсолютное обжатие в зоне опережения.
Из формулы (2.3) следует, что опережение численно равно относительному обжатию
в зоне опережения [4]. Кроме того, в предельных условиях прокатки, перед
буксованием металла в валках, S принимает нулевое значение, что свидетельствует
о полном использовании резерва сил трения.
Отличительной чертой прокатки относительно высоких полос (кривая 3) являлось
то, что процесс протекал устойчиво при скорости выхода полосы из очага
деформации меньше линейной скорости вращения валков. Параметр формы при
прокатке металла конечной толщиной мм изменялся в пределах . Необходимо
подчеркнуть, что при деформации металла с отрицательным опережением 5…7%
равновесие в очаге деформации между втягивающими и выталкивающими силами не
нарушалось, хотя резерв сил трения, казалось бы, давно исчерпан. Первые
признаки пробуксовки полосы наблюдались при опережении .
Результаты описанного эксперимента убеждают в том, что при прокатке тонких
полос в относительно гладких валках процесс обрывается при опережении, равном
нулю. Но при деформации толстых полос пробуксовки начинаются при значительном
отрицательном опережении, и общеизвестное условие не является предельным
условием захвата.
2.2.2. Прокатка в валках с загрубленной поверхностью
Во второй серии опытов осуществляли прокатку образцов с получением относительно
высоких полос при более жестких условиях трения в очаге деформации. Поверхность
валков загрубляли непосредственно на стане грубой наждачной бумагой, ее чистота
соответствовала 7-му классу.
Деформации подвергали ступенчатые и клиновидные полосы. Начальные размеры
ступенчатых полос составляли: наименьшая высота ступеньки 17 34 41 мм
наибольшая выс