Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
4.2. Холодная прокатка листовой стали
4.2.1. Сортамент
Холодная прокатка листов производится без нагрева металла, хотя в процессе обработки металл разогревается до температуры 150…250 °С. В холодном состоянии прокатывают лист с толщиной £4 мм и шириной 500…2300 мм. По толщине листовой прокат можно разделить условно на следующие категории:
листы 1,5…4 мм;
холоднокатаная полоса 0,45…2 мм;
жесть 0,07…0,3 мм;
фольга 0,0015…0,01 мм.
По назначению:
конструкционная 0,8…2.0 мм;
кровельная 0,4…0,22 мм;
декатированная (отожженная и травленная) 0,25…2,0 мм;
коррозионностойкая (нержавеющая) 0,05…3,5 мм;
электротехническая 0,05…0,5 мм;
жесть 0,06…0,36 мм.
Холоднокатаную сталь, согласно ГОСТ 9045-93 делят на три категории: ВГ – весьма глубокой вытяжки, СВ – сложной вытяжки, ОСВ – особо сложной вытяжки. Каждая из этих категорий характеризуется механическими свойствами, испытанием на вытяжку. Еще одной важной характеристикой холоднокатаной стали является ее изотропность, т.е. однородность свойств в различных направлениях.
К поверхности холоднокатаных листов предъявляют ряд требований. По степени отделки качественную углеродистую сталь разделяют на четыре группы. К первой группе относят стали с особо высокой отделкой поверхности (глянцевой или матовой поверхностями). На поверхности листов, подвергающихся при штамповке весьма глубокой вытяжке, не допускается никаких дефектов. Ко второй группе относят стали с высокой, к третьей – с повышенной, к четвертой – с нормальной отделкой поверхности.
Для холодной прокатки используются реверсивные и непрерывные станы с многовалковыми клетями: кварто, шестивалковые, двенадцативалковые, двадцативалковые клети; реверсивные станы одно- и двухклетевые; непрерывные – 3-х, 4-х, 5-и, 6-и и 7-и – клетевые группы.
4.2.2. Основные технологические операции и их характеристика
Исходным материалом для холодной прокатки являются горячекатаные листы толщиной 1,5…5 мм. Холоднокатаные листы производят двумя способами: полистным и рулонным.
При производстве холоднокатаной стали обязательными операциями являются:
– удаление окалины с горячекатаной полосы;
– прокатка;
– термическая обработка в печах с безокислительной атмосферой;
– дрессировка полос;
– отделка, разделка полос и упаковка листов в пачки.
Существуют химический, электрохимический и механический способы удаления окалины толщиной 0,1…0,15 мм.
При механическом удалении окалины наиболее распространены дробеструйный и дробеметный способы удаления окалины в линиях с горизонтальной транспортировкой полос. Более перспективный способ удаления окалины – иглофрезерная очистка поверхности. В Японии разработан новый способ удаления окалины с полосы: на полосу, движущуюся со скоростью ~ 4 м/с, подается смесь железистого порошка крупностью 100…150 мкм с водой под давлением 10 МПа через сопла, установленные под определенным углом из расчета охвата всей поверхности полосы.
Наиболее эффективное разрушение окалины происходит в изгибо-растяжных машинах (рис. 4.13). При растяжении с удлинением до 1 %, кроме ломки окалины уменьшается неплоскостность полос.
|
Рис. 4.13. Схема изгибно-растяжной машины: 1 – полоса; 2 – прижимной ролик; 3 – натяжной ролик; 4 – изгибающие ролики (правильная машина) |
Для удаления окалины используется процесс прокатки - волочения.
Также для удаления окалины используются дрессировочные станы: две последовательно расположенные двухвалковые клети или дрессировочная клеть кварто (например, на ОАО «ЧМК» дрессировочный стан 1700) одна или две (непрерывная группа). Дрессировка полос производится с натяжением без применения технологических смазок и охлаждающих жидкостей при степени деформации e=0,5…3 % и может быть до 5 %.
