автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Развитие теории и технологии прокатки стальных полос из подката многократной ширины для повышения эффективности производства

На правам рукописи-—;

Куницын Глеб Александрович

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОКАТКИ СТАЛЬНЫХ ПОЛОС ИЗ ПОДКАТА МНОГОКРАТНОЙ ШИРИНЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05.16.05 - Обработка металлов давлением

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

005005952

2011

Магнитогорск - 2011

005005952

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» и ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

Научный консультант доктор технических наук,

профессор

Салганик Виктор Матвеевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Гун Игорь Геннадьевич; доктор технических наук, профессор

Мухин Юрий Александрович; доктор технических наук, профессор

Сидельников Сергей Борисович.

Ведущая организация: Федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет» (г. Челябинск).

Защита состоится 14 февраля 2012 в 14:00 на заседании диссертационного совета Д 212.111.01 при Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И.Носова по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, дом 38, МГТУ, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И.Носова.

Автореферат разослан « декабря 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Одним из приоритетных направлений развития черной металлургии является переход на инновационный путь развития, который обеспечит коренное улучшение качества и увеличение выпуска эффективных видов продукции, в том числе холоднокатаного проката. Эффективность производства является емким понятием и характеризуется множеством показателей. В нашей работе из такого множества фигурирует снижение дефектности продукции и увеличение выхода годного металла. В связи с этим выявление и реализация имеющихся резервов повышения качества и экономии металла - наиболее значимые задачи современного металлургического производства.

Изучению вопросов, связанных с повышением качества листовой стали и экономией металла, посвящены многие работы: А.И. Целикова, А.П. Чекмарева, И.М.Павлова, П.И. Полухина, Е.С. Рокотяна, М.М. Сафьяна, JI.M. Агеева, М.Г. Полякова, В.М. Салганика, B.JI. Колмогорова, В.И. Мелешко, Ю.Д.Железнова, А.П. Грудева, В.П. Полухина,

A.B. Третьякова, А.Ф.Пименова, Н.ВЛитовченко, Д.И. Старченко, М.И. Бояршинова, М.И.Куприна, М.А. Беняковского, Ю.В.Коновалова,

B.Н. Выдрина, В.К. Белосевича, B.JI. Мазура, С.М. Вельского, А.И.Трайно, Д. Тейбора, О. Ноэ, У. Краузе и других российских и зарубежных ученых. Для решения вышеуказанных задач предложены и реализованы различные мероприятия по совершенствованию технологии и оборудования.

До настоящего времени при производстве рулонного металлопроката нового сортамента, особенно тонкого и узкого, в условиях существующего действующего оборудования встречаются серьезные трудности, связанные с необходимостью выпуска высококачественной конкурентоспособной продукции при низких производственных затратах.

Данная проблема актуальна и для ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» - одного из ведущих сталелитейных предприятий отрасли, лидера в производстве жести и холоднокатаной углеродистой ленты. Суть вопроса заключается в том, что в готовой металлопродукции, полученной из металлопроката, подвергающегося предварительному продольному роспуску в процессе переработки, возникает значительный разброс свойств по ширине. Кроме того, из-за наличия значительной асимметрии поперечного профиля подката его переработка в конечную продукцию связана с существенными технологическими трудностями, что в большой степени снижает выход годного и, соответственно, ухудшает экономические показатели.

Научная проблема в диссертации заключается в более точном рассмотрении и описании характера течения металла в очагах деформации

при холодной прокатке ленты. Главной особенностью этой проблематики является учет поперечного течения металла наряду с продольным, т.е. объемный характер напряженно-деформированного состояния. Такое уточнение НДС имеет не только принципиальное теоретическое значение, но и позволяет за счет специального вмешательства в технологический процесс существенно снизить последствия дефектов (например, клиновидности). Следует отметить как важный положительный факт наличие такой мощной глобальной программы, как DEFORM. Эта про" грамма позволяет получить ответы по поставленной проблеме.

