Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Особенности формирования свойств холоднокатаного проката и моделирования элементов технологии его производства 10
1.1. Особенности формирования свойств при горячей прокатке на широкополосном стане 11
1.2. Особенности формирования свойств при переработке горячекатаных полос в холоднокатаный прокат 23
1.2.1. Влияние обжатия при холодной прокатке 23
1.2.2. Влияние рекристаллизационного отжига 26
1.2.3. Влияние дрессировки 27
1.3. Известные решения и задачи моделирования охлаждения полосы на отводящем рольганге широкополосных станов 29
1.4. Задачи моделирования холодной прокатки на двухклетевом реверсивном стане для оценивания его результативности как элемента технологической системы производства холоднокатаного проката 35
Выводы по первой главе 42
Глава 2. Формирование требуемых механических свойств в процессе горячей прокатки 45
2.1. Особенности отводящего рольганга ШСГП 2000 ОАО «ММК» 45
2.2. Построение модели охлаждения полосы на отводящем рольганге 48
2.3. Проверка работоспособности модели охлаждения 57
2.4. Разработка модели для выбора первого приближения охлаждения на отводящем рольганге ШСГП 59
Выводы по второй главе 68
Глава 3. Исследование и моделирование холодной прокатки сталей с пониженным содержанием углерода . 70
3.1. Особенности двухклетевого реверсивного стана и процесса прокатки... 71
3.2. Построение кривой упрочнения сталей с пониженным содержанием углерода 76
3.2. Построение модели для расчета крутящего момента 81
3.3. Расчет производительности двухклетевого реверсивного стана 84
3.4. Компьютерное моделирование прокатки на двухклетевом реверсивном стане 90
Выводы по третьей главе 100
Глава 4. Определение рациональной толщины подката для холоднокатаной листовой стали с пониженным содержанием углерода, получаемой прокаткой на двухклетевом реверсивном стане 102
4.1. Постановка задачи 102
4.2. Построение целевой функции 103
4.3. Влияния степени деформации при холодной прокатке на механические свойства проката из стали с пониженным содержанием углерода 107
4.4. Решение задачи поиска рациональной толщины подката 117
Выводы по четвертой главе 122
Заключение 124
Список использованных источников 126
Приложение 136
- Особенности формирования свойств при переработке горячекатаных полос в холоднокатаный прокат
- Построение модели охлаждения полосы на отводящем рольганге
- Построение кривой упрочнения сталей с пониженным содержанием углерода
- Влияния степени деформации при холодной прокатке на механические свойства проката из стали с пониженным содержанием углерода
Введение к работе
Несмотря на постоянный рост потребления автомобильной промышленностью высокопрочной холоднокатаной конструкционной стали групп прочности HSS (High Strange Steel — сталь высокой прочности с временным сопротивлением аа =280-700 МПа) и UHSS (Ultra High Strange Steel - сталь
особо высокой прочности с
Указанные особенности проявлялись и в технологической системе «Широкополосный стан горячей прокатки 2000 - двухклетевой реверсивный стан холодной прокатки 1700» (далее - система «ШСГП 2000-РСХП 1700»), которая функционирует в ОАО «ММК». В технологической система «ШСГП
2000-РСХП 1700» ОАО «ММК»» существует отработанная связь между толщинами подката и готовой холоднокатаной листовой стали. Однако опыт производства последних лет, проката с особо низким содержанием углерода (от тысячных до 0,02%) не дает ожидаемой повышенной пластичности, и при прокатке стали по существующим режимам выход годного по величине зерна снижается до 52 %. В то же время пониженные прочностные свойства подката из такой стали, позволяют увеличить обжатия при холодной прокатке, тем самым, изменяя производительность в системе ШСГП 2000 - РСХП 1700.
Учитывая, что годовой объем производства проката из стали с пониженным содержанием углерода составляет тысячи тонн, разработка сквозной технологии получения холоднокатаного тонкого листа, отвечающего всем требованиям и, к тому же, имеющего повышенную штампуемость, является актуальной задачей.
Цель настоящей работы - получение высококачественного холоднокатаного листового проката марок CQ, DQ и DDQ из сталей с содержанием углерода 0,004-0,02 % за счет совершенствования сквозной технологии горячей и холодной прокатки.
Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие научно-технические задачи ':
Исследованы особенности формирования структуры и свойств холоднокатаного проката из сталей с содержанием углерода 0,004-0,02 % , в результате последовательно выполняемых охлаждения полосы на отводящем рольганге ШСГП, прокатки, отжига и дрессировки в цехе холодной прокатки.