Механическая ломка окалины значительно сокращает продолжительность травления. Кислота через дефекты (трещины), образовавшиеся в слоях окалины, свободно достигает слоя вюстита (закиси железа), прилегающего к железной основе и растворяет предпочтительно этот слой.
Собственно процесс прокатки осуществляется с натяжением как в одноклетевых станах, так и на непрерывных станах. В настоящее время кроме непрерывных станов работают станы бесконечной прокатки, в которых перед прокаткой или травлением установлены агрегаты для стыковой сварки полос и петленакопитель, а за последней клетью – делительные летучие ножницы и две моталки для смотки полос в рулоны. Укрупнение рулонов обеспечивает:
– непрерывность технологического процесса;
– повышение качества проката;
– получение на выходе рулонов любого развеса от 10 до 30 т и более.
Для уменьшения коэффициента трения при прокатке на полосу подается смазка. Для этого применяют различные органические жиры, минеральные масла и органические соединения, например эмульсию, приготовленную на эмульсоле, пальмовое масло и др. При прокатке жести в качестве смазок применяют пальмовое, кокосовое, сурепное и другие масла, которые используют в смеси с водой.
На станах холодной прокатки системы смазки работают по замкнутому циклу. После использования остатки эмульсии направляют в сборники для повторного использования. На стан эмульсию подают насосными установками, для очистки эмульсии имеются фильтры и магнитные сепараторы, для охлаждения эмульсии используют охладители.
Холодную прокатку листовой стали на непрерывных станах проводят со значительными межклетевыми натяжениями, которые улучшают условия прокатки, вследствие чего возможна прокатка с большими обжатиями. Натяжение на станах создают моталки, контроль натяжения осуществляют устройствами, установлен ными между клетями стана.
Для устранения наклепа и получения структуры, обеспечивающей необходимые механические и технологические свойства, холоднокатаную сталь отжигают. Если отжиг проводят в защищенной атмосфере (водорода или азота), то его называют светлым, полоса не окисляется. Черный отжиг проводится в обычной атмосфере с образованием окалины.
Основным видом термической обработки углеродистой стали в цехах холодной прокатки является отжиг. После отжига лист подвергается дрессировке – это холодная прокатка с малыми обжатиями – 0,5…3 %, что ниже критического интервала деформации, и значительными натяжениями. Дрессировка предотвращает появление линий сдвига (Чернова-Людерса) при штамповке, улучшает поверхность после отжига и травления, снижает коробоватость и волнистость, повышается прочность и упругость.
В последние годы холоднокатаную полосу производят на совмещенных агрегатах: непрерывный травильный агрегат – непрерывный прокатный стан; непрерывный прокатный стан – агрегат непрерывного отжига; агрегат непрерывного отжига – дрессировочный и разделочный агрегаты.
Потребитель получает холоднокатаный лист в пачках или рулонах, для чего служат непрерывные агрегаты поперечной, продольной резки и комбинированные с одновременной правкой и промасливанием. Далее идет упаковка и отгрузка листов. Обвязка большей частью осуществляется стальной полосой.
Кроме того, металл подвергается антикоррозийным и декоративным покрытиям. Антикоррозионные покрытия: металлические (лужение, оцинкование, освинцевание, хромирование, никелирование, алюминирование) и неметаллические (полимерная пленка, лаки, окраска). Способы нанесения антикоррозионных металлических покрытий: горячий и электролитический.
Металлические толстые покрытия наносят, опуская листы в расплавленный металл, тонкие – электролитическим путем.
4.2.3.Современные технологии производства холоднокатаной листовой стали
Прокатка на многовалковых реверсивных станах.
Многовалковые прокатные станы предназначены для получения полос толщиной 0,0015…0,1 мм и шириной до 2200 мм. Из многовалковых (5-ти, 6-ти, 12-ти и 20-валковых) наиболее распространены 20-валковые станы типа Сендзимир.
