Исследование влияния геометрии ящичных калибров валков на образование термоциклических трещин в условиях мелкосортно-проволочного стана горячей прокатки 370/150 ОАО “Белорусский металлургический завод – управляющая компания холдинга “БМК”

Abstract

В сортопрокатном производстве широко применяются валки с ящичными калибрами, что объясняется лучшей захватывающей способностью и высоким коэффициентом вытяжки. Однако наряду с указанными преимуществами есть и существенные недостатки — образование сетки разгара по дну калибра и боковых трещин на боковых выпусках. Осуществлено исследование влияния основных технологических параметров процесса прокатки на износ, его величину и характер распределения по периметру калибра. Показаны возможности снижения или перераспределения износа с целью увеличения срока службы валков. Представлены результаты исследования причин образования термоциклических трещин на боковых выпусках ящичных калибров. С использованием моделирования выполнено три численных эксперимента: базовый в соответствии с параметрами действующего технологического процесса и два предлагаемых, в которых варьировалась геометрия выпуска калибра, оценивалось ее влияние на нагрев боковой поверхности, контактное давление и контакт с полосой. На основе анализа результатов моделирования этих экспериментов установлено: образование боковых трещин происходит вследствие неравномерного температурного расширения боковой поверхности и дна калибра; значительно более длительный контакт выпусков ящичного калибра приводит к критическим растягивающим термическим напряжениям на его поверхности; с помощью изменения геометрии выпуска калибра можно влиять на динамику температурного расширения поверхности калибра и значительно ее уменьшить.

Rollers with box passes are widely used in long products manufacturing, that can be explained by better gripping ability and a high drawing out coefficient. However, along with the stated advantages there are considerable drawbacks – formation of an erosion net at a pass bottom and side fractures at side outlets. Study of main technological parameters of rolling process influence on wear, its value and character of distribution along a pass perimeter. Possibilities shown to decrease or redistribute the wear aimed at an increase of rollers service life. Results of reasons study of thermocyclic fractures formation at side outlets of box passes presented. By application of simulation three digital experiments were made: a base one – according to parameters of existing technological process and two being proposed, in which a pass outlet geometry was varied, estimated its influence on the side surface heating, contact pressure and contact with strip. Based on the experiments simulation results analysis the following was determined: formation of side fractures takes place as a result of uneven temperature expansion of side surface and pass bottom; considerably longer contact of box pass outlets results in critical expanding thermal stresses at its surface. Besides, it was determined, that by a pass outlet geometry changing it is possible to control the dynamic of thermal expanding of a pass surface and considerably decrease it.