Разработаны модели охлаждения на отводящем рольганге широкополосного стана горячей прокатки, учитывающие зависимость теплофизиче-ских свойств стали от температуры и асимметрию условий охлаждения верхней и нижней поверхностей полос.
1 диссертация выполнена при научной консультации д-ра техн. наук, профессора Салганика В.М.
Разработана комплексная модель процесса холодной прокатки на двухклетевом реверсивном стане, отображающая, в том числе, особенности деформационного упрочнения стаей с пониженным содержанием углерода, момента прокатки в клетях CVC-кварто, скоростного режима и производительности процесса.
Найдена рациональная толщина подката, охлажденного по усовершенствованным режимам, обеспечивающая за счет увеличения его степени холодной деформации, требуемую зеренную структуру готового проката без потери производительности в технологической системе «ШСГП 2000 — РСХП1700».
Соответственно указанным задачам диссертационная работа имеет следующую структуру (рис. 1)
Научная новизна работы:
Известные зависимости для расчета снижения температуры металла на отводящем рольганге широкополосного стана горячей прокатки, базирующиеся на теории конвективного теплообмена, дополнены коэффициентом, отображающим несимметричность условий охлаждения верха и низа полосы, а также получены выражения для определения величины указанного коэффициента на участках охлаждения как воздухом, так и водой с учетом зависимости теплофизических свойств металла от его температуры;
Установлена неизвестная ранее зависимость предела текучести стали с содержанием углерода 0,004-0,020 % без добавок микролегирующих элементов от суммарной степени холодной деформации и получена достоверная аппроксимация кривой упрочнения таких сталей;
Установлены количественные зависимости механических свойств готового холоднокатаного проката из стали с содержанием углерода 0,004-0,020 % без добавок микролегирующих элементов, отображающие совместное влияние количества углерода и марганца, а также суммарного обжатия при холодной прокатке;
Получена статистическая зависимость коэффициента плеча равнодействующей для расчета момента холодной листовой прокатки в клети CVC-кварто, обеспечивающая по сравнению с известными снижение погрешности расчета крутящего момента в таких клетях с ±(40-80) до ±20 %.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА ИЗ СТАЛЕЙ С ПОНИЖЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ УГЛЕРОДА С ЦЕЛЬЮ
ПОВЫШЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ СВОЙСТВ ХОЛОДНОКАТАНОГО ПРОКАТА ИЗ СТАЛЕЙ С СОДЕРЖАНИЕМ УГЛЕРОДА 0.004-0.02%
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ НА ОТВОДЯЩЕМ РОЛЬГАНГЕ ШСГП И ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ НА ДВУХКЛЕТЕВОМ РЕВЕРСИВНОМ СТАНЕ
I
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ОХЛАЖДЕНИЯ НА ОТВОДЯЩЕМ РОЛЬГАНГЕ ШСГП НА СВОЙСТВА ПОДКАТА
ИЗУЧЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ
УСЛОВИЙ ОХЛАЖДЕНИЯ НА
ОТВОДЯЩЕМ РОЛЬГАНГЕ
ШСГП 2000 ОАО «ММК»
ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ
УПРОЧНЕНИЯ ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРО-
КДТ1Л=
МОДЕЛЬ ОХЛАЖДЕНИЯ ПОЛОСЫ НА ОТВОДЯЩЕМ РОЛЬГАНГЕ ШСГП
ВЛИЯНИЕ ХИМСОСТАВА СТАЛИ
И ТОЛЩИНЫ ПОДКАТА
НА СВОЙСТВА
ХОЛОДНОКАТАНОГО ПРОКАТА
МОДЕЛЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ НА ДВУХКЛЕТЕВОМ РЕВЕРСИВНОМ СТАНЕ
МОДЕЛЬ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДВУХКЛЕТЕВОГО РЕВЕРСИВНОГО СТАНА
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПРОКАТКИ И ОХЛАЖДЕНИЯ НА
ШСГП
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ НА ДВУХКЛЕТЕВОМ РЕВЕРСИВНОМ СТАНЕ
ОПТИМИЗАЦИЯ ТОЛЩИНЫ ПОДКАТА
ПОЛУЧЕНИЕ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО ХОЛОДНОКАТАНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА МАРОК CQ, DQ И DDQ ИЗ СТАЛЕЙ С СОДЕРЖАНИЕМ УГЛЕРОДА 0,004-0,02% И ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА
Рис. 1. Структура диссертационной работы
Практическая ценность:
Разработана математическая модель охлаждения полосы на отводящем рольганге широкополосного стана горячей прокатки, в которой минимизированы погрешности, связанные с усреднением условий охлаждения как по времени, так и по температуре металла, а также с несимметричностью условий охлаждения верха и низа полос.