В металлургии 20-валковые станы используют в основном для прокатки тонких лент и особо тонкой фольги из высокопрочных металлов и сплавов: титана, циркония, молибдена, вольфрама, тантала, никелевых сплавов, бериллиевой бронзы и т.д. Диаметр рабочих валков при этом часто не превышает 10 мм. Эти станы, применяемые также для прокатки электротехнической нержавеющей и легированных марок стали, обладают высокой жесткостью валкового узла, а рабочие валки небольшого диаметра обеспечивают невысокие давления в очаге деформации.
В состав реверсивного 20-валкового стана холодной прокатки 1700 входит оборудование, приведенное на рис. 4.14. Рабочая клеть имеет два рабочих валка и
|
Рис. 4.14. Схема расположения реверсивного 20-ти валкового стана холодной прокатки: 1 – приемный стол; 2 – разматыватель; 3 – тянущие ролики и отгибатель концов рулонов; 4 – полоса; 5 – моталка; 6 – роликовая пресс-проводка; 7 – реверсивная прокатная клеть; 8 – измеритель толщины; 9 – моталка; 10 – уборочное устройство; 11 – рабочие валки; 12 – первые промежуточные валки; 13 – вторые промежуточные валки; 14 – основные опорные валки (оси с подшипниками); х – приводные валки |
18 опорных, которые и обеспечивают необходимую жесткость системы. Все валки установлены в мощной цельнолитой станине. Стан предназначен для прокатки сталей с пределом прочности до sв=2000 МПа. Ширина прокатываемых полос 775…1250 мм, толщина подката до 6,35 мм, минимальная конечная толщина готовой полосы 0,25 мм (проектная). Привод валков стана осуществляется от двух двигателей постоянного тока общей мощностью 2×1750 кВт при 275/550 об/мин через шестеренную клеть. С целью снижения неплоскостности и поперечной разнотолщинности 20-ти валковый стан 1700 оснащен механизмом осевого перемещения первых промежуточных валков, механизмом регулирования профиля верхних опорных валков В и С.
Индивидуальный привод каждой опоры механизма регулирования профиля верхних опорных валков В и С обеспечивает возможность воздействия на неплоскостность полосы в любом месте ее ширины. Рабочие валки шлифуют цилиндрическими, либо с выпуклостью. Первые промежуточные валки могут иметь односторонние или двухсторонние конические скосы. Вторые промежуточные валки шлифуют цилиндрическими. Приводные валки должны иметь одинаковые диаметры. Это имеет большое значение для одинаковой загрузки приводных шестерен шестеренной клети.
Стан управляется АСУТП (автоматизированной системы управления технологическим процессом).
АСУТП выполняет следующие функции:
– автоматическое регулирование толщины обжатием;
– автоматическое регулирование толщины натяжением;
– замедление скорости прокатки на дефектах;
– автоматический останов стана в конце прохода;
– расчет относительного обжатия;
– выдача протокола качества.