Диссертационная работа вызвана потребностями производства и выполнена в соответствии с планом объединенной научно-исследовательской группы ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» и ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» (ГОУ ВПО «МГТУ») по листопрокатному производству. Теоретические и производственные исследования проведены в лабораториях и цехах ЛПЦ-10, ЛПЦ-4, ЛПЦ-3, ЛПЦ-8 ОАО «ММК», крупнейших производителях горяче- и холоднокатаной листовой стали для отечественной промышленности, а также для зарубежных потребителей. Внедрение результатов работы осуществляли в ОАО «ММК». Расчеты выполнены автором на кафедре обработки металлов давлением ГОУ ВПО «МГТУ». Материалы диссертации нашли свое отражение в рамках грантов по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы на 2009-2010 годы».

Цели и задачи исследования

Целью диссертационной работы являются разработка и развитие теоретических основ прокатки стальных полос из подката многократной ширины для создания новых, совершенствования существующих технических и технологических решений, обеспечивающих снижение дефектности производимой листовой металлопродукции и повышение выхода годного металла, т.е. повышение эффективности прокатного производства и освоение новых видов металлопроката широкого марочного и размерного сортамента.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

1. Системный анализ имеющихся в современной практике отечественного и зарубежного производства подходов к формированию поперечного профиля листового металлопроката, а также эффективных способов регулирующих воздействий на разнотолщинность проката.

2. Разработка методологических основ и выполнение экспериментально-аналитического исследования формирования поперечного профиля проката многократной ширины в валковой системе кварто в условиях

процесса непрерывной прокатки на многоклетевом стане при асимметричной форме сечения подката.

3. Разработка эффективных методов управления поперечным профилем горячекатаного и холоднокатаного проката многократной ширины.

4. Разработка и усовершенствование технологических процессов холодной непрерывной прокатки тонколистовой продукции из подката многократной ширины с клиновидным поперечным сечением.

5. Разработка, освоение и внедрение новых технических решений в производство листового металлопроката, получаемого из подката многократной ширины. Эти решения должны обеспечить минимизацию как продольной, так и поперечной разнотолщинности конечной металлопродукции, повышение ее качества по плоскостности, механическим свойствам и расширение сортамента.

Научная новизна

1. Впервые выполнено численное моделирование поперечного течения металла при холодной прокатке узкой ленты в одной клети для симметричного и асимметричного случаев, отличающееся учетом как характеристик подката (геометрических показателей и механических свойств), так и параметров процесса деформирования (обжатий, натяжений, коэффициентов трения).

2. Осуществлено развитие моделирования поперечного течения металла, которое обладает особенностью учета условий прокатки на непрерывном многоклетевом стане (режимов формоизменения, условий внешнего трения и других).

3. Разработаны общие принципы усиления уширения металла при холодной прокатке ленты на многоклетевом стане, основанные на целенаправленном перераспределении технологических параметров по клетям.

4. Построен алгоритм выбора при многоклетевой непрерывной прокатке требуемых значений обжатий, натяжений и коэффициентов трения, обеспечивающих максимальное уширение металла и высокое качество проката по геометрическим характеристикам и механическим свойствам.

5. Впервые определены требования к показателям геометрии поперечного сечения горячекатаной полосы, способствующие реализации стабильного процесса прокатки жести из подката двойной ширины.

6. Создана концепция системной технологии получения жести из подката двойной ширины.

Практическая значимость

На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований внедрены в промышленное производство в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»:

1. Методические рекомендации по разработке процесса горячей прокатки на широкополосном стане, позволяющие уменьшить продольно-поперечную разнотолщинность проката многократной ширины и обеспечить эффективную его переработку в конечную холоднокатаную продукцию.

2. Схемы деформации проката, а также температурные режимы горячей прокатки на ШСГП 2000 ОАО «ММК». Определена система составления монтажей при производстве подката двойной и многократной ширины, обеспечивающая получение высокоточной холоднокатаной продукции.

3. Технология горячей прокатки подката двойной ширины для жести на стане 2000.

4. Методы оперативного воздействия на процесс непрерывной холодной прокатки ленты, обеспечивающие минимальную поперечную разнотолщинность при использовании подката с клиновидным поперечным профилем.

5. Приемы активного воздействия на стан и параметры холодной прокатки жести из подката многократной ширины, позволяющие за счет управления условиями контактного трения обеспечить требуемый уровень механических свойств, а также повышенную точность по толщине и плоскостности готовой продукции. Разработаны рекомендации по изменению конструктивных элементов системы охлаждения рабочих валков стана 1200, по подготовке воды, а также применению различных технологических смазок.

