Математическое моделирование поведения дефектов макроструктуры непрерывнолитого металла в процессе прокатки

Abstract

Разработана математическая модель процесса прокатки непрерывнолитой заготовки с дефектами макроструктуры на гладкой бочке и в калибрах. В качестве граничных условий задаются скорости вращения валков, ограничения степеней свободы заготовки и валков, а также коэффициент трения на поверхности контакта валок-заготовка. Для горячей прокатки допустимо рассматривать прокатные валки как жесткое недеформируемое твердое тело. Для материала заготовки используется упруго-пластическая модель поведения среды. Рассматривалось два случая: бескалибровая прокатка на гладкой бочке и прокатка в прямоугольном калибре. Материал валков – сталь, поверхность гладкая. Диаметр валков в обоих случаях составлял 600 мм. В качестве исходной заготовки была выбрана непрерывнолитая заготовка сечением 150х150 мм, длина заготовки составляла 500 мм для того чтобы исключить влияние внешних зон. Центральная пористость моделировалась сквозным отверстием диаметром 4 мм, 6 мм и 8 мм. Изменение температуры от контакта с валками и процесса деформации не учитывались. В качестве условий на контакте задавался коэффициент трения равный 0,4. Скорость прокатки – 0,1 м/с. Величина абсолютного обжатия – 30 мм, 40 мм и 50 мм. На примере прокатки в первом проходе обжимной группы стана произведен сравнительный анализ бескалибровой прокатки и прокатки в калибрах. Показано что прокатка на гладкой бочке имеет потенциал для использования в случае прокатки непрерывнолитой заготовки с дефектами макроструктуры. Произведена оценка влияния основных параметров прокатки: абсолютное обжатие и температура на «залечивание» дефектов макроструктуры.A mathematical model of rolling process of continuous casting defects macrostructure on the smooth barrel in caliber. The boundary conditions are set rotational speed of the rolls, the degrees of freedom limits the workpiece and rolls, and the coefficient of friction on the contact surface of the roll-billet. For hot rolling mill rolls is permissible to consider how the rigid solid. For workpiece material used elastic-plastic model of behavior of the environment. Material rolls – steel, the surface is smooth. The diameter of the rollers in both cases was 600 mm. The mathematical model of process rolling in smooth rolls and in the calibers of billets with defects of the macrostructure is developed. The model takes into account the main parameters of the process, the presence of defects in the metal of the billets and can be used to model the behavior of defects of a macrostructure during the rolling in all stands of the rolling mill. For example rolling in the first pass, the crimp mill group made a comparative analysis non-caliber rolling and rolling in calibers. It is shown that rolling in smooth rolls has the potential for use in the case of a rolling continuous cast billets with defects of the macrostructure. The analysis of process of rolling billets with a defect "axial porosity" on smooth rolls in the first pass in crimp mill group is made, the influence of main rolling parameters: absolute reducing and the temperature to "heal" defects of the macrostructure is studied.