Кроме 20-тивалковых известны и другие, менее распространенные многовалковые станы:
– комбинированный многовалковый стан с девятью валками (рис. 4.15). Отли-
|
Рис. 4.15. Комбинированный стан: 1 – верхний рабочий вал; 2 – нижний рабочий вал; 3 – первые промежуточные опорные валки; 4 – полоса; 5, 6, 7 – вторые промежуточные опорные валки; 8 – основные опорные валки; |
чительная особенность этого стана – применение рабочих валков со значительной разницей диаметров, что обеспечивает снижение энергосиловых параметров прокатки за счет появления в очаге деформации продольных растягивающих напряжений. На одном комбинированном стане прокатывают ленты шириной 400 мм и толщиной 1 мм из нержавеющей стали различных марок до толщины 0,065…0,15 мм. Как показал опыт работы, в результате применения валка малого диаметра оказалось возможным получать тонкие ленты с суммарным обжатием 60…65 % за один проход при уменьшении почти в 2 раза усилия прокатки;
– стан холодной прокатки системы «Тейлор» с пятью валками (рис. 4.16); h1 до 0,1 мм (приборостроение, радиоэлектроника, космическая техника и др. – США). На этом стане второй рабочий валок меньшего диаметра снабжен устройствами его перемещения в горизонтальной плоскости, что позволяет регулировать плоскостность полос; sн < 0,1sm, что существенно при прокатке тонких лент;
|
Рис. 4.16. Схема стана Тэйлора: 1 – моталки; 2 – рабочий валок малого диаметра; 3 – прокатываемая полоса; 4 – рабочий валок большого диаметра; 5 – опорный валок |
– стан CBS (США) (рис. 4.17). Гибочный ролик вращается свободно и его диаметр в 20 раз меньше диаметра рабочего валка, три зоны пластической деформации, e до 98%;
|
Рис. 4.17. Схема стана холодной прокатки полос типа CBS: 1 – моталка; 2 – опорный валок; 3 – гибочный ролик; 4 – рабочие валки; 5 – полоса |
– стан MKW (рис. 4.18). Особенности: приводные опорные валки, рабочие валки смещены относительно оси опорных валков и поджимаются подпорными валками 2 и 3; рабочие валки могут иметь разные диаметры; снижается и регулируется горизонтальный прогиб рабочих валков.
|
Рис.4.18. Схема стана холодной прокатки полос типа MKW: 1 – моталка; 2 – подшипниковая опора; 3 – подпорный валок; 4 – опорные приводные валки; 5 – рабочий валок; 6 – полоса |
Прокатка на двухклетевых реверсивных станах.
Двухклетевые станы холодной прокатки получили широкое применение в качестве дрессировочных, осуществляющих небольшие обжатия для придания наклепа в поверхностном слое листа после его отжига. Они обычно следуют за многовалковыми станами холодной прокатки.
В последнее время эти станы нашли применение для производства средних объемов проката широкого сортамента. По качеству продукции они соответствуют требованиям, предъявляемым к современным станам холодной прокатки (рис. 4.19 и табл. 4.5). Эти станы предназначены для производства тонкой высокоточной полосы из различных сталей, меди, латуни, бериллиевых сплавов, фосфористой бронзы, алюминия, полудрагоценных сплавов, применяемых в электронике и электротехнике. Используются клети кварто конфигурации RS (Redes–Sendzimir) с установкой устройств для регулирования положения валков.
Аналогичный стан «1700» холодной прокатки мощностью 800 тыс. тонн построен на ОАО «ММК» (рис. 4.20).
Таблица 4.5
|
Рис. 4.19. Размещение коллекторов и КИП: 1 – охлаждающие сопла; 2 – выборочное охлаждение; 3 – основное охлаждение; 4 – воздушные очистители; 5 – контрольно-измерительная аппаратура; 6 – толщиномер; 7 – ролик устройства для измерения формы |
Таблица 4.5
|
Основные технические данные стана фирмы «Danieli» |
|
|
Мощность приводов, кВт – разматыватель – натяжные моталки – валки |
1150 2300 4000 |
|
Марки прокатываемых сталей |
Малоуглеродистые стали Т50, Т52, Т57, Т61, Т65, Т70 |
|
Ширина полосы, мм |
1270/550 |
|
Толщина подката, мм |
2,5/1,5 |
|
Толщина готовой полосы, мм |
0,8/0,18 |
|
Наружный диаметр рулона, мм |
1770 |
|
Внутренний диаметр рулона, мм |
420 |
|
Вес рулона, т |
20 |
|
Рис. 4.20. Реверсивный двухклетевой стан 1700 ОАО «ММК» |
Прокатка на непрерывных станах бесконечной прокатки.
Совершенствование станов холодной прокатки пошло по пути увеличения числа клетей, длины бочки валков, массы рулонов до 54…60 т на входе стана, повышения уровня автоматизации технологических операций. Это повысило производительность станов, выход годной продукции и качество поперечного профиля полос.
