Формирование профиля в протяжных и уширительных пропусках
Воспользуемся анализом характера напряженно-деформированного состояния при прокатке широких листов, проведенным в разд. 5.1. По ширине листа деформация неравномерна. Рассмотрим сначала установившийся процесс прокатки, когда за пределами очага деформации имеются большие внешние зоны (“жесткие концы”). Кубик металла, выделенный в точке В в средней по ширине части (рис. 15.11), не может перемещаться в ширину, гак как этому препятствуют поперечные силы трения. Весь металл устремляется в вытяжку.
Рис. 15.11. Характер напряженно- деформированного состояния металла в середине и по кромке при прокатке листа
В точке А, расположенной вблизи кромки, металл имеет возможность смешаться как в длину, так и в ширину, поскольку силы трения в поперечном направлении на кромках быстро падают до 0. Но за счет взаимодействия с недеформируемыми внешними (“жесткими”) концами деформация по ширине выравнивается. Металл из прикромочных областей вынужден течь в длину, уширения не происходит. Но в точке А', расположенной также на кромке, но на расстоянии от конца листа не более длины дуги захвата, с одной стороны “жесткий конец” отсугствует. Металл имеет возможность течь и в длину, и в ширину. В точке В' он по-прежнему течет только в длину. За счет этого концы листа приобретают форму веера и языка. Обычно термином “веер” обозначают эффект расширения концевого участка полосы, а термин “язык” отражает форму торца этого участка. Язык и веер тем более выражены, чем больше пропусков осуществлено в одном направлении и больше суммарная деформация за все пропуски при малой степени деформации в одном пропуске. При прокатке толстых раскатов описываемые эффекты выражены в большей мере, чем тонких. На тонких раскатах (уже в продольных пропусках) расширение концевых участков (веер) почти не наблюдается, но язык образуется, и его протяженность тем выше, чем больше суммарная деформация в продольных пропусках.
В протяжных пропусках мы сталкиваемся с обоими эффектами. Лист приобретает форму языка и веера, и чем больше суммарная высотная деформация в этих пропусках, тем больше искажается его форма.
Эго явление можно использовать для формирования листа в плане. Так как после вертикальных пропусков, точнее, после первого протяжного пропуска концы сляба заужены (см. рис. 15.10), то можно скорректировать их форму в протяжных пропусках, подобрав такое суммарное обжатие в них, при котором сляб приобретает практически прямоугольную форму. В этом случае можно отказаться от обжатия торцов сляба в вертикальных валках. Однако требуемые обжатия в протяжных пропусках обычно оказываются за пределами необходимых по технологии.
Выравниванию геометрии листа в плане способствует также оптимальное соотношение обжатий в протяжных и уширительных пропусках. Обозначим высотную деформацию за все протяжные пропуски А.п, а за все уширительные пропуски X:
где /гс, Ии и Л — соответственно высота исходного сляба, раската после протяжных и уширительных пропусков.
Допустим, перед прокаткой в протяжных пропусках сляб имел прямоугольную форму в плане. После протяжных пропусков концы его стали веерообразными и приобрели форму языка. После кантовки при прокатке в уширительных пропусках форма полосы начнет выправляться. Исследования показывают, что при вытяжке в уширительных пропусках Ху, примерно равной вытяжке Я.п в протяжных пропусках, форма листа в плане после уширительных пропусков приближается к прямоугольной. Условием получения прямоугольной полосы в этом случае считается равенство X = А,п.
Таким образом, за счет режима обжатия можно обеспечить почти прямоугольную форму раската в плане после уширительных пропусков, а так как на тонких листах в продольных пропусках форма листа искажается мало, то об- резь на готовом листе будет небольшой. Прокатка должна проводиться по следующей схеме: обжатие боковых граней в вертикальных валках за несколько пропусков — один пропуск в горизонтальных валках — кантовка — обжатие торцов в вертикальных валках — кантовка — протяжные пропуски в горизонтальных валках — кантовка — разбивка ширины в уширительных пропусках с вытяжкой, равной вытяжке в протяжных пропусках, — кантовка — прокатка в продольных пропусках. При такой схеме прокатки существенно уменьшается не только обрезь, но и разброс ширины раскатов в партии, процесс практически полностью стабилизируется. Однако при этом существенно падает производительность.
Кроме того, практически не удается создать равные вытяжки в протяжных и уширительных пропусках, так как при этом необходимо выбирать очень короткие слябы, и производительность стана также падает. Предпочитают иметь максимально длинные слябы, насколько позволяет длина бочки валков в уширительных пропусках, при этом прокаткой в протяжных пропусках невозможно компенсировать искажение формы в уширительных пропусках.
