Характер деформации металла при прокатке

На блюминге и слябинге преобладают высокие очаги деформации, для которых характерны отношения длины очага деформации / к средней толщине раската й_ср в пределах 1/И_ср = 0,1-1,0. В связи с этим в поперечном сечении слитка деформация металла протекает крайне неравномерно, и этой неравномерностью определяются все главные силовые и деформационные характеристики процесса. На высоких очагах силы трения практически не влияют на характер деформации.

На средних очагах деформации, которые возможны на блюминге и слябинге в последних пропусках, наоборот, характер течения металла практически полностью определяется распределением сил трения на контактной площадке.

В разд. 4.2 показано, что на высоких очагах неравномерность деформации по высоте слитка приводит к тому, что форма поперечного сечения раската приближается к форме двойной бочки. Пассивные центральные зоны, в которые не проникает активная деформация от действия прокатных валков, препятствуют удлинению металла активных зон, и в последних возрастает уширение. Чем выше очаг деформации (меньше ///?_ср), тем уширение больше в активных и меньше в пассивных зонах (см. рис. 4.9). При переходе к средним очагам (///?_ср > 1) взаимодействие между зонами исчезает, но за счет сил трения, степень развития которых возрастает с увеличением 1/И , уширение растет как в центральных, так и в крайних по высоте слоях, но в центральных слоях оно выше, чем в приконтакгных.

Такой характер деформации металла очень невыгоден на слябинге. При прокатке в вертикальных валках очаг деформации очень высокий. В приконтакт- ных зонах металл практически целиком устремляется в ширину, образуя на основных гранях сляба большие наплывы (рис. 9.15, а). При прокатке такого раската в горизонтальных валках наплывы раньше основной массы металла касаются валков и вынуждены течь в ширину, образуя наплывы на боковых гранях (рис. 9.15, б). Практически на слябинге с наплывами бороться невозможно, хотя при соответствующих режимах обжатия их можно уменьшить. Для этого необходимо увеличивать обжатия при прокатке в горизонтальных валках, увеличивая фактор //А_ср, а в вертикальных валках, наоборот, обжатия должны быть малыми. При таких обжатиях вертикальные валки только слегка обжимают наплывы, выравнивая их. Опыт прокатки на слябинге КарМК показывает, что таким способом удается существенно уменьшить величину наплывов на слябах. Однако конечный сляб будет всегда непрямоугольным. По данным завода им. Ильича (г. Мариуполь) на существующем там слябинге высота наплывов на слябе достигает 18 мм. Это большой недостаток катаных слябов по сравнению с литыми.

Рис. 9.15. Форма сляба после прокатки в вертикальном (а) и горизонтальном (б) гтопуске

Так как катаный сляб далее нагревается в методической печи листового стана, то для проталкивания садки через печь лучше иметь прямой боковую кромку сляба (см. рис. 9.15, а), следовательно, заканчивать прокатку на слябинге следует в вертикальных валках.

Рассматривая ранее (см. разд. 4.2) силовую картину деформации, мы пришли к выводу, что на высоких очагах деформации давление металла на валки повышается с ростом высоты полосы (с уменьшением фактора //Л_ср).

Отношение характеризует влияние подпора активных зон на

увеличение давления металла на валки (как следствие неравномерности деформации). Оно называется коэффициентом подпора. На высоких очагах деформации (формула Смирнова). На средних очагах, когда активные зоны смыкаются, и₃= 1.

На средних очагах деформации при снижении высоты очага деформации давление металла на валки увеличивается из-за сил трения на контактных поверхностях. Отношение

характеризует влияние сил трения на давление металла на валки.

Ранее также отмечено, что при прокатке на блюминге и слябинге активные зоны металла, благодаря дополнительному подпору, могут находиться в состоянии трехстороннего сжатия, что благоприятно сказывается на пластичности металла. Наоборот, дополнительные растягивающие напряжения в пассивных зонах снижают пластичность металла, поэтому в центральных зонах раската возможны трещины. При прокатке в условиях средних очагов деформации появившиеся ранее трещины могут завариваться. Но при их окислении они, наоборот, раскрываются и выходят на поверхность раската.

Таким образом, при прокатке на блюминге и слябинге со всех позиций вредны малые обжатия, обеспечивающие высокие очаги деформации. Необходимо деформировать металл с максимально возможными обжатиями, особенно в первых пропусках, когда высота проката еще велика.