В начале 70-х г.г. (1971 г.) в Японии на заводе фирмы «Ниппон кокан» был введен в строй первый в мире стан 1420 бесконечной прокатки. По сравнению с работой обычного непрерывного стана пятиклетьевой стан 1420 бесконечной прокатки характеризуется высокой производительностью (в 1,5 раза выше), более чем пятикратным снижением отклонений от заданных размеров полосы, а также значительным (на 50%) сокращением обслуживающего персонала. Прокатка ведется с постоянной скоростью и непрерывной подачей полосы в стан. Концы полос непрерывно свариваются в бесконечную полосу, подаваемую на стан через петлевое устройство с автоматическим регулированием петли.
Производительность стана бесконечной прокатки выше, чем обычного (полурулонной прокатки) в связи с отсутствием проблем, связанных с прокаткой концов полос и потерь времени на их заправку. Кроме того, значительно снижается вероятность повреждения валков. Большое значение для уменьшения простоев стана с улучшением качества готовой полосы имеет также прочность сварных швов.
В России бесконечный стан 2030 был установлен на Новолипецком металлургическом комбинате (рис. 4.21).
|
Рис. 4.21. Схема расположения оборудования пятиклетьевого стана бесконечной прокатки 2030: 1 – рулонная тележка; 2, 23 – разматыватели; 3 – прижимной ролик; 4 – тянущие ролики; 5 – правильная машина; 6 – стол; 7 – ножницы; 8, 10, 18, 25 – тянущие ролики; 9 – сварочная машина; 11, 13, 15 – натяжные станции; 12 – петлевой накопитель; 14 – направляющий ролик; 16 – ножницы; 17 – клети; 18 – тянущие ролики; 19 – ножницы; 20 – магнитный транспортер; 21 – моталка; 22 – рулонная тележка; 23 – разматыватель |
Фирмой ИХИ (Япония) разработана новая линия бесконечной холодной прокатки полос (рис. 4.22).
Отличительными особенностями технологии обработки металла в этой линии являются следующие:
– использование в качестве подката рулонов горячекатаных полос, минуя традиционные непрерывно-травильные агрегаты (НТА);
– установка непосредственно в линии новой системы удаления окалины с поверхности горячекатаной полосы.
Схема новой системы удаления окалины приведена на рис. 4.23.
Процесс «Исиклин», разработанный фирмой ИХИ, удаляет окалину с горячекатаных полос механическим воздействием, создаваемым струёй высокого давления в виде пульпы из воды с железистым песком.
Очистка от окалины еще более ускоряется при установке клети прокатки-волочения с охватом валков полосой (ПВО). Этот процесс разработан на кафедре ОМД (прокатки) Южно-Уральского государственного университета.
|
Рис. 4.22. Схема стана бесконечной прокатки: 1 – разматыватели с окалиноломателями; 2 – сварочная установка 3 – входное натяжное устройство; 4 – установка для правки растяжением с гибкой; 5 – участок турбулентного травления; 6 – участок промывки; 7 – кромкообрезные ножницы и кромкокрошитель; 8 – выходное натяжное устройство; 9 – непрерывный стан холодной прокатки; 10 – летучие ножницы на выходе; 11 – моталка; 12 – промежуточный лупер; 13 – лупер на выходе; 14 – лупер на входе |
|
Рис. 4.23. Новая система удаления окалины «Исиклин» |
Новая система удаления окалины обеспечивает:
– экономию как капитальных, так и текущих расходов на 50…80 %;
– весьма компактную линию удаления окалины;
– наиболее эффективную операцию по удалению окалины, соответствующую любой скорости движения металла в линии;
– безопасную работу обслуживающего персонала;
– полную охрану окружающей среды.
