Развитие научных основ, создание и реализация эффективных технологий прокатки низколегированных стальных полос и листов с повышенными потребительскими свойствами (06.04.2009)

Автор: Денисов Сергей Владимирович

Сравнение экспериментальных данных с расчетными

Параметр Эксперимент Расчет МКЭ Отклонение, %

Высота наплыва, мм 4,7 5,0 6,4

Протяженность наплыва, мм 35,0 38,0 8,6

Утолщение на контакте с валками, мм 4,1 4,5 9,8

Дополнительное уширение, мм 3,0 3,2 7,4

Естественное уширение, мм 1,20 1,31 9,2

В итоге модель показала высокую сходимость результатов по толщине приконтактных наплывов и расположении их от края образцов. Отклонение расчетной толщины наплыва от опытной составляет 6,4%. Относительная погрешность при определении дополнительного уширения не превышает 7,4%, при определении естественного уширения – 9,2%.

Моделирование процесса деформации сляба с поперечной трещиной на боковой грани проводили методом конечных элементов с использованием феноменологической модели накопления повреждений и разрушения В.Л. Колмогорова. Исследование проводили на основе разработанной модели для материала сталь Х70.

Степень использования запаса пластичности в данной области по критерию В.Л. Колмогорова больше единицы, что говорит о том, что возможен дальнейший рост уже имеющейся трещины (см. рис. 2).

Рис. 2 – Степень использования запаса пластичности в области трещины

При деформации сляба в вертикальных валках чернового окалиноломателя с гладкой бочкой происходит образование мощных наплывов в прикромочной зоне. Металл смещается преимущественно в вертикальном направлении. Далее, в процессе прокатки в горизонтальных валках развивается значительное уширение раската. При этом происходит переход металла с боковых граней на контактную поверхность с горизонтальными валками. Величина перехода металла с каждой боковой грани составляет 7 мм при использовании вертикальных валков с гладкой бочкой.

Особенности формоизменения раската при последовательном обжатии в вертикальных калиброванных валках и горизонтальных валках клети дуо. При использовании калиброванных валков происходит смещение наплывов в направлении середины раската. Высота наплывов значительно меньше, чем при использовании вертикальных валков с гладкой бочкой. При этом перемещение металла боковых граней в вертикальном направлении невелико, т.е. калибр способствует удержанию дефектов сляба в прикромочной зоне. Далее, при обжатии в горизонтальных валках развивается уширение раската. Однако, оно значительно меньше, чем по первому варианту прокатки. Величина перехода металла с боковых граней сляба на основные поверхности раската при использовании калиброванных валков чернового окалиноломателя составляет менее 3 мм.

С целью снижения дефектообразования при производстве проката из трубных марок стали был разработан режим обжатий горизонтальными валками в черновой группе ШСГП 2000. Особенностью предложенного деформационного режима являются сниженные на 3 – 5% обжатия в первых трех клетях с горизонтальными валками черновой группы (табл. 2).

Таблица 2

Деформационный режим прокатки в первых клетях черновой группы

полос из трубных марок стали (Х65, Х70)

Толщина

полосы, мм Ширина

полос, мм Обжатие в

клети ДУО, % Обжатие в клети №2, % Обжатие в

клети №3, %

6,0 - 7,99 900-1200 14 - 16 19 - 21 23 - 25

6,0 - 7,99 1201-1830 14 - 16 21 - 23 25 - 27

8,0 - 9,99 900-1200 14 - 16 16 - 18 19 - 21

8,0 - 9,99 1201-1830 14 - 16 20 - 22 25 - 27

10,0 – 11,99 900-1200 14 - 16 16 - 18 19 - 21

10,0 – 11,99 1201-1830 14 - 16 19 - 22 23 - 25

12,0 - 13,99 900-1200 14 - 16 16 - 18 19 - 21

12,0 - 13,99 1201-1830 14 - 16 19 - 21 23 - 25

14,0 - 14,99 900-1????????????????‰???????????????????????‰??????????????????????‰??? ??????????‹???????

На основании результатов, полученных при математическом моделировании, сформулированы следующие предложения по усовершенствованию процесса черновой широкополосной прокатки:

ограничить неравномерность нагрева слябов по толщине величиной не более 20 – 40 0С;

применять в вертикальном окалиноломателе калибр с выпуклым дном;

производить формоизменение в горизонтальных валках черновой группы при значениях фактора формы на уровне 0,5 для клети ДУО; 0,7 – для универсальной клети №1; 1,0 – для универсальной клети №2. Режим обжатий при данных параметрах позволяет уменьшить перемещение дефектов от кромок на 12 мм.

В четвертой главе получены регрессионные уравнения для определения сопротивления деформации, характеризующиеся высокой достоверностью, позволяющие вести расчёт энергосиловых параметров прокатки сталей с высокой точностью.

Одним из наиболее важных этапов разработки новых и совершенствования существующих технологических режимов контролируемой прокатки является расчёт энергосиловых параметров процесса и прочностных параметров прокатного оборудования. Для этого необходимы сведения о сопротивлении деформации ?sc прокатываемых сталей в зависимости от температуры, скорости и степени деформации.

?????????o

?????????????o

!логические свойства сталей 05Г1Б, 10Г2ФБ, X65 и X70, провели испытания цилиндрических образцов на сжатие.


загрузка...