Изучены особенности скоростного режима двухклетевого реверсивного стана холодной прокатки и разработана модель для его синтеза, обеспечивающая ошибку расчета времени цикла прокатки не более 6 %. С использованием указанной модели скоростного режима, а также установленных в работе новых зависимостей для расчета предела текучести и коэффициента плеча равнодействующей разработаны модель процесса холодной прокатки на двухклетевом реверсивном стане и компьютерная реализация этой модели.
Установлены рациональные значения температуры конца прокатки и смотки, а также условия охлаждения полос из стали с содержанием углерода 0,004-0,020% без добавок микролегирующих элементов, предназначенных для переработки в качественный холоднокатаный прокат для холодной штамповки, а также рациональные значения их толщины, обеспечивающие в комплексе требуемые механические свойства готового холоднокатаного проката без снижения производительности технологической системы «Широкополосный стан горячей прокатки — реверсивный двухклетевои стан холодной прокатки».
Реализация работы:
1. Результаты диссертационной работы были опробованы и внедрены в виде изменения № 12 от 26.10.2005 сквозной технологической инструкции ТИ 101-Я-360-99 «Производство холоднокатаных листов, полос и холоднокатаной ленты из стали марки 08Ю» и изменения № 6 от 25.03.05 к технологической инструкции ТИ 101-П-ХЛ5-156-2004 «Холодная прокатка на непрерывном 4-клетевом стане 2500».
2. Результаты работы внедрены в учебный процесс подготовки инженеров в Магнитогорском государственном техническом университете по специальности «Обработка металлов давлением» в виде методических разработок: «Методика разработки режима охлаждения на отводящем рольганге широкополосного стана горячей прокатки» и «Методика расчета производительности двухклетевого реверсивного стана холодной прокатки».
Особенности формирования свойств при переработке горячекатаных полос в холоднокатаный прокат
При холодной прокатке стали с увеличением степени деформации повышаются все характеристики прочности: предел текучести, предел прочности, твердость. Прочность особенно возрастает на начальных стадиях деформации (до 20-30 %), при дальнейшем увеличении степени деформации интенсивность упрочнения уменьшается. Способность металлов упрочняться зависит от типа их кристаллической решетки. Известно, что металлы и сплавы с гранецентрированной кубической решеткой упрочняются сильнее, чем с объемноцентрированной кубической. При холодной прокатке происходят межзеренные и внутризеренные разрушения, появляются микроскопические трещины, которые с ростом степени деформации увеличиваются, что приводит к понижению пластичности металла. Наибольшее понижение пластичности происходит на начальных стадиях холодной деформации, т.е. когда резко возрастает упрочнение. По мере роста деформации (до 50-70 %) металл становится очень прочным и хрупким. Дальнейшая его прокатка без промежуточного отжига затруднительна.
При холодной прокатке форма зерна металла изменяется в соответствии с общей схемой деформации; они вытягиваются в направлении прокатки и уменьшают свои размеры по высоте (сжимаются). Металл получает волокнистое строение, что приводит к неодинаковым свойствам его в разных направлениях. Разница в свойствах наклепанного металла, обусловленная волокнистым строением, называется механической анизотропией.
При холодной прокатке металла вместе с изменением формы зерен происходит изменение ориентировки их пространственной кристаллической решетки в результате направленности скольжения (сдвигов) по определенным плоскостям и направлениям в этих плоскостях; образуется текстура деформации (при обжатиях примерно 50 %), что играет важную роль в холодной прокатке тонких листов, где степень деформации достигает больших значений. Тип текстуры определяется главным образом типом кристаллической решетки металла и схемой деформации и почти не зависит от схемы напряженного состояния. Плотность металла при холодной прокатке обычно уменьшается. Это объясняется тем, что при деформации образуются межзеренные пустоты и трещины, уменьшающие плотность и увеличивающие объем металла. Однако эти изменения весьма невелики (максимум 0,1-0,2 %), что позволяет использовать условие постоянства объема в расчетах технологических параметров холодной прокатки.