4.3. Дефекты листового проката
4.3.1. Дефекты горячекатаного листового проката
Основные дефекты горячекатаных листов (полос) по происхождению можно разбить на следующие группы: дефекты, связанные с выплавкой, разливкой и раскислением стали; дефекты по вине некачественного нагрева металла перед прокаткой; дефекты, вызванные нарушениями технологии прокатки; дефекты, связанные с процессом травления полос.
По своему характеру дефекты горячекатаной листовой (полосовой) продукции разделяются на дефекты формы листа (полосы), дефекты поверхности листа (полосы).
К дефектам формы относят поперечную и продольную разнотолщинность, коробоватость, общую и местную волнистость, серповидность и т.д. Дефектной может быть также признана продукция, основные размеры которой (длина, толщина, ширина) не соответствуют заказным. Небольшую волнистость устраняют правкой и дрессировкой.
Наибольшего внимания требуют поверхностные дефекты горячекатаной листовой стали.
Кроме того, к распространенным порокам относятся раскатанные пузыри – де
4.3.2. Дефекты холоднокатаного листового проката
Дефекты холоднокатаной листовой стали могут иметь различное происхождение, обусловленное нарушениями технологии как в сталеплавильных цехах, так и при производстве листовой стали (табл. 4.6).
Таблица 4.6
Дефекты холоднокатаного металла
|
№№ п/п |
Наименование дефекта |
Причины происхождения |
|
1 |
2 |
3 |
|
Порез |
Большое обжатие при прокатке. Неправильная настройка стана |
|
|
Неправильная работа системы подачи эмульсии |
||
|
Прокатка полосы с волнистой кромкой или большой коробоватостью |
||
|
Прокатка полос с неудовлетворительным поперечным профилем |
||
|
Прокатка полос со складкой или загнутой кромкой |
||
|
Попадание посторонних предметов между полосой и валками. Расслой на подкате |
||
|
Отпечатки |
Навары и задиры на рабочих валках |
|
|
Вдавлины на поверхности валка от попадания металлической крошки в валки во время прокатки |
||
|
Выкрошка валка |
||
|
Вкатанные металлические частицы |
Попадание металлической крошки на поверхность полосы оторванной или чешуйчатой кромки в результате трения горячекатаной полосы о проводку и ролики моталки травильной линии, о проводки перед станом или при трении витка о виток в плохо смотанном рулоне |
|
|
Волна 2-х сторонняя |
Большая выработка бочки валков или чрезмерно большое обжатие |
|
|
Прокатка полос с вогнутым поперечным профилем |
||
|
Прокатка полос с дефектами НТА («недотрав», «перетрав») |
||
|
Волна односторонняя |
Неравномерное обжатие по ширине полосы |
|
|
Прокатка полос с дефектами НТА («недотрав», «перетрав») |
||
|
Общая коробоватость |
Чрезмерно большая выпуклость |
|
|
Местная коробоватость |
Неравномерное обжатие по ширине полосы |
|
|
Прокатка полос с наличием местных локальных утолщений более 0,03 мм |
||
|
Разнотолщинность (продольная) |
Неравномерная толщина горячекатаной полосы |
|
|
Неправильная настройка стана |
|
1 |
2 |
3 |
|
Смятие |
Смятие холоднокатаной полосы на барабане моталки. Неправильная заправка полосы в зев моталки |
|
|
Серповидность |
Серповидность горячекатаной полосы |
|
|
Царапины и царапины с вкатанной крошкой |
Соприкосновение полосы в процессе прокатки с выступающими острыми кромками на проводках и других деталях оборудования |
|
|
Навары на роликах |
||
|
При трении витка о виток в неровно и в неплотно смотанном рулоне |
||
|
Грязь на поверхности |
Грязная эмульсия |
|
|
Попадание пыли и отработанного масла с подшипников и нажимного устройства на полосу, плохо протравлен и промыт подкат |
||
|
Птичка |
Чрезмерно большое натяжение на моталке. Неравномерное поперечное натяжение полосы на моталке |
Окончание табл. 4.6
4.3.3. Способы устранения поперечной разнотолщинности
на листовых станах
С целью устранения поперечной разнотолщинности используются следующие способы:
Предварительное шлифование прокатных валков на заданную величину выпуклости или вогнутости.
