В статье предложена приближенная модель процесса прокатки для одноклетьевого дрессировочного прокатного стана, которая дает возможность определение дуги захвата, удельного усилия, крутящих моментов, обжатие.

Ключевые слова: дрессировка, проскальзывание, коэффициент трения, отожженная жесть, оцинкованная полоса, дуга захвата

The article offers an approximate model of the rolling process for the temper single-stand rolling mill, which allows to define the voltaic capture, specific exertion, torques, compressions.

Keywords: shape, steal, creep, rubbing, burnt tin, zinc stripe, arc claw

Исследование процесса дрессировки отожженных полос из малоуглеродистой стали на лабораторных станах привело к убеждению, что для его описания необходимо создание специальных математических моделей. К этому выводу пришли, изучив данные по усилию прокатки, крутящему моменту и соответствующему проскальзыванию, которые показали: поверхность дуги захвата в области контакта между полосой и валком является скорее плоской, чем цилиндрической; величина эффективного коэффициента трения в очаге деформации примерно на порядок больше, чем при обычной холодной прокатке; в связи с этим нейтральная точка располагается значительно ближе к центру дуги захвата, и эффективность процесса дрессировки заметно ниже.

В попытке удовлетворительно описать процесс дрессировки в свете вышеназванных наблюдений для однопроходного процесса была разработана упрощенная теоретическая модель. Для проверки ее достоверности на лабораторном стане были проведены соответствующие эксперименты [1]. В этом разделе обсуждается модель и ее экспериментальная проверка в лабораторных условиях с использованием отожженной жести и оцинкованной полосы. Однако следует отметить, что использованный в этих лабораторных экспериментах диапазон обжатий (примерно до величины в 15 %) был значительно больше значений обжатий, имеющих место при дрессировке в промышленных условиях (примерно до 2 %).

С учетом предположения, что вращаются оба рабочих валка, так что существует плоскость симметрии, совпадающая с центральной горизонтальной плоскостью полосы, наиболее важными четырьмя параметрами, входящими в модель, являются:

а. среднее значение скорости деформации, имеющей место в полосе при ее прохождении через очаг деформации;

б. напряжение сжатия, нормальное плоскости полосы, необходимое для пластической деформации стали при этой скорости деформации;

в. «среднее» значение растяжения полосы в очаге деформации;

г. коэффициент трения в очаге деформации.

Модель процесса прокатки, для одноклетьевого дрессировочного прокатного стана, дает возможность получить математические выражения для определения:

а. длина дуги захвата;

б. распределения давления по каждой дуге захвата и удельного усилия прокатки;

в. работы, затраченной на деформирование полосы;

г. потерь на трение между поверхностями полосы и рабочих валков;

д. эффективности процесса прокатки;

е. крутящих моментов;

ж. максимального обжатия, которое возможно достичь при дрессировке;

з. относительного скольжения между полосой и поверхностями валков.

Выражения для определения длины дуги захвата и удельного усилия прокатки обсуждаются ниже, тогда как остальные выражения приводятся в гл. 10.

В отношении длины дуги захвата L эмпирически было найдено, что для условий сильного трения наиболее подходящим выражением для определения ее значения является

(1)

где D — диаметр рабочего валка; t — толщина полосы на входе; r- обжатие (выраженное в виде десятичной дроби); — коэффициент трения.

Это уравнение можно преобразовать к виду:

(2)

Среднюю величину скорости деформации е, с которой производят дрессировку для принятой геометрии очага деформации, можно приближенно определить из выражения

(3)

где V — окружная скорость валков. Необходимо отметить что в этих условиях скорость деформации не зависит от величин обжатия или вытяжки.

Минимальное давление при прокатке необходимое для деформации полосы, задается уравнением

(4)

где — значение предела текучести, определенное при испытаниях на растяжение при очень низкой скорости деформации; — коэффициент, учитывающий влияние скорости деформации (увеличение предела текучести при десятикратном увеличении скорости деформации); – среднее значение растягивающего напряжения в полосе в очаге деформации.

Данные относящиеся к прокатке оцинкованной ленты, подобным же образом показаны на рис. 5.55. Это указывает на то, что коэффициент трения лежит в пределах 0,2–0,25; низкая величина, вероятно, обусловлена влиянием цинка на поверхности полосы и очень гладкой поверхностью валков, использованных в этих экспериментах.

Литература:

1. Выдрин В. Н., Федосиенко А. С., Крайнов В. И. Процесс непрерывной прокатки. М.: Металлургия, 2000. 456 с.
2. Грудев А. П. Внешнее трение при прокатке. М.: Металлургия, 2003. 288 с.
3. П. И. Полухин, П. М. Федосов, А. А. Королев, Ю. М. Матвеев. «Прокатное производство». — М.: «Металлургия», 1982.