Способ регулирования размеров профилей проката

(51) М, Кля В 21 В 37/О 22) За явленд с присоединением заявки - (23) Приоритет -(43) Ойубликовано 25,08. 77. Б (4 б) Дата опубликования опн есударстаеннмй намиСеаата Мнннстрав СССае делам нзебретеннйм атнрьтнй оллетень31ания 2909.7 53) УДК 621.77. Бойко, Г. С, Щербина, А. Н. Чернышев и А. Г. Мирошниченк Днепродзержинский ордена Трудового Красного Знамени индустриальный институт им, М. И. Арсеничева(54 ЛИРОВАНИЯ РАЗМЕРПРОКАТА ОБ Изобретениеаллов давлениемвк в черной, такпри регулироввни носится к обработке меи может использоватьсяи в .цветной металлургии размеров профилей проНаиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ прокатки металлов, включающий нагрев металла в зоне деформации пропуска нием электрического тока между валками и металлом, согласно которому изменяют величину электрического тока в зависимости от величины, давления металла на валки, измеряемого, например месдозами Ц . 1 ЬУчасток раската, находящийся в очаге деформации, подвергают нагреву электрическим током, протекающим через очаг. В результате нагрева изменяется предел текучести и, следоввтельйо, пластические свой-20 ствв металла в очаге деформации. При изменении параметров прокатки изменяют величину электрического тока, стабилизируя размеры проката. Наиболее благоприятные условия для пвгрева создает постоянный ток, Й Основным недостатком этого способа прокатки является малая скорость и диапазон изменения пластических свойств проката в очаге деформации, а следовательно, и низкая эффективность регулирования размеров профиля проката. Эффективность нагрева зависит от электрического сопротивления металла в очаге деформации, от величины электрического тока и времени его действия. Расчетами установлено, что при прокатке стали шириной 25 мм и обжатии 1 мм, ве: личина омического. сопротивления очага составляет 0,410 Ом, а при скорости, например, 3 м/сек время нахождения "порции металла", через которую в очаге деформации пропускается ток, составляет 0,006 с (на соврек.енных станах скорости достигают 30-45 м/сек), Пропускание постоянного тока величиной 10 зА приводит к изменению температуры на 0,710 С; ток равны 1о10 А приведет к нагреву на 7 С, что явно недостаточно, твк как температурные перепады, которые приводят к пазиотолшинностиОпроката составляют 50-70 С. Кроме того, пропускание постоянного тока таких величин569345 деформации как магнитных, так и немагнитных материалов в нагруженном состоянии.Снижение сопротивления металла пластическому деформированию осуществляется за счет использования механизма взаимодействия свободных электронов и дислокаций металла, Указанный механизм в принципе имеет место при действии на напряженный выше преде.а текучести металл любым видом элдктрического тока, Однако при пропускании только импульсного тока проявляется в наибольшей степени, Например, при пропускании тока плотностью 300 А/мм и длитель34ности импульсов 10 с сопротивление металла пластической деформации снижается на 25 , При воздействии постоянным или пе;- ременным токами таких же величин сопротивление металла пластической деформации уменьшается на 3-5%.Пропускание через очаг деформации импульсного тока практически исключает тепловое действие тока. Пороговое значение плотности тока в импульсе, с которого начинает отмечаться заметное изменение сопротивлении деформации металла составляет 100 А/мм при длительности импульса 10 с.Важно отметйть, что пропускание импульсного тока через очаг деформации и зону инструмента (прокатных валков) возбуждает упругие колебания (вибрацию) валков и металла (аналогично действию ультразвука), что снижает сопротивление металла деформированию. Однако степень влиянияэтихколебаиийнавеличину снижения сопротивленияметацла пластическомудеформированию невелика и составляет 5-10% от эффекта получаемого при взаимодействии электронов и дислокаций, Учитывая, что подвод импульсного тока производится непосредственно возле очага деформации, зона валков, подверженная упругим колебаниям, небольшая и приведенная величина имеет еще меньшее значение. На процесс пластической деформации крис таллической решетки нагруженного металла сосВОим электрическим полем Влияют из 40 числа внешних физических факторов не только силовое и температурное поле, но и внешнее электрическое поле. Пластичность ионэлектронной решетки металлов обусловлена наличием коллективизированных электро - 45 нов, а механизмом пластической деформации служит то,или иное перемещение различного вида дислокаций, обладающих электрическим зарядом и взаимодействующих между собой, а также с,включениями и прнмесны ми атомами, которые также могут иметь определенный заряд. Поэтому на поведение металлов в области пластической деформации, когда под действием внешней нагрузки дислокации вынуждены перемешаться по кристаллической решетке, прикладываемое внешнее электрическое поле 11 пи электрическийток способствует облегчещю пластическойдеформации. Электрический ток активно влияет на днслокацпонный процесс пластической 60 3через рабочий инструмент (валки) приводит к их ненормальному разогреву и повышенному износу. Известно, что электрическое сопротивление участка полосы неодинаково за счет печной и воздушной окалины, Пропускание значительных токов приводит к неравномерности нагрева и возможным пере жогу и оплавлениюзерен участков полосы с меньшим электрическим сопротивлением, что способствует получению бракованных 0 изделий, Коэффициент полезного действия процесса регулирования ничтожно мал, Необходим сильноточный источник постоянного тока, Передача токов величиной в десяток миллионов ампер на вращающиеся валки яв ляется сложной технической задачей, а вопросы техники безопасности приобретают важнейшее значение, так как величина. предельных напряжений превосходит при этом допустимые нормы. Поэтому практическое 20 применение указанного способа прокатки в настоящее время встречает заметные, труд ности.Цель изобретения - увеличецие плас.и - ности обычных и труднодеформированных 25 металлов.Это достигается тем, что в предлагаемом способе, исполюуя механизмы воздействия свободных электронов и дислокаций нагруженного металла, через деформируемый З 0 материал, находящийся между валками в- напряженном состоянии выше предела текучести, пропускают импульсы электрическо.го, тока, а плотность импульса тока регулируют в пределах 100600 А/мм при 35ядлительности 1010 с. При изменении условий прокатки (температуры, толщины подката, зазора между валками) изменяются пластические свойства материала. Для поддержания на заданном уровне разк.еров проката необходимо стабилизировать или изменять по определенной программе пластические свойства материала в очаге деформации.При уменьшении пластичности (металл тверже) увеличивают амплитуду и частоту следования импульсов до тех пор,.пока пластичность металла на увеличится (металл стал мягче) до заданной величины,Данный способ регулирования резмеров прш оден для горячей и холодной прокаткиЗаказ 2894/3 Тираж 1080 Подписное 0 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по дедам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5магнитных и немагнитных материалов, нужно только, чтобы материал был токопровочящим. Кроме того, этот способ позволяет деформировать и регулировать размеры мало- пластичных металлов и сплавов, что.в обычных условиях невозможно сделать. формула изобретения 1. Способ регулирования размеров профи-О лей проката, включающий пропусканив регулируемого в функции параметров прокатываемого металла электрического тока через зону деформации, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью увеличения пластичности И обычных и труднодеформируемых металлов путем использования механизма взаимодействия свободных электронов и дислокаций, используют импульсный электрический ток,2. Способ регулирования размеров профилей проката по п. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что плотность импульса тока регулируют в пределах 100600 А/мм при длительности 10 ". 10 фс. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Авторское свидетельство СССР % 271475, М.Кл. В 21 В 37/08, опубл.1969.1