Изменение обжатия и соответственно прогиба валков воздействием на нажимные устройства.
Изменение прогиба валков воздействием на переднее или заднее натяжение полосы.
Тепловое профилирование выпуклости рабочих валков с помощью системы секционного охлаждения или нагрева.
Изменение прогиба валков путем их принудительного изгиба в процессе прокатки.
Осевая сдвижка рабочих валков, в сочетании со специальной профилировкой их бочки.
Наиболее эффективным способом устранения неплоскостности полосы является изменение прогиба валков путем их принудительного изгиба в процессе прокатки.
Сущность воздействия гидроизгиба на очаг деформации схематически показана на рис. 4.24. На схеме (см. рис. 4.24, а), называемой «противоизгиб», края бочки рабочих валков отгибаются от полосы, что способствует уменьшению обжатий и вытяжек участков у боковых кромок полосы и устранению дефекта «волнистость» (по заводской упрощенной терминологии – «волна»).
На схеме (см. рис. 4.24, б), называемой «дополнительный изгиб», происходит противоположное схеме (см. рис. 4.24, а) воздействие на полосу, способствующее уменьшению обжатии в среднем по ширине участка полосы и устранению дефекта «коробоватость» (по заводский упрощенной терминологии – «короб»).
|
Рис. 4.24. Схемы гидравлического изгиба рабочих валков: а– прогиб; б– дополнительный изгиб |
На рис. 4.24 показана схема РР – распирающее усилие создается между шейками рабочих валков. При схеме QQ распирающее усилие создается между шейками опорных валков, а в схеме QР распирающее усилие создается между шейками опорных и рабочих валков. Кроме указанных схем, возможны их комбинации.
На тонколистовых станах горячей прокатки применяют схему РР. На станах холодной прокатки и дрессировочных – в основном схемы РР и QР или их комбинацию РРQ. На указанных станах отношение длины бочки к диаметру валка (L/D) меньше <5.
Если на тонколистовых станах L/D>5 и на толстолистовых станах применяют схему QQ.
Основное преимущество гидроизгиба по сравнению с тепловым воздействием секционного охлаждения валков – в его быстродействии, однако при большой длине бочки гидроизгиб достаточно эффективен при исправлении волнистости, но значительно менее эффективен при устранении коробоватости, так как усилие гидроизгиба Q, не превышающее 0,15 – 0,20 от величины усилия прокатки Р, слабо воздействует па упругие деформации средней части по длине бочки рабочих валков. Кроме того, секционное регулирование теплового профиля валков с помощью СОЖ, хотя и более инерционно по сравнению с гидроизгибом, однако, в отличие от него, обеспечивает устранение местных искажении профиля и формы полосы на локальных участках, расположенных между серединой и боковыми кромками.
Широкое распространение получила система CVC, используемая на станах как холодной, так и горячей прокатки. Сущность работы клети, оснащенной валками с системой CVC, поясняет рис. 4.25. Профилировка бочек рабочих валков выполняется S образной (близкой к синусоидальной) таким образом, чтобы в исходном положении (см. рис. 4.25, а) (без осевого смещения) межвалковый зазор был одинаковым по ширине прокатываемой полосы. Такая схема соответствует работе обычной клети с цилиндрической профилировкой валков (выпуклость ΔD=DС – DК = 0, где DС и DК диаметры в середине и у торцов).
|
Рис. 4.25. Схема работы клети, оснащенной валками с системой CVC |
Рабочие валки оснащены механизмом встречного осевого перемещения, которое изменяет геометрию межвалкового зазора, оказывая такое же действие на прокатываемую полосу, как применение в обычной клети валков с выпуклой (см. рис. 4.25, б) или вогнутой (см. рис. 4.25, в) профилировками.
