Введение к работе
Актуальность работы. Качество холоднокатаных листов и полос определяет их конкурентоспособность и цену на рынке металлопродукции. Жесткие требования предъявляются потребителями к качеству их поверхности, оказывающему существенное влияние на качество изделий. До настоящего времени в цехах холодной прокатки значительная доля металла переводится в пониженные сорта и брак по дефектам поверхности. Это свидетельствует о необходимости уточнения и определения всей совокупности причин их образования и разработки эффективных мероприятий, направленных на их снижение.
В этой связи актуальна задача выбора режимов обработки металла и управляющих воздействий на технологических агрегатах цеха холодной прокатки, обеспечивающих получение готовой продукции с высоким качеством поверхности при имеющейся неравномерности остаточных напряжений и свойств по ширине и длине проката. Для ее решения проведены исследования, направленные на изучение процессов образования дефектов поверхности полос при прокатке на непрерывных станах и отжиге в колпаковых печах.
Цель работы заключается в улучшении качества поверхности холоднокатаных полос и листов за счет совершенствования технологических операций прокатки и отжига. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
проанализированы и уточнены причины образования дефектов поверхности полос на непрерывных станах холодной прокатки ОАО «НЛМК»;
проведены теоретические и экспериментальные исследования влияния распределения удельных натяжений в полосе в различных межклетевых промежутках многоклетевых станов на образование дефектов поверхности;
уточнены математические модели формирования распределения удельных натяжений по ширине полос в межклетевых промежутках непрерывного стана;
проанализированы и уточнены причины образования дефектов поверхности проката, полученного по технологии с отжигом в колпаковых печах (КП);
проведены теоретические и экспериментальные исследования влияния
распределения удельных натяжений по шири іе хой^шййййДйНпвлосы и ее
-"^.//^
О» М*ыгт
поперечного профиля на вероятность образования дефектов поверхности на участке КП термического отделения;
- разработаны технические решения, обеспечивающие улучшение качества поверхности готового проката.
Научная новизна.
-
Разработана методика определения распределения удельных натяжений по ширине полосы в межклетевых промежутках многоклетевого стана при условии минимума вероятности образования дефектов поверхности с учетом изменения кинематических и температурных условий по ширине полосы.
-
Разработана методика расчета значений гидроизгиба, перекоса рабочих валков и дифференцированной по длине бочки валков подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) клетей многоклетевого стана на основе данных о локальных утолщениях на подкате и распределения удельных натяжений по ширине полосы в межклетевых промежутках и на выходе стана.
-
Уточнена математическая модель формирования радиальных напряжений по высоте и радиусу рулона после снятия его с барабана моталки, с помощью которой можно определить области максимальных напряжений при определенном соотношении поперечного профиля и распределения удельных натяжений по ширине холоднокатаных полос.
-
Разработаны вероятностные модели прогнозирования образования дефектов поверхности полос на участке колпаковых печей, отличающиеся учетом показателей качества холоднокатаных полос (поперечный профиль и распределение удельных натяжений) и наиболее значимых факторов отжига и дрессировки.
-
На основе заданного соотношения характеристик поперечного профиля и эпюры удельных натяжений холоднокатаных полос разработана методика для уточнения и корректировки режима отжига рулонов в колпаковых печах.
Практическая ценность.
Разработан способ холодной прокатки полос, обеспечивающий снижение вероятности образования дефектов поверхности за счет того, что удельные натяжения в каждом продольном сечении по ширине полосы на входе и выходе клети регламентируются математической зависимостью, определяемой режимом прокатки и состоянием полосы.
Разработано автоматическое устройство регулирования плоскостности полос на многоклетевом стане, позволяющее снизить вероятность образования локальной неплоскостности на холоднокатаной полосе посредством комбинированного регулирования по возмущению и отклонению.
Разработан способ намотки холоднокатаных полос в рулон с изменением удельных натяжений по их ширине в зависимости от поперечного профиля, способствующий снижению градиента, общего уровня межвиткового давления и, как следствие, вероятности образования дефектов поверхности.
Построены вероятностные модели образования дефектов поверхности на участке КП, которые могут использоваться при выборе наиболее благоприятных в отношении получения бездефектной продукции технологических диапазонов отжига при заданных характеристиках эпюры удельных натяжений и поперечного профиля холоднокатаных полос.
Реализация результатов работы.
Разработана рабочая документация системы настройки стана 1400 производства динамной стали (ПДС), предназначенной для управления распределением удельных натяжений по ширине полос в каждом межклетевом промежутке и на выходе стана при условии минимума вероятности образования дефектов поверхности.
Разработано «Техническое руководство по совершенствованию технологических режимов обработки металла на агрегатах J11111 с целью обеспечения высоких качества поверхности и плоскостности готовой полосы», которое внедрено для использования на прокатном участке и участке колпаковых печей производства холодного проката и покрытий (11X1111).
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технической конференции "Молодежь и наука на рубеже XXI века" (Липецк, 1997 г.), на I международной научно-технической конференции "Металлдеформ-99" (Самара, 1999 г.), на международных научно-технических конференциях, посвященных памяти С.Л. Ко-царя, "Теория и практика производства проката" (Липецк, 2001 г.) и "Теория и практика производства листового проката" (Липецк, 2003 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано девять печат-
б ных работ и получено три патента на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений, изложена на 152 страницах машинописного текста и содержит 41 рисунков, 16 таблиц, библиографический список из 131 наименований.
