МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ СОРТОВОЙ ЗАГОТОВКИ С ДЕФЕКТОМ ФОРМЫ “РОМБИЧНОСТЬ” В ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КАЛИБРАХ

Красенков С. Ю.
ГВУЗ «Донецкий национальный технический университет»

Источник: Металлургия XXI столетия глазами молодых / Материалы Всеукраинской научно-практической конференции студентов физико-металлургического факультета ДонНТУ. - Донецк: ДонНТУ, 2011.

Для оценки максимального угла скручивания переднего конца заготовки была использована формула, которая применяется при расчете геликоидальных проводок:

Исходя из формулы, угол поворота заготовки (угол кантовки) зависит от длины проводок, расстояния между соседними клетями и угла начального поворота заготовки за время прохождения ее через проводки.

При этом для данного исследования принималось, что длина удерживающей контактной части l равняется длине очага деформации ld, а расстояние между соседними клетями L равно длине заготовки lзаг. Таким образом, формула (1) примет такой вид:

Тогда применительно к условиям сортопрокатного стана 500/370 «ОАО ДМПЗ» были проведены расчеты угла скручивания НЛЗ с разной величиной ромбичности и соответствующим углом начального поворота заготовки φ0, которые представлены в таблице 1.

Также в ходе данного исследования было проведено математическое моделирование процесса прокатки заготовки в программном комплексе Deform-3D с использованием метода конечных элементов, с целью, чтобы сравнить результаты расчета угла скручивания заготовки, полученные с использованием формулы (2) и в результате постановки расчетного эксперимента на математической модели, который предусматривает процессы прокатки заготовки с разной величиной ромбичности и соответствующим углом начального поворота заготовки в первом ящичном калибре обжимной клети. Математическое моделирование процесса прокатки НЛЗ с дефектом формы “ромбичность”, производилось по существующей технологии, применительно к условиям производства и калибровке валков на стане 500/370 ОАО «ДМПЗ». Результаты, полученные при моделировании, приведены в таблице 2.

Причиной продольного скручивания заготовки является то, что катающий диаметр по контуру калибра переменный и в связи с этим не обеспечивается равенство скоростей выхода металла из очага деформации по ширине калибра со стороны верхнего и нижнего валка, поэтому имеет место существенная неравномерность обжатия по ширине заготовки, что способствует неравномерности вытяжки по поперечному сечению профиля. На рисунке 1 показан контур очага деформации на стадии установившегося процесса прокатки заготовки с величиной ромбичности 20 мм.

Рисунок 1 – Точки контакта заготовки с поверхностью валка на стадии установившегося процесса прокатки заготовки с величиной ромбичности 20 мм и начальным углом поворота заготовки 6°

На рисунке 2 показан последний момент процесса прокатки заготовки с величиной ромбичности 20 мм.

Рисунок 2 – Последний момент процесса прокатки заготовки с величиной ромбичности 20 мм и начальным углом поворота заготовки 6° (возможность поворота ограничена).