Большое значение при холодной прокатке имеет повышение температуры деформируемого металла, доходящее в отдельных случаях до сотен градусов. Чем ниже температура прокатываемого металла и выше его сопротивление деформации, тем больше выход тепла. Разогрев деформируемого металла снижает его жесткость, повышает пластичность и может способствовать протекания фазовых превращений (выделению новых фаз).
При нагревании наклепанного металла до сравнительно невысокой температуры (примерно до 0,3 Тп1) происходит его частичное разупрочнение, снижается прочность и повышается пластичность, но текстура и другие свойства, характерные для деформированного состояния, остаются неизменными. При дальнейшем повышении температуры наклепанного металла наступает рекристаллизация. Температура начала рекристаллизации зависит от степени предшествующей деформации. Чем больше деформация и искажение кристаллической решетки, тем легче и при более низких температурах происходит рекристаллизация. Обычно температура начала рекристаллизации металлов, по данным А.А.Бочвара, составляет 0,4 Тп1, где ТП1 — абсолютная температура плавления стали. При рекристаллизации наклепанный металл полностью разупрочняется, его пластичность повышается до значений, соответствующих равновесному состоянию.
Теория дислокаций объясняет разупрочнение наклепанного металла исчезновением дислокаций, вызванных холодной прокаткой. При рекристаллизации происходит зарождение и рост новых равноосных зерен; волокнистое строение и связанная с ним механическая анизотропия исчезают. Размер зерен ко времени окончания рекристаллизации зависит от ее температуры и длительности, а также от степени предшествующей деформации и величины зерен до холодной прокатки. Чем выше температура и больше длительность отжига, тем крупнее зерна. Большое влияние на величину зерен в рекристал-лизационном металле оказывает степень предварительной деформации. Так, при критической степени деформации (5-15 %) в процессе рекристаллизации наклепанного металла возникают аномально крупные зерна. Чем крупнее зерна в исходном состоянии до холодной прокатки, тем они крупнее и после рекристаллизации.
Построение модели охлаждения полосы на отводящем рольганге
Исходя из выполненного выше обзора, для моделирования изменения температуры на отводящем рольганге в качестве исходной выбрали формулу (1.9), полученную из закона конвективного теплообмена. С учетом известных фактов о различиях в условиях охлаждения верха и низа полос в данную зависимость необходимо включить коэффициент асимметричности условий охлаждения А: = 1,005-0,012h - коэффициент неравномерности распределения температуры по толщине полосы [38].
Для минимизации погрешностей расчеты необходимо выполнять для достаточно большого количества относительно малых по протяженности участков рольганга. В предлагаемой модели дискретизация достигается рассмотрением охлаждения полосы на 88 участках отводящего рольганга, расположение и характеристика которых приведены в табл. 2.3.
Время охлаждения полосы на / -м участке рольганга рассчитывается следующим образом. Скорость клети в момент начала прокатки у-го сечения полосы : 3 - длина части полосы, прокатанная до начала ускорения (заправочная длина). Если ускорение начинается сразу же после захвата полосы валками последней клети, 13= 0.
Для снижения погрешности моделирования необходим также учет зависимости величин с и р от температуры. Обычно их значения усредняют в интервале температур конца прокатки и смотки. Например, в [60] рекомендуется принимать р=7850 кг/м3 и с= 795 Дж/(кг-К). Однако именно в интервале температур конца прокатки и смотки лежит область а - у превращения, в которой изменения сир весьма значительные (рис. 2.3). Из рис. 2.3, на котором графики построены по данным работы [61], видно, что при раз работке первого приближения режима охлаждения на отводящем рольганге усреднение удельной массы, теплоемкости и других теплофизических свойств необходимо выбирать, по крайней мере, для диапазонов 400 - 700, 700 - 800 и 800 - 1000 С [62]. Кроме того, необходимо учесть различия теплофизических свойств для сталей различных групп, что особенно отчетливо проявляется при 700 - 1000 С.
Коэффициенты регрессии представлены в таблице 2,4. Их определяли парным регрессионным анализом данных из работы [36] при доверительной вероятности 95 %. Статистическую надежность аппроксимаций оценивали по показателю R , значения которого находились в пределах от 0,985 до 0,999.
При расчетах температуры по формуле (2.1) используем значение коэффициента теплоотдачи а, равное сумме коэффициентов теплоотдачи, прису щих тем видам теплообмена, которые имеют место на данном участке рольганга с каждой из сторон полосы: где а в - коэффициент теплоотдачи верхней поверхности; or" - коэффициент теплоотдачи нижней поверхности.