В конечном счете в результате внедрения технических и технологических решений, а также модернизации соответствующего оборудования достигнуто повышение качественных характеристик получаемой металлопродукции (жесть, лента) за счет снижения отсортировки по дефектам разнотолщинность, неплоскостность и несоответствие механических свойств не менее, чем на 5-10%. Кроме того, расширен сортамент продукции в части получения жести тонких номеров, жести с полимерным покрытием и ленты повышенной точности по толщине.

Апробация работы

Основные положения диссертационного исследования обсуждены и доложены: на XXXI научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «НТМК», Нижний Тагил, 1999 г.; международном симпозиуме «Обработка материалов: процессы, теория, методы и примене-

ние», Япония, 2001 г; III европейском конгрессе прокатчиков, Германия, Дюссельдорф, 2003 г; международной конференции «Процессы и технологии обработки материалов», Таиланд, Пхукет, 2011;УП международном конгрессе прокатчиков, Москва, 2007 г.; VIII международном конгрессе прокатчиков, Магнитогорск, 2010 г.; ежегодных научно-технических конференциях молодых специалистов ОАО «ММК», Магнитогорск, 1998-2000 гг.; ежегодных научно-технических конференциях ГОУ ВПО «МГТУ», Магнитогорск, 1998-2010 гг.

Публикации

Основное содержание диссертации опубликовано в 44 статьях, в т.ч. в 13 изданиях, рекомендованных ВАК и 5 патентах РФ на изобретения.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения (выводов) и приложений. Изложена на 297 страницах машинописного текста (включая приложения), содержит 95 рисунков, 63 таблицы, 23 приложения, список использованной литературы из 197 наименований.

Личный вклад автора заключается в разработке проблемы описания пластического течения металла в очаге деформации при асимметричной холодной прокатке ленты, в получении достоверной и обоснованной информации о наличии поперечного течения и важности его учета, в разработке технологических приемов усиления указанного течения и его целенаправленного использования для повышения точности холоднокатаной ленты и жести по геометрии. Автор принимал непосредственное активное участие во всех производственных экспериментах, в их планировании, обработке и анализе результатов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована научно-техническая проблема, решению которой посвящена настоящая работа.

В первой главе приводится анализ существующих методов и приемов формирования заданного уровня разнотолщинности листового проката и поддержания его в нормируемых пределах. Наиболее полно проблема обеспечения минимальной разнотолщинности как в продольном, так и в поперечном направлении проявляется при переработке горячекатаного подката, подвергаемого предварительному продольному роспуску, в конечную холоднокатаную продукцию. Данный вид подката в настоящей работе назван подкатом многократной ширины (ПМШ).

При анализе причин отклонений от требуемых значений плоскостности и разнотолщинности обычно выделяют две группы проблем: проблемы качества горячекатаного подката и несоответствия его требованиям нормативной и технической документации (НиТД), которые, как правило, установлены опытным путем на основе статистического материала и анализа причин отсортировок по неплоскостности, и проблемы, связанные с холоднокатаным переделом. При этом традиционными являются подходы, связанные с рассмотрением очага деформации как симметричного. В то же время влияние различных технологических воздействий на процессы прокатки полос с различным уровнем асимметрии недостаточно изучено.

В диссертационной работе показаны проблемы, связанные со значительным разбросом разнотолщинности и клиновидности распущенных горячекатаных полос, предназначенных для последующей переработки в холоднокатаную продукцию, тем большим, чем выше кратность продольного роспуска и ближе к кромочному участку расположена данная полоса. Так, при переработке горячекатаного рулонного подката многократной ширины в тонколистовую холоднокатаную продукцию конечного заданного типоразмера в пределах одного и того же рулона наблюдается существенный разброс значений геометрических параметров. При этом, чем меньше значения ширины и толщины конечной полосы, тем в большей степени проявляется эта разница. В результате переработка такого подката вызывает значительные, иногда трудноразрешимые проблемы в последующей технологической цепочке.

Подводя итоги обзорных исследований, следует подчеркнуть, что решение практических задач прокатки, связанных с переработкой горячекатаного ПМШ в тонколистовую холоднокатаную металлопродукцию, требует учета имеющейся асимметрии процессов. Необходимы также экспериментальные и теоретические исследования влияния различных воздействий на разнотолщинность на конечном переделе.

