РАЗДЕЛ 2
ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПРИ ХОЛОДНОЙ РОЛИКОВОЙ ПРОКАТКЕ
2.1. Разработка новых режимов деформирования при холодной непрерывной периодической роликовой прокатке
При роликовой прокатке выделяют две зоны деформирования: по диаметру и по стенке.
Для снижения цикличности процесса производства труб необходимо создать условия для увеличения обжатий как по диаметру, так и по стенке. Увеличение зон редуцирования, обжатия и калибрования ограничено в однорядных процессах конструкцией стана (один ряд планок).
В многорядных непрерывных процессах (рис. 2.1) имеются дополнительные возможности увеличения длины конуса раскатки, варьирования зонами деформирования и их длинами (два, три ряда планок).
Рис. 2.1. Схема конуса раскатки с увеличенной зоной редуцирования и послойным деформированием объема подачи:
АБ, БЗ, ГИ ? зоны, соответстенно, редуцирования; обжатия стенки, калибрования;
L1, L2, и Lп ? зоны действия, соответственно, первого и второго ряда роликов и зона перекрытия действия рядов;
ЕДГЗ и АБВГДЕЖ ? соответственно верхний и нижний слой объема подачи, которые обжимаются вторым и первым рядом роликов
Повышение деформации по диаметру с повышением дробности деформации предложено выполнять при использовании увеличенной зоны редуцирования с меньшей интенсивностью деформирования (рис. 2.1 и 2.2).
Рис. 2.1. Схема обжатия по диаметру в однорядном процессе:
Lр. ? длина зоны редуцирования однорядного процесса;
? угол наклона образующей в зоне редуцирования однорядного процесса холодной периодической роликовой прокатки;
? обжатие по диаметру в однорядном процессе холодной периодической роликовой прокатки
Для непрерывной периодической роликовой прокатки параметры увеличенной зоны редуцирования выбрали такими, чтобы повышенное до двух раз обжатие по диаметру выполнялось на длине в 3-4 раза большей, чем при однорядной прокатке.
Обжатие по диаметру выполняется менее интенсивно (рис. 2.3), так как угол наклона образующей конуса раскатки меньше чем для процесса однорядной роликовой прокатки.
Это повышает дробность деформации.
Это, также, дает возможность осуществлять дополнительно обжатие по диаметру в процессе непрерывной периодической прокатки с величиной, достаточной для того, чтобы устранить в производстве особотонкостенных труб одно безоправочное волочение и сопровождающие его другие процессы (до 40 наименований).
Рис. 2.3. Увеличенная зона редуцирования для условий непрерывной периодической роликовой прокатки;
Lр.у. ? увеличенная длина зоны обжатия по диаметру в процессе непрерывной периодической роликовой прокатки;
? угол наклона образующей в увеличенной зоне редуцирования;
? обжатие по диаметру в процессе непрерывной периодической роликовой прокатки с увеличенной зоной редуцирования
Обжатие стенки труб с увеличенной дробностью деформации предложено выполнять за счет послойного деформирования объема подачи разными рядами роликов в зоне перекрытия действия рядов (рис. 2.1).
Дробностью деформации называют количество обжатий, которые претерпевает металл до получения конечного размера изделия.
В процессе периодической прокатки значение коэффициента дробности деформации nд определяют по формуле(2.1) [22, 24].
, (2.1)
где ? длина зоны обжатия конуса раскатки;
? подача;
? суммарный коэффициент вытяжки
Для повышения дробности деформации по толщине стенки обжатие объема подачи металла предложено выполнять послойно разными рядами роликов в зоне перекрытия действия рядов. При этом, при всех других неизменных параметрах, мгновенные относительные деформации уменьшаются, а дробность деформации растет приблизительно в число раз, которое равняется количеству использованных в деформации рядов роликов. Уменьшается также неравномерность деформации.
Уменьшение неравномерности деформации приводит к возможности более полного использования ресурса пластичности. Такая схема обжатий дает возможность выбирать оптимальные величины подач при повышенной деформации.
При периодической роликовой прокатке увеличение коэффициента дробности деформации приводит к уменьшению деформацией в мгновенном очаге и уменьшению неравномерности деформации.
Использование процесса с уменьшенными обжатиями в мгновенном очаге деформации позволяет снижать развалку роликов, а, значит, уменьшать разностенность прокатанных труб.
Однорядные процессы холодной периодической прокатки роликами имеют значения коэффициентов дробности деформации достаточные для получения заданной техническими условиями точности труб.
Увеличение дробности деформации позволяет, в случае неизменной подачи и суммарного коэффициента вытяжки, получать трубы с меньшей разностенностью. Такие результаты получены при использовании однорядных процессов холодной периодической валковой прокатки с увеличенной длиной обжимной зоны (конуса раскатки) и при использовании двухрядных процессов и роликовой прокатки с разделением зон действия рядов.
Коэффициент дробности деформации примем для однорядного процесса холодной периодической роликовой прокатки с длиной зоны обжатия L0 (рис. 2.4) равным.
Рис. 2.4. Схема для определения коэффициента дробности деформации в однорядном процессе периодической роликовой прокатки:
L0 ?длина обжимной зоны;
m ? подача
Согласно вышеприведенной формуле (2.1) по определению коэффициента дробности деформации, при прочих равных условиях дробность деформации пропорциональна длине обжимной зоны конуса раскатки.
Тогда, для однорядного процесса с удлиненным конусом раскатки Lу. (рис. 2.5), значение коэффициента дробности деформации в зависимости от значения коэффициента дробности деформации для однорядного процесса определится по зависимости (2/2):
, (2.2)