ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 4 2024 126 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Резервы повышения стойкости при эксплуатации рабочих валков станов горячей прокатки представлены в ряде работ [2–9] применительно к прямому влиянию температуры процесса горячей прокатки на возникающие в валках напряжения. Однако материалы указанных выше работ практически не учитывают особенности напряженно-деформированного состояния контакта полосы с рабочими валками [10–12]. В то же время использование методов расчета такого напряженно-деформированного состояния, основанных на упругопластической модели очага деформации [10–12], показало, что расчеты нуждаются в некоторых уточнениях. В материалах публикации [13] показано влияние различных диапазонов температур горячей прокатки и фактических химических составов сталей с содержанием углерода менее 0,25 % на упругие и пластические свойства полос, деформируемых на стане. В этой же работе [13] получен вывод о том, что длина упругих участков может достигать 32–40 % от общей длины очага деформации; ранее эта особенность не учитывалась. Описанные изменения структуры очагов деформации при производстве конструкционных низколегированных марок сталей минимального диапазона толщин 5,5…2,0 мм приводят к проблеме снижения стойкости рабочих валков в последних клетях непрерывных широкополосных станов горячей прокатки из-за увеличения нормальных контактных напряжений в очаге деформации. Как показали дальнейшие расчеты, они возрастают до опасного уровня 1068…1245 МПа, который характерен для станов холодной прокатки [10]. Эффективное решение проблемы повышения стойкости при эксплуатации рабочих валков на этапе разработки технологических режимов горячей прокатки на современных металлургических предприятиях необходимо начинать с надежных методов расчета энергосиловых параметров и напряженнодеформированного состояния полосы в контакте с рабочими валками [11–13]. Цель работы заключается в исследовании распределения нормальных контактных напряжений в очагах деформации при горячей прокатке полос из низколегированных конструкционных сталей в области обеспечения высокой стойкости рабочих валков. Задачи работы: дополнение методики расчета нормальных контактных напряжений при производстве низколегированных конструкционных углеродистых сталей; построение линейной регрессии в рамках расчета модуля упругости; исследование распределения нормальных контактных напряжений в очагах деформации при горячей прокатке с учетом особенностей их напряженно-деформированного состояния на основе имеющегося технологического режима; совершенствование технологии производства горячекатаных полос из низколегированных конструкционных сталей в чистовой группе широкополосного стана для обеспечения высокой стойкости рабочих валков; оценка эффективности разработанной методики и новых вариантов режимов горячей прокатки. Методика исследований На основе моделирования напряженно-деформированного состояния полосы при горячей прокатке [11–13] в табл. 1 указаны формулы расчета рх(hх) для упругих и пластических участков очага деформации. Длины таких участков обозначаются х1, х4 и х2, х3 соответственно. Формулы позволяют изучить и выявить закономерности изменения максимальных нормальных контактных напряжений р1 max, p4 max и px max, распределенных по длине очага деформации lc на рис. 1. Из табл. 1 видно, что расчет нормальных контактных напряжений px(hx) горячей прокатки полосы при известных значениях абсолютного обжатия Δhi = hi–1 – hi и удельных межклетевых натяжений σi–1 и σi напрямую зависит от правильного определения модуля упругости ЕП, коэффициента трения в очаге деформации μi и фактического сопротивления пластической деформации σпл. Особенности определения значений μi и σпл в зависимости от деформационно-скоростных параметров, материала рабочих валков и химического состава прокатываемой стали при горячей прокатке представлены в работах [12–14]. Особый интерес для исследования при прокатке конструкционных низкоуглеродистых сталей представляет изменение модуля упругости полосы ЕП при температурах 1050…750 °С, имеющих место в чистовых клетях станов горячей прокатки. Для сталей 14Г2АФ, 18ХГТ
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1