Во второй главе рассмотрены особенности объемного течения металла при холодной прокатке ленты. Традиционно при анализе формоизменения металла в низких и сверхнизких очагах деформации тонколистовой холодной прокатки поперечной деформацией металла пренебрегают. Для случаев прокатки широких полос это оправдано. Однако при существенном уменьшении ширины, например, при прокатке узкой ленты, поперечная деформация металла становится заметной. Поперечное течение металла в низком и сверхнизком упругопластическом очаге деформации - процесс сложный, требующий отдельного исследования.

В работах научной школы В.М. Салганика и A.M. Песина убедительно показано, что при прокатке ленты шириной от 250 до 500 мм необходимо учитывать поперечную деформацию. Однако в этих пионер-

ских работах многие вопросы были разобраны фрагментарно и требуют дальнейшего исследования.

В связи с этим значительный научный и практический интерес представляет изучение основных закономерностей объёмного течения металла в низком симметричном и горизонтально асимметричном очагах деформации при холодной прокатке узкой ленты, а также разработка на их основе эффективных технических и технологических решений, позволяющих уменьшить клиновидность ленты.

Для определения в результате решения полевых величин широко используются конечно-элементные математические модели. В настоящей работе расчеты осуществлялись с помощью программного комплекса DEFORM 3D, являющегося более современным и позволяющего проводить разбиение области определения на большее количество элементов.

В ходе моделирования решали следующие задачи:

- исследование влияния таких различных технологических факторов, как ширина и толщина полосы, марка стали, переднее и заднее натяжения, коэффициент трения, радиус рабочих валков, форма поперечного сечения подката, относительное обжатие на напряженно-деформированное состояние металла, главным образом, на поперечные скорости, перемещения, деформации и скорости деформаций;

- исследование возможности изменения поперечного профиля готовой полосы за счет поперечной деформации металла при холодной прокатке.

В качестве входных параметров задавали: диаметры рабочих валков; ширину подката; толщины на левой и правой кромках, а также в середине полосы; величину обжатия в клети; закон и коэффициент трения на контакте деформируемого металла с валками; скорость вращения рабочих валков; механические свойства деформируемого материала.

В результате решения задачи определяли: ширину ленты; толщину ленты на левой и правой кромках; поле напряжений металла в очаге деформации; поля деформаций, перемещений, скоростей деформаций, скоростей перемещений; распределения нормальных и касательных напряжений на контактной поверхности металла с валками; усилия прокатки; моменты на рабочих валках.

В основе конечно-элементной математической модели программного комплекса DEFORM положен подход Lee-Kobayashi для упругопла-стической среды. Математическая постановка задачи базируется на одном из наиболее известных вариационных принципов - на начале виртуальных скоростей, который выражается в виде следующего функционала:

8п = \ä8edV - ¡^SvdS + К \ävSevdV = 0,

V sF V

где \a5sdV - мощность пластической деформации; — мощ-

V &Г

ность внешних сил; К ^¿уЗ£ус1У - изменение объёма; (У - интенсив-V

ность напряжений; 8 - интенсивность скоростей деформаций; <5^-виртуальное поле скоростей, удовлетворяющее граничным условиям; V -объём деформируемого материала; ^ - силы, действующие на поверхности 5^; К - константа с большим положительным значением («штраф»).

Решение осуществляли с использованием процедуры Ньютона-Рафсона. Таким образом, данная математическая модель позволяет определять характеристики НДС деформируемого материала при холодной прокатке.

Основная проблема при моделировании была связана с тем, что при холодной прокатке ленты очаг деформации является низким и широким. В этом случае требуется разбиение полосы на очень большое число элементов (150-200 тыс.). В связи с этим оказалось необходимым выполнить неравномерное разбиение сетки по длине полосы. В качестве конечных элементов выбрали параллелепипеды со следующими начальными размерами: 0,90x0,48 мм в очаге деформации и передней и задней при-контактных зонах протяженностью равной длине очага деформации каждая; 5,0*0,48 мм в остальных областях прокатываемой полосы. Толщину полосы разбивали на б конечных элементов. Ввиду симметрии относительно горизонтальной плоскости, проходящей перпендикулярно сечению выхода полосы из очага деформации через середину этого сечения, удалось снизить число конечных элементов в 2 раза. В результате число элементов удалось уменьшить до 15-50 тыс.

