Введение к работе
Актуальность.В условиях современного металлургического производства, для которого в настоящее время характерно не увеличение объемов производства, а расширение сортамента производимой продукции, повышение ее качества и быстрая адаптация к запросам потребителей, вопросы отделки поверхности листового металла выходят на одно из ведущих мест. Это связано с тем, что непрерывно возвра-стает доля металла, идущего в автомобиле- и тракторостроение, на производство сложной бытовой техники, масок для кинескопов цветных телевизоров и дисплеев, мебели, различных отделочных материалов на металлической основе для строительства - то есть в те отрасли, где требуется обеспечивать повышенное качество отделки поверхности наряду с заданными механическими свойствами, причем эти тенденции будут только углубляться. Поэтому вопросы повышения эффективности листопрокатного производства и улучшения качества листовой стали путем целенаправленного управления состоянием полосы при прокатке и окончательной отделке составляют перспективное научное направление в обработке металлов давлением.
Как известно, состояние поверхности прокатываемых листов и полос определяется, с одной стороны, шероховатостью поверхности металла, с другой - наличием на ней различных поверхностных дефектов и изъянов. В свою очередь, шерохозатость оказывает большое влияние :<як т ход технологического процесса прокчтног" производетва (устойчивость прокатки, отжиг в коллаковых печах', так и на качество готовой продукции (штампуемость листоаой стали, расход материалов на нанесение различных покрытий, вчешний вид). Все это делает чрезвычайно важнеї задачу определения уровне шероховатости поверхности металла, степень переноса ьчзрохг-
ватости валков на полосу и ее стабилизации в процессе холодной прокатки.
Что касается дефектов поверхности листового металла, то анализ показывает, что в условиях НЛМК отбраковка по дефектам "излом" и "слиланке" витков за период Ї987-1990 гг. составила 24-36 от общего объема отбраковки без тенденции к снижению. Факторами, существенно влияющими на вероятность появления данных дефектов, является также шероховатость полосы и напряженно-деформированное состояние рулонов, помещаемых для отжига в колпаковую . печь. В соответствии с этим для обеспечения заданного качества поверхности полосы и повышения достоверности прогноза появления дефектов поверхности необходимы новые метода и модели, предназначенные для исследования напряженно-деформированного состояния рулонов с учетом возможно большего числа факторов, влияющих на него.
Цель работы состоит в разработке инструментария ( в виде па-, кета прикладных программ) дія анализа напряженно-деформированного состояния рулона и влияния на него различных факторов, включая технология прокатки и состояние поверхности рабочих валков.
Научная новизна данной работы заключается в том, что в ней впервые применен единый теоретико-вероятностный подход к описанию микрорельефа поверхности и решены следующие задачи:
разработаны методика описания шероховатой поверхности и теоретическая модель определения коэффициента отпечатываеиохти шероховатости валков на полосе;
разработана теоретическая модель управления и стабилизации шероховатости поверхности полосы при холодной прокатке и определена степень влияния различных технологических факторов (степень обжатия, натяжение, коэффициент трения) на коэффициент отпечатываемое в последней клети стана.
- разработана теоретическая модель для исследования нэпрякен-но-деформированного состояния плотносмотанного холоднокатаного рулона с учетом микрорельефа полосы и неравномерности эпюры удельных натяжений по ее ширине при смотке. С помощь» модели были выявлены основные закономерности формирования напрятенко-дефоршрованного состояния рулонов при смотке; показано, что оно в наибольшей степени определяется эпюрой удельных натяжений в начале смотки полосы; выявлено, что компенсировать неравномерность напряжений в рулоне с помощь» эпюры натяжений противоположного знака весьма сложно; предложено для снижения этой неравномерности использовать режим смотки, позволяющий в значительной степени ослабить негативное влияние зон концентрации радиальных напряжений путем их "размывания" по высоте рулона.
Практическая ценность работы. Определены основные технологические пярзметры, влияющие на величину шероховатости полосы на выходе станов холодной прокатай, что в сочетании с предложенной моделью износа микрорельефа рабочих валков позволяет прогнозировать их перевалки в зависимости от количества прокатанного металла и параметров процесса прокатки и создавать системы стабилизации шероховатости полосы; разработаны алгоритмы работы данной системы. На основе предложенной модели расчета напряженно-деформированного состояния рулона был создан АРМ инженера-исследователя, который может применяться для анализа режимов прокати и мотки с точки зрения их влияния ня вероятность появления дефектов поверхности холоднокатаного металла и определять обоснованные технологические'режимы прокатки и смотки для повышения качества листового металла.
Публикации. Поматериалам диссертации опубликованы 2 печатные работы и получено авторское свидетельство на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и приложения; содержит 105 страниц, 31 рисунок, I таблицу; список литературы из 80 наименований.