Для расчета коэффициента теплоотдачи воде используется уравнение регрессии, отображающее его зависимость от удельного расхода охлаждающей воды (рис. 2.4).
Представленные здесь данные получены для верха полосы при ее охлаждении в установках душирования с различающимися параметрами. В работе [38] удельный расход воды определяется следующим образом
Построение кривой упрочнения сталей с пониженным содержанием углерода
При разработке режимов холодной прокатки сталей используются зависимости упрочнения от степени деформации [81-83], которые для сталей с пониженным содержанием углерода не известны. Поэтому необходимо эмпирическим путем определить изменение прочностных свойств в процессе дробной деформации и построить кривую упрочнения.
В практике расчетов параметров холодной прокатки наибольшее признание получили зависимости, рекомендованные А.В. Третьяковым и В.И. Зюзиным [84]: где он - условный предел текучести в ненаклепанном состоянии, МПа; а и п- эмпирические коэффициенты, значения которых зависят от марки стали;
В справочнике [84] приведены значения исходного предела текучести и эмпирических коэффициентов более чем для 35 сталей. Такие зависимости дают при расчетах ошибку не более ± 2 %, но могут быть использованы лишь для тех сталей, для которых получены. Кроме того, в них не учтены неизбежные колебания исходного предела текучести в связи с отличиями в химическом составе различных плавок стали одной и той же марки.
Для преодоления указанных недостатков А.В. Третьяков и В.И. Зюзин рекомендуют использовать так называемые "групповые" формулы вида (3.1), в которых ан рассматривается как величина переменная, а характеристики упрочнения (а и п) принимаются постоянными для сталей одной и той же группы. Некоторые из таких эмпирических коэффициентов для "групповых" формул приведены в табл. 3.1.
В работах [85, 86] предложили аппроксимировать кривую деформационного упрочнения зависимостью вида: где Ъ и с - эмпирические коэффициенты.
Для одних и тех же условий (марка стали, суммарное обжатие и т. д.) зависимости (3.3) и (3.4) дают практически одинаковые результаты [87]. Одна- ко зависимость (3.4) в значительно большей степени обеспечена значениями эмпирических коэффициентов для сталей различных классов.
Для построения кривой упрочнения сталей с пониженным содержанием углерода прокатывали образцы исходной толщины 3,0-3,3 мм по схеме дробного накопления суммарной деформации. Затем на разрывной машине проводили испытание на растяжение с записью индикаторной диаграммы. Результаты испытаний представлены в табл. 3.2. и 3.2. На рис. 3.4 результаты из табл. 3.2 и 3.3 представлены в виде приращения предела текучести Ла02 =сгя -C702(ss), где ss - суммарное обжатие; зн - условный предел текучести в не наклепанном состоянии, т.е. при є2= 0. С учетом указанных выше подходов к отображению кривых упрочнения для расчетов сопротивления деформации при холодной прокатке, методом наименьших квадратов построили следующие аппроксимации:
Оба уравнения регрессии статистически надежны с доверительной вероятностью 95%, но в то время как для степенной зависимости (3.3) коэффи-циент достоверности аппроксимации R = 0,640, для зависимости (3.4) Из рис. 3.4 видно, что зависимость (3.4) более точно описывает влияние обжатия на Ааог- Поэтому кривую упрочнения малоуглеродистых сталей с содержанием углерода 0,004-0,014% предпочтительнее отобразить в следующем виде:
Несмотря на пониженные прочностные свойства стали с углеродом менее 0,02 %, увеличение толщины подката при холодной прокатке приведет к росту нагрузки на оборудование. Поэтому для выбора единичных обжатий в случае перенастройки режима работы стана необходимо выполнение расчетов усилия прокатки и крутящего момента на валу двигателя для оперативного изменения режима прокатки. Адекватная модель для расчета усилия прокатки на двухклетевом реверсивном стане разработана ранее [88]. Рекомендации о расчетах момента прокатки валками CVC в литературе нами не обнаружены.
Исходя из результатов литературного обзора (см. п. 1.4), за основу модели крутящего момента приняли зависимость (1.16), для использования котрой необходимо знать коэффициент плеча 1/ . Его определяли экспериментально-расчетным методом по результатам исследования прокатки полос толщиной 0,5-0,9 мм из подката 2,0-2,2 мм. Во всех случаях применялась двукратная прокатка, т. е. производилось четыре обжатия. На основе полученных с применением датчиков АСУ ТП значений толщины, натяжений, тока приводных двигателей, скорости и усилия прокатки (табл. 3.4) с применением известной методики [57, 58] рассчитали погонный момент от взаимодействия валков с полосой М1р, и через его значение, на основании формулы (1.16), коэффициент плеча у/\
Установили, что первый и третий проходы производятся в условиях, когда переднее натяжение Qx больше заднего О0, а для второго и четвертого Qx Q0 . Поэтому для первого и третьего прохода коэффициенты плеча ( =0,15-0,36) в целом выше, чем во втором и четвертом ( =0,12-0,25).
