Схемы деформации при прокатке
На типовом толстолистовом стане, имеющем вертикальную и горизонтальные черновую и чистовую клети, нагретый в методической печи сляб поступает в вертикальную клеть стана, в которой осуществляется обжатие сляба по боковым граням. Вертикальная клеть используется для нескольких целей: для снятия конусности слитков, если прокатка ведется из слитка; для разрыхления окалины перед гидросбивом; для формирования ширины сляба;
для получения толстых листов и плит с катаными концевыми торцами; в этом случае после прокатки в горизонтальной клети раскат кантуют на 90° и обжимают по торцам в вертикальной клети; для управления формой раската в плане.
Одной из важнейших задач является разрыхление окалины на основных поверхностях сляба. Гидросбивами, установленными за вертикальной клетью, а также после черновой клети, подающими струи воды под давлением до 150атм (15 МПа), окалина смывается с поверхности сляба. Для разрыхления окалины в вертикальных валках, очевидно, достаточно произвести только один пропуск. Однако иногда количество пропусков в этой клети увеличивают до трех-пяти в целях уменьшения ширины исходного сляба. При большом разнообразии ширин готового листа выбирать “правильную” ширину исходного сляба под каждый лист невыгодно. Мы выигрываем на том, что в вертикальной клети производим только один пропуск, но существенно проигрываем на частой смене кристаллизаторов на УНРС, на изготовлении и хранении большого парка кристаллизаторов. Рационально иметь четыре-пять разных по ширине кристаллизаторов, а более точную подгонку ширины сляба под требуемый лист осуществлять в вертикальной клети. Можно более строго поставить оптимизационную задачу на минимизацию суммарных затрат на работу с кристаллизаторами и на вертикальные пропуски на стане. В результате ее решения получится оптимальный парк кристаллизаторов и определится количество вертикальных пропусков для каждого типоразмера листа.
После вертикальных пропусков в черновой горизонтальной клети кварто осуществляются протяжные пропуски. При этом направление прокатки по- прежнему совпадает с длиной сляба. В этих пропусках решают две задачи. Во- первых, стремятся максимально проработать сечение сляба с тем, чтобы устранить литую структуру, измельчить зерно, получить равномерную катаную структуру по всему сечению. В этих пропусках применяют максимально возможные степени обжатия за проход. Во-вторых, протяжные пропуски необходимы для придания листу правильной прямоугольной формы в плане.
Если сляб представить в виде отдельных горизонтальных слоев, расположенных на расстоянии у от центра (рис. 15.6, а), то прорабатываемостью Пг каждого слоя будет называться та суммарная степень деформации, которую получает этот слой за весь цикл прокатки сляба:
где е] — интенсивность деформации в слое с координатой у в некотором пропуске, и интегрирование следует понимать как суммирование деформации по всем пропускам.
Рис. 15.6. Поперечное сечение толстого листа (а), прорабатываемое^ слоев (б) на высоком (кривая /) и среднем и низком (кривая 2) очаге деформации
Можно записать
Числитель представляет собой энергию деформации. Для горячей прокатки интенсивность напряжений отравна пределу текучести материала ол., который можно считать величиной постоянной. Отсюда вывод: чем больше энергии затрачивается на деформацию слоя и меньше предел текучести металла (чем мягче металл), тем больше прорабатываемость слоя. При прокатке в первых пропусках ггрорабатываемость слоев уменьшается по направлению от поверхности сляба к его середине (рис. 15.6, б, кривая 1), так как очаг деформации высокий и фактор ///?„„, определяющий высоту очага деформации, меньше или близок к 1. По мере уменьшения толщины раската фактор 1/Иср увеличивается, и очаг деформации переходит в разряд средних, когда, наоборот, центральные слои прорабатываются более интенсивно, чем поверхностные (см. рис. 15.6, б, кривая 2).
Суммарная прорабатываемость отдельных слоев за все пропуски может быть разной при прокатке листов разной толщины. При прокатке тонких листов она достаточна высока по всем слоям. Но при прокатке толстых листов и плит центральные слои могут быть недостаточно проработаны. Существует минимальная прорабатываемость П,, ниже которой свойства металла остаются низкими, так как в центральных слоях сохраняется структура литого металла. При прорабатываемое™ П, и выше структура становится более однородной и мелкозернистой, характерной для катаного металла, поэтому желательно во всех слоях получить прорабатываемость выше П,.
В протяжных пропусках катают металл с максимальными обжатиями, чтобы обеспечить высокую прорабатываемость центральных слоев металла. Тем не менее на толстых листах и плитах свойства металла по высоте могут различаться. Для таких листов оговаривается, что при сдаточных испытаниях должны фиксироваться свойства листа в слое, расположенном на расстоянии 2 у/И = 1/3.
Протяжные пропуски могут решать еще одну задачу. Поскольку на исходных слябах высота и ширина очень нестабильны, что связано с условиями разливки сляба, то при прокатке листов режимы обжатия и в конечном счете высота и особенно ширина листа могут колебаться в широких пределах. После протяжных пропусков размеры сляба становятся строго определенными. Это обеспечивает стабильное выполнение расчетных режимов обжатия в последующих пропусках, что особенно важно для автоматизации управления процессом прокатки.
После протяжных пропусков возможно несколько схем прокатки листа.
