ПРОФИЛИ С РАЗЛИЧНО ОБЖИМАЕМЫМИ УЧАСТКАМИ СЕЧЕНИЯ
Эффективность применения и качества новых видов экономичных профилей, которые осваиваются на металлургических заводах, во многом зависит от правильно разработанной калибровки и методики расчета процессов деформации металла в калибрах. Сортамент сортового проката в настоящее время развивается в основном за счет освоения новых прогрессивных профилей отраслевого назначения, большинство из которых имеет сложную форму сечения, содержит три и более различно обжимаемых участка. Конфигурация сечений таких профилей имеет, как правило, мало аналогов, поэтому при разработке калибровки требуется специальный подход к расчету их формоизменения. Большие трудности могут возникнуть при разработке калибровок на тех станах, где ежегодно осваиваются новые профили сложной конфигурации, можно например посуточно снять недорого однокомнатную квартиру в Челябинске и подумать там над этим. В этом случае ошибки в расчетах калибровок будут приводить к задержкам освоения профилей, снижению эффективности работы станов. При расчете таких профилей необходимо учитывать взаимодействие смежных по сечению элементов, перемещение металла между ними, влияние внешних жестких концов, особенности конфигурации задаваемых в валки сечений и калибров.
Определение параметров прокатки сложных профилей требует особенного подхода к расчету деформации металла. Прокатка их в первых х черновых калибрах обычно происходит в условиях значительной неравномерности деформации металла, при этом значения Дh/НH/h и X по элементам сечения заметно различаются между собой. Чем сложнее форма поперечного сечения готового проката, тем в большей мере, необходимо создать неравномерность деформации металла по элементам профиля в первых по ходу прокатки калибрах. Такой режим деформации металла позволяет максимально использовать его пластичность в первых проходах, уменьшить нагрузки на клети за счет прокатки при высокой температуре, сформировать элементы профиля в условиях неравномерной деформации без ущерба для качества готового проката. В последующих промежуточных и чистовых проходах конфигурация сечения усложняется, но постепенно уменьшается и неравномерность деформации по край-ней мере в двух-трех соседних элементах, что исключает скручивание, и свертывание раскатов, разрывы металла и другие нежелательные явления прокатки, усиливающиеся по мере снижения температуры металла. В этом случае профили несимметричные, но с близкими по элементам вытяжками, можно рассчитывать отдельно для каждого квадранта или половины сечения. Такой подход позволяет применить разработанную методику для расчета процессов прокатки профилей практически любой конфигурации.
Принято следующее кинематически возможное поле скоростей перемещения и деформации металла при прокатке профиля, имеющего средний и два крайних различно обжимаемых участка: где а, т — варьируемые параметры; к= H2hx/h2Hx — коэффициент неравномерности деформации; v т — поперечная скорость перемещения металла на границе между участками; va — поперечная скорость перемещения металла на боковой поверхности профиля; vк — вертикальная скорость перемещения металла на входе в очаг деформации во втором участке.
Формулы уширения и вытяжек были проверены при опытной прокатке образцов в калибрах с различными участками обжатия. Стальные (сталь СтЗ) полосы прокатывали при 1100 °С на лабораторном стане 150 с частотой вращения 11 об/мин. Расчетные и фактические данные уширения и вытяжки металла при прокатке сложных профилей с различными участками обжатия приведены в табл. 6. Задача исследования формоизменения и энергосиловых параметров прокатки профиля с различными участками обжатия может быть решена в общем виде. Для этого введем в рассмотрение одинаковые обозначения размеров для группы фасонных профилей. Профили имеют три различно деформируемых участка — средний 1 и крайние 2.