Пивоваров Артем Валерьевич. Повышение качества поверхности листовой стали совершенствованием процесса формирования микрогеометрии при холодной прокатке

Краткое описание

Пивоваров Артем Валерьевич. Повышение качества поверхности листовой стали совершенствованием процесса формирования микрогеометрии при холодной прокатке : Дис. ... канд. техн. наук : 05.16.05 Магнитогорск, 2005 95 с. РГБ ОД, 61:06-5/239

ГОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет
им. Г.И. Носова»
На правах рукописи
ПИВОВАРОВ АРТЕМ ВАЛЕРЬЕВИЧ
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕМ ПРОЦЕССА
ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОГЕОМЕТРИИ ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ
Специальность 05.16.05 Обработка металлов давлением
Диссертация на соискание ученой степени
кандидат технических наук
Научный руководитель доктор технических наук, профессор Салганик В.М.
Магнитогорск
2005 
ОГ ДАВЛЕНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1. ПРОИЗВОДСТВО ХОЛОДНОКАТАНОЙ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ С ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
1.1. Особенности процесса формирования микрогеометрии
полосы при холодной прокатке 6
1.2. Производство листа с шероховатой поверхностью на
станах холодной прокатки 7
1.2.1. Шероховатость рабочих валков
стана холодной прокатки 7
1.2.2. Влияние процесса холодной прокатки на
формирование микрогеометрии полосы 8
1.2.3. Зависимость микрогеометрии поверхности
листа от способа формирования микрогеометрии поверхности инструмента 10
1.3. Моделирование формирования шероховатости полосы
при холодной прокатке 17
1.3.1. Способы описания микрогеометрии поверхности 17
1.3.2. Моделирование формирования микрогеометрии
полосы при прокатке в шероховатых валках 18
'1.3.3. Модели микрорельефа рабочего валка при холодной прокатке 20
1.4. Постановка цели и задач исследования 23
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОРЕЛЬЕФА ЛИСТА ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ НА ТЕКСТУРИРОВАННЫХ ВАЛКАХ
2.1. Математическое описание микрорельефа поверхности
валка 25
2.2. Параметры микрорельефа 27
2.3. Определение коэффициента отпечатываемое™ 31
2.4. Теоретический учет износа шероховатости валков 39
Выводы 43
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ПРОКАТКИ И ПОДГОТОВКИ БАЖОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОРЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ ХОЛОДНОКАТАНОГО ЛИСТА
3.1. Методика проведения исследований 44
3.2. Исследование микрорельефа поверхности валков и
полосы 46
3.3. Исследование коэффициента отпечатываемое™ 55
3.3.1. Исследования на 2-клетевом реверсивном стане 55
3.3.2. Исследования на стане 2500 холодной прокатки 57
3.4. Исследование износа микрорельефа валков 58
3.5. Исследование влияния процесса текстурирования на
твердость валков 62
Выводы 64
Глава 4. РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОЙ СТАЛИ С ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ В ЛПЦ-5 ОАО «ММК»
4.1. Постановка задачи внедрения 66
4.2. Совершенствование режимов прокатки с учетом влияния
изменения шероховатости валков на усилие прокатки 68
4.3. Обеспечение требуемой шероховатости поверхности
полосы 72
Выводы 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 81
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 83
ВВЕДЕНИЕ
Повышение качества поверхности холоднокатаного листа — одна из важнейших проблем прокатного производства в настоящее время. Одним из основных показателей качества поверхности стальной холоднокатаной поло¬сы для глубокой вытяжки является состояние микрогеометрии, которое ока¬зывает существенное влияние на свариваемость при термической обработке, штампуемость и смачиваемость маслами.
Микрогеометрия поверхности тонкого листа формируется главным об¬разом при холодной прокатке в последней клети стана и в дрессировочной клети путем частичной передачи микрогеометрии поверхности рабочих вал¬ков на прокатываемую полосу.
Для достижения высокого качества холоднокатаной полосы особое значение имеют шероховатость валков и ее изменение при износе валков во время процесса прокатки. В настоящее время известен ряд способов нане¬сения шероховатости на поверхности бочек прокатных валков: дробеструй¬ный, электроэрозионный, лазерный, электронно-лучевой. Задача выбора спо¬соба обработки валков состоит в улучшении качества поверхности листа, при этом не должны увеличиваться длительность и затраты на обработку валков.
Микрогеометрия поверхности рабочих валков оказывает существенное влияние не только на качество холоднокатаной полосы, но и на устойчивость процесса холодной прокатки. При прокатке на 2-клетевом реверсивном стане устойчивость и качество процесса прокатки должны быть обеспечены путем выбора режима прокатки с учетом микрогеометрии рабочих валков. Высо¬кую производительность стана можно обеспечить путем перераспределения обжатий и натяжений по клетям с целью равномерной загрузки клетей. Это особенно важно при прокатке «тяжелых» типоразмеров полос, для которых характерны высокие удельные давления, а максимальная скорость ограниче¬на требованием стабильности контактных условий в очаге деформации.
При дрессировке холоднокатаной полосы часто бывает необходимо обеспечить шероховатость поверхности согласно требований стандарта. Для получения требуемой микрогеометрии надо учитывать не только износ рабо¬чих валков в течение межперевалочной кампании, но и механические свойст¬ва металла. Учет всех параметров позволит контролировать шероховатость с достаточной степенью точности и снизить до минимума выход несоответст¬вующей продукции

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные результате работы можно сформулировать следующим обра¬зом:
1. Доказано, что микропрофиль поверхности полосы, прокатанной в текстурированных валках, можно охарактеризовать периодическими парабо¬лическими функциями. В соответствии с полученной аппроксимацией опре¬делены параметры шероховатости Ra и Рс.
2. Выведена формула для определения коэффициента отпечатываемо- сти в зависимости от усилия прокатки. Теоретически определена зависи¬мость коэффициента отпечатываемое™ от усилия деформирования элемента микропрофиля и параметров шероховатости.
3. Для параболической формы аппроксимации микропрофиля разрабо¬тана модель износа микрорельефа поверхности. Определена зависимость ко¬эффициента отпечатываемое™ от износа поверхности валков.
4. Получены данные измерений Ra, Рс, профилограммы и микрофото¬графии поверхностей валков и полосы при различных технологических ре¬жимах прокатки и различной обработке валков. Установлено, что параболи¬ческая модель применима к описанию поверхности полосы после холодной прокатки.
5. На реверсивном стане подтверждена зависимость коэффициента от-печатываемое™ от усилия прокатки: среднее квадратическое отклонение со¬ставляет 0,012, коэффициент вариации по размаху не превышает 10,6 %, ко¬эффициент вариации по среднему квадратическому отклонению - не более 5,32 %.
6. Увеличение параметра Рс и уменьшение Ra приводит к уменьшению коэффициента отпечатываемое™.
7. С использованием разработанной математической модели найден режим прокатки на 2-клетевом реверсивном стане, учитывающий изменение параметров микропрофиля поверхности валков. Отличием предлагаемого режима от ранее применяемого является перераспределение обжатий по про¬ходам (уменьшение обжатий на 10-15 % в 1-ми 4-м проходах, увеличение — во 2-м и 3-м) и соответствующее выравнивание усилий прокатки, что позво¬лило снизить максимальное усилие на 14 %. .
На основе исследований поверхности валков разработана технология их подготовки, позволяющая снизить эксплуатационные расходы в процессе текстурирования за счет уменьшения обрабатываемой площади поверхности валка. Применяя новую технологию для текстурирования рабочих валков стана 2500, получили снижение расхода электродов на 28 %