РАЗДЕЛ 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ФОРМЫ РАСКАТОВ В ПЛАНЕ С ПРОФИЛИРОВАНИЕМ ИХ ШИРОКИХ ГРАНЕЙ ПРИ ПРОКАТКЕ В ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ВАЛКАХ ЧЕРНОВОЙ КЛЕТИ
2.1. Обобщенная схема способов управления формой раскатов в плане
На основании проведенного анализа существующих способов управления формой раскатов в плане, которые предназначены для сокращения потерь металла с концевой и боковой обрезью, нами предложена обобщенная схема классификации способов управления формой раскатов в плане, в основу которой положены принципы их реализации (рис.2.1).
Базисом разработанной схемы была принята классификация способов управления приведенная в работах [25, 41], согласно которой все способы управления формой раскатов в плане можно разделить на исправляющие и компенсирующие. Особенностью же предложенной нами схемы является разделение всех компенсирующих способов на две подгруппы: технологические компенсирующие способы и управляющие компенсирующие способы.
Для классификации компенсирующих способов послужило их различие по принципу реализации. Если при реализации технологических приемов в течение прохода межвалковый зазор в горизонтальной или вертикальной клети постоянен, то компенсирующие способы называются технологическими, а если переменный - то управляющими.
Такие способы управления формой раскатов в плане основаны на создании неравномерности обжатия по ширине, которая в свою очередь может быть достигнута переменным обжатием по длине раската, профилированием угловых участков сляба, а также прокаткой в скрещенных валках.
Рис.2.1. Схема классификации способов управления формой раскатов в плане по принципу их реализации.
Хотя в большинстве случаев профилирующие обжатия обладают малой эффективностью по влиянию на искажение прямоугольной формы в плане, технологические операции профилирования обеспечивают раскату после его кантовки на 900 (или без нее для случая профилирования в скрещенных валках) форму поперечного сечения, существенно влияющую на форму раската в плане в последующих проходах. Поэтому особое внимание следует уделить реализации профилирования в соответствии с отмеченными выше управляющими способами прокатки с точки зрения получения определенной формы продольного или поперечного сечения раскатов перед их обжатием в компенсационных проходах.
2.2. Экспериментальные исследования образования формы раскатов в плане, их продольного и поперечного сечения при различных способах продольного профилирования
2.2.1. Форма раскатов в плане и их продольное сечение при прокатке "на угол" с переменным обжатием в проходе на части длины раската. После профилирования сляба обжатием его угловых участков раскат приобретает форму в плане представленную на рис.2.2. В силу особенностей прокатки "на угол" вместо фактического продольного сечения спрофилированного раската удобно рассматривать его диагональное сечение. Форма диагонального сечения раската после операций профилирования, полученная за счет постоянных угловых обжатий (без изменения зазора валков в процессе прокатки), обусловлена наличием резкого увеличения толщины диагонального сечения (рис.2.3).
Такое сечение не позволяет после кантовки раската на 900 и проглаживания получить компенсационную форму концов раската (рис.2.4) для ее дальнейшего в процессе прокатки максимального приближения к прямоугольной. Поэтому, для реализации способа прокатки с профилированием широких граней угловыми обжатиями целесообразно проводить профилирование с переменным обжатием угловых участков. При таком профилировании форма диагонального сечения раската приобретает плавные очертания (рис.2.5), что позволяет в последующих проходах получить рациональную форму компенсационной вогнутости торцов раската.
Рис.2.2. Форма раската в плане после профилирования сляба обжатием его угловых участков:
fmр - стрела вогнутости концов раската.
Рис.2.3. Диагональное сечение раската, спрофилированного равномерным обжатием угловых участков сляба.
Кроме того, предложенный нами способ профилирования [88, 89] обеспечивает возможность применения подшипников жидкостного трения, которые нельзя было бы использовать в случае сечения, обусловленного наличием резкого увеличения толщины (рис.2.3), т.к. такие подшипники не допускают остановки рабочих валков под нагрузкой.
Рис.2.4. Форма спрофилированного раската в плане после его кантовки на 900 и проглаживания.
Рис.2.5. Диагональное сечение раската, спрофилированного переменным обжатием угловых участков сляба.
2.2.2. Продольное сечение раската при профилировании толщины по длине раската. На первых стадиях исследован способ прокатки толстых листов с управлением формой раскатов в плане за счет профилирования толщины раската по его длине с обжатием, линейно увеличивающимся от его концов к середине длины при варьировании различным соотношением длин спрофилированной части раската и его общей длины. Для этого была введена переменная, которая учитывает долю спрофилированной части раската от его общей длины (2lпр/L, где lпр - длина участка профилирования с одной стороны по длине сляба). На рис.2.6 показано продольное сечение раската спрофилированного в продольном проходе.
Рис.2.6. Продольное сечение раската, спрофилированного переменным обжатием толщины по длине раската:
- трапециевидный профиль;
- параболический профиль.
Однако, как показали исследования, при варьировании этим фактором после "разбивки ширины", форма концов не всегда получалась желаемой, а иногда даже негативно сказывалась на конечную форму листового раската, что не позволяло достичь максимального приближения формы раската в плане к прямоугольной.
На основании того, что форма кривой, ограничивающей концы раскатов после прокатки в горизонтальных валках с достаточной точностью описывается выпуклой параболой второго порядка [30, 31], нами принято, что компенсацию металла в угловых участках такого раската наилучшим образом обеспечит зеркальная вогнутость, к