При постоянном ужесточении требований к качеству проката, особенно в части обеспечения однородности макроструктуры готовых изделий, необходимо дальнейшее совершенствование как существующих схем прокатки, так и конструкции калибров. Все вышесказанное в полной мере относится к проблеме производства круглой заготовки большого диаметра (более 200 мм) на заготовочных станах, из непрерывнолитых блюмов.
Результаты анализа существующих схем прокатки и конструкции калибров в клети 900 стана 950/900 ОАО ДМЗ и ОАО ОЭМК послужили основанием для проведения лабораторных исследований, моделирующих существующий процесс прокатки в масштабе 1:10 и позволяющих исследовать влияние процесса регламентации коэффициентов вытяжки по проходам на проработку внутренних слоёв круглой заготовки диаметром 275 мм.
В качестве параметров оптимизации выбраны:
a) показатель уширения дb/дh;
б) показатель накопленной деформации Аij;
в) величина обрези Кобр=lобр/l0, где lобр – суммарная длина обрезаемых концов, мм; l0 – начальная длина раската, мм.
Варьируемыми факторами в ходе эксперимента были выбраны:
а) отношение сторон прокатываемой полосы h0/b0;
б) коэффициент отношения деформаций в 1-м и 2-м проходах Кe1/Кe2 = Е1/Е2 – величина относительного обжатия в первом и втором проходах соответственно;
в) отношение катающего диаметра валков к начальной высоте прокатываемой полосы Dk/h0
Были установлены три серии образцов, моделирующих блюмы для прокатки круглой заготовки. После разделения раскатов на две равные половины вдоль вертикально-поперечной плоскости симметрии (ВППС), на внутреннюю поверхность одной из половин, наносили координатную сетку глубиной 0,35…0,5 мм с шагом 2 мм. После заполнения образовавшихся пазов тальком производили склеивание и герметизацию образцов. Эксперимент был проведён на лабораторном одноклетьевом стане 100 со специально изготовленными валками. При этом для моделирования контактных условий на поверхность образцов наносили тальк.
В результате проведенных экспериментов стало очевидным, что основное влияние на величину обрези, а именно 78-90% от суммарной величины обрези за 2 прохода оказывают условия деформации в первом проходе. Кроме того, полученный характер зависимости позволяет говорить об оптимизации параметра с позиции минимизации материалоемкости процесса. Необходимо так же отметить, что на всех образцах после первого прохода наблюдался обычный «подрез», что является свидетельством неравномерного характера деформации. Таким образом, проведенные исследования показали, что из трех факторов (Кe1/Кe2, Dk/h0, h0/b0) наиболее существенным влиянием обладает Кe1/Кe2. При этом с целью улучшения прорабатываемости внутренних слоёв раската, следует стремится к оптимизированным значениям параметра Кe1/Кe2.