Главная | Обратная связь

Расчет уширения полосы при прокатке.

Уширение, возникающее при прокатке вследствие поперечного течения обжимаемого металла, является в большинстве случаев отрицательным фактором, так как требует увеличения высотного обжатия при получении раската требуемой длины.

Различают свободное, ограниченное и вынужденное уширение.

Свободное уширение возможно при прокатке узкой полосы в гладких валках, где поперечному течению металла препятствуют только контактные силы трения. Оно наблюдается, в частности в процессе прокатки слитков на блюмингах и слябингах.

Ограниченное ( стеснённое ) уширение характерно для прокатки различных профилей в калибрах: поперечному течению металла, кроме контактных сил трения, препятствуют боковые стенки калибров.

Вынужденное уширение получается в результате неравномерности деформации. Сущность вынужденного уширения состоит в том, что участки профиля, подвергнутые большему обжатию, чем средняя вытяжка сечения профиля, вынуждены уширятся, так как продольному течению в них препятствуют менее обжимаемые участки.

Правильный расчет величины уширения определяет точность прокатываемого профиля. Это особенно важно при прокатке в калибрах: если уширение больше расчетного, металл переполняет калибры, затекает в зазор между валками, возникают дефекты прокатки; если уширение меньше расчетного, калибр не заполняется и геометрические размеры прокатанного профиля искажаются.

Уширение происходит за счет скольжения металла по контактной поверхности, за счет выхода боковых частиц металла на контактную поверхность и уширения средних по высоте полосы слоев металла ( бочкообразование ).

Наибольшая доля приходится на бочкообразование, а уширение контактного слоя значительно меньше.

 

Рассмотрим основные факторы, влияющие на уширение. Общее положение, определяющее влияние любых факторов, состоит в следующем: величина уширения зависит от соотношения сил, препятствующих течению металла в продольном и поперечном направлениях.

При равенстве сил продольного и поперечного сопротивления течение металла будет одинаковым в этих направлениях.

Таким образом, соотношение продольной и поперечной деформаций определяется отношением величин поперечного ( ) и продольного ( ) напряжений в очаге деформации

(2.11)

Уширение увеличивается при повышении обжатия по двум причинам: во-первых, с повышением обжатия увеличивается смещенный объем, следовательно, пропорционально возрастают вытяжка и уширение; во-вторых, увеличивается длина дуги захвата, что ведет к возрастанию продольных напряжений .

Возрастание диаметра валков увеличивает при прочих равных условиях длину дуги захвата, поэтому уширение тоже увеличивается.

Известно, что прокатка узких полос идет с заметным уширением, а широкий лист практически не получает уширения. Очевидно, это объясняется изменением отношения ширины очага деформации к его длине : чем больше величина , тем значительней поперечные напряжения ( ) превышают продольные напряжения ( ), тем меньше уширение.

Влияние коэффициента трения различно для длинных и широких очагов деформации. Возрастание коэффициента трения увеличивает силы трения на контактной поверхности, препятствующие течению металла.

Более интенсивно увеличиваются напряжения в направлении большего линейного размера: для длинных очагов деформации интенсивнее растут напряжения , для широких очагов деформации - . Поэтому в длинных очагах деформации с ростом коэффициента трения уширение увеличивается, в широких очагах деформации наоборот, уменьшается.

Влияние других факторов, химического состава и температуры металла, скорости прокатки, состояние поверхности валков и т.д. проявляются через изменение коэффициента трения. Естественно также, что при прокатке в калибрах отношение поперечной и высотной деформаций меньше, чем в валках с гладкой бочкой, боковые стенки калибров препятствуют поперечному течению металла.

Все рассмотренные закономерности подтверждены многочисленными экспериментальными данными.

Для расчета величины уширения имеются формулы теоретические и эмпирические.

Наиболее распространенные следующие:

формула Б. П. Бахтинова

(2.12)

формула В. С. Смирнова

(2.13)

формула А. И. Целикова

(2.14)