Влияния степени деформации при холодной прокатке на механические свойства проката из стали с пониженным содержанием углерода
Разработана математическая модель охлаждения полосы на отводящем рольганге широкополосного стана горячей прокатки, в которой минимизированы погрешности, связанные с усреднением условий охлаждения как по времени, так и по температуре металла, а также с несимметричностью условий охлаждения верха и низа полос.
Изучены особенности скоростного режима двухклетевого реверсивного стана холодной прокатки и разработана модель для его синтеза, обеспечивающая ошибку расчета времени цикла прокатки не более 6 %. С использованием указанной модели скоростного режима, а также установленных в работе новых зависимостей для расчета предела текучести и коэффициента плеча равнодействующей разработаны модель процесса холодной прокатки на двухклетевом реверсивном стане и компьютерная реализация этой модели.
Установлены рациональные значения температуры конца прокатки и смотки, а также условия охлаждения полос из стали с содержанием углерода 0,004-0,020% без добавок микролегирующих элементов, предназначенных для переработки в качественный холоднокатаный прокат для холодной штамповки, а также рациональные значения их толщины, обеспечивающие в комплексе требуемые механические свойства готового холоднокатаного проката без снижения производительности технологической системы «Широкополосный стан горячей прокатки — реверсивный двухклетевои стан холодной прокатки».
Результаты диссертационной работы были опробованы и внедрены в виде изменения № 12 от 26.10.2005 сквозной технологической инструкции ТИ 101-Я-360-99 «Производство холоднокатаных листов, полос и холоднокатаной ленты из стали марки 08Ю» и изменения № 6 от 25.03.05 к технологической инструкции ТИ 101-П-ХЛ5-156-2004 «Холодная прокатка на непрерывном 4-клетевом стане 2500».
Результаты работы внедрены в учебный процесс подготовки инженеров в Магнитогорском государственном техническом университете по специальности «Обработка металлов давлением» в виде методических разработок: «Методика разработки режима охлаждения на отводящем рольганге широкополосного стана горячей прокатки» и «Методика расчета производительности двухклетевого реверсивного стана холодной прокатки».
Основным требованием к горячекатаной низкоуглеродистой стали является высокая однородность и стабильность механических свойств как в пределах конкретных партий, так и в генеральной совокупности. В свою очередь механические свойства стали определяются в основном ее структурой. Зеренная структура холоднокатаного металла зависит от структуры горячекатаной полосы, которая наследуется на последующих переделах, степени деформации при холодной прокатке и температурно-временных условий отжига. Температурно-временные параметры рекристаллизационного отжига выдерживаются достаточно стабильно, так как снижение температуры приводит к неполной рекристаллизации, а повышение, помимо всего, к слипанию витков рулона. Поэтому широкие возможности управления структурой при горячей прокатке и особенности влияния степени деформации на рекристаллизацию при холодной прокатке необходимо использовать для получения требуемых свойств холоднокатаной низкоуглеродистой тонколистовой стали.
Анализ горячекатаного металла показал, что основное влияние на его свойства оказывают микроструктура, на которую существенно влияют колебания химического состава в пределах ГОСТ 1050-74 [1].
Особенности формирования структуры стали с пониженным содержанием углерода, не более 0,02%, которая при существующих режимах дает аномально крупное зерно со всеми последствиями, заставляют разрабатывать рациональные, необходимые режимы горячей и холодной прокатки именно для таких сталей [2].
В процессе горячей прокатки на полосовых станах металл полосы претерпевает многократные структурные превращения рекристаллизационного и фазового характера. Структура и уровень механических свойств металла горячекатаной полосы определяются условиями протекания процессов динамической рекристаллизации аустенита во время деформации в отдельных кле- тях, наличием у железо-углеродистых сплавов полиморфного превращения, наложением полиморфного превращения на процессы рекристаллизации деформированной аустенитной или аустенитно-ферритной фаз в процессе охлаждения полосы на отводящем рольганге, а также характером протекания диффузионных процессов выделения избыточных фаз [3].