Величина амплитуды S–образного профиля находятся в том же диапазоне, что и выпуклость обычных валков (0,2…0,5 мм).
Каждый из рассмотренных способов устранения поперечной разнотолщинности имеет достоинства и недостатки. Единственно правильным является комплексный подход к решению поставленной задачи путём оптимального сочетания нескольких способов.
Наиболее распространенные способы управления поперечным профилем и формой полосы следующие:
предварительное шлифование образующих бочек опорных и рабочих валков;
тепловое регулирование профиля бочек рабочих валков в процессе прокатки полосы;
принудительный изгиб рабочих валков в вертикальной плоскости воздействием на их подушки;
осевая сдвижка рабочих валков с применением различных профилировок валков, в том числе S–образного типа.
4.4. Основные тенденции развития производства листового проката
Компоновка современных широкополосных станов горячей прокатки (ШСГП) в комплексе со сталеплавильным оборудованием предусматривает три возможных варианта технологии прокатки слябов:
– холодный посад слябов в печь;
– горячий посад слябов в печь;
– транзитная прокатка горячей заготовки.
Реализация технологии транзитной прокатки требует согласования работы МНЛЗ и прокатного стана. Другим фактором, затрудняющим применение этой технологии, является сложность координации программ управления МНЛЗ и прокатного стана.
Технология горячего посада имеет больше возможностей, ее внедрение намного легче. Нагревательные печи в этом случае являются буфером между МНЛЗ и станом. Эта технология позволяет получить значительную экономию электроэнергии (38 % при температуре посада 600 °С).
Станы Стеккеля, на которых ранее производили, прежде всего, специальные стали, используются теперь как гибкий агрегат для прокатки различных сталей. На начало 90-х годов в мире действовало 35 станов с печными моталками, предназначенных для прокатки коррозионностойких, электротехнических, углеродистых сталей и цветных металлов (производительность станов 10…600 тыс.т/год). С 1991 по 2000 г. введено в эксплуатацию не менее 22 новых или коренным образом обновленных станов Стеккеля общим объемом производства около 1 млн.т/год высококачественных сталей различного назначения (нелегированных, углеродистых, микролегированных, с термомеханической обработкой). Возможный диапазон выкатываемых толщин на одном стане 1,5…60 мм при массе рулона до 30 т. Производство коррозионностойких и электротехнических сталей целесообразно развивать на тонкослябовых литейно-прокатных агрегатах (ЛПА) со станом Стеккеля.
Бесконечная прокатка является одним из примеров новых технологий, использование которых позволяет отказаться от холодной прокатки, значительно сократить затраты на модернизацию производства и изменить диапазон толщин.
Принципы полубесконечной и бесконечной прокатки могут быть реализованы на действующих традиционных станах горячей прокатки путем установки дополнительного оборудования. Так, для бесконечной прокатки (скорость до 20 м/с, конечная толщина 1,0…1,2 мм) требуется установка сварочной машины, устройств для подогрева кромок раската и снятия грата, а также летучих ножниц перед моталками.
С начала 90-х годов начали интенсивно строить тонкослябовые ЛПА для производства горячекатаной полосы. По технологии CSP (Compact Strip Production – компактное получение полосы) в настоящее время производится около 30 млн.т/год проката на 26 агрегатах. Новейшие концепции агрегатов CSP позволяют обеспечить при использовании двухручьевой МНЛЗ производительность до 2,5 млн. т/год.
Полностью непрерывный процесс UTHS (Ultra Thin Hot Rolled Strip) производства сверхтонкой горячекатаной полосы разработали совместно фирмы MDH и «Chaparral Steel» (США). Он основан на использовании планетарного стана Платцера, обеспечивающего высокое обжатие. Скорость входа подката в клеть Платцера соответствует скорости разливки. Последующее обжатие осуществляется в четырехвалковых клетях, между которыми установлены устройства для нагрева полосы. Минимальная толщина готовой полосы составляет около 0,7 мм.