На процесс поперечной деформации влияют как параметры подката, так и параметры процесса прокатки. Важным представляется исследование влияния также факторов асимметрии на поперечное течение металла. Такие технологические факторы, как геометрические размеры полосы (ленты), диаметр рабочих валков, механические свойства прокатываемой стали, степень деформации, прикладываемые натяжения, коэффициент трения и др. оказывают значительное влияние на характер поперечного течения. Поэтому, управляя этими факторами, можно в определённых пределах управлять поперечной деформацией металла при холодной прокатке.

В результате теоретического исследования процесса холодной прокатки ленты подтвержден объёмный характер течения металла, а не плоский, принятый в научных публикациях. Особенностью полученных

результатов является наличие чётко выраженного уширения и соответствующей поперечной деформации металла по ширине ленты. Этот факт потребовал существенного пересмотра методик анализа формоизменения ленты, особенно с учётом клиновидности поперечного сечения подката.

Адекватность математической модели проверяли сравнением рассчитанных уширений с экспериментальными значениями, полученными на стане 630 ЛПЦ-8 ОАО «ММК» при прокатке ленты с симметричным и асимметричным поперечными сечениями за один проход с разными относительными обжатиями. Измерение геометрических размеров прокатываемой полосы проводили аттестованными и поверенными измерительными приборами. В частности, толщину ленты измеряли электронно-цифровым микрометром МКЦ-0-25, а ширину -электронно-цифровым штангенциркулем ШЦЦ-Н.

Статистическую надёжность результатов эксперимента оценивали по их среднему значению, дисперсии, среднему квадратическому отклонению, границе доверительного интервала при коэффициенте надежности 0,95 и по относительной погрешности результатов измерений.

В результате установлено, что расчетные и опытные данные близки друг к другу - отклонение не превышало 5%, что подтверждает адекватность адаптированной модели.

На основе численного моделирования установлено, что уширение металла возрастает при увеличении степени деформации, радиуса рабочих валков, клиновидности полосы и уменьшении коэффициента трения, уровня прикладываемых натяжений, ширины подката, прочности прокатываемой стали (рис. 1). На уширение металла при прокатке значительно влияет форма поперечного сечения полосы. Поперечное течение металла и уширение возрастают при прокатке ленты с вогнутым профилем и уменьшаются при прокатке ленты с выпуклым профилем в сравнении с подкатом, имеющим прямоугольное поперечное сечение.

Выполнено обобщение результатов моделирования процесса холодной прокатки ленты при объёмной схеме напряжённо-деформированного состояния. Очаг деформации представили с выраженными зонами преимущественного поперечного течения металла (рис. 2).

На рис. 3 представлены некоторые примеры результатов численного моделирования поперечного течения металла при холодной прокатке ленты в симметричном очаге деформации.

Установлены следующие соотношения между коэффициентами деформации:

- для симметричного очага деформации при кс™ = Исп1ш

Рис. 1. Влияние различных факторов на поперечное течение металла при прокатке ленты

10 20 30 40 50

Расстояние от кромки, мм

20 30 40 50 60 Расстояние от кромки, мм

Координата по ширине, мм

10 15 20 25 30 35 40 Координат по иягркнс. мм

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Расстояние от центральной оси. мм

г гасим . гасим

- для асимметричного очага деформации при пл > пп

асим __ асам _ ..сим _ асим .

Мл ~ Рп ~~ Р ~~ Р '

о асим пасим . пасим псим . п асим псим

Рл > Рп 9 Р]\ > Р > Рп < Р '

где у. - коэффициент вытяжки; /? - коэффициент поперечной деформации; индексы «л» и «и» - для левой и правой кромки соответственно; индексы «сгш» и «астш» - для симметричного и асимметричного очага деформации соответственно; к - толщина подката.

Рис. 2. Деление симметричного (а) и асимметричного (б) очага деформации на зоны преимущественного течения в длину и ширину: I - зона поперечного течения; II - зона продольного течения

Направление прокатки

Рис. 3. Зоны поперечного течения металла в симметричном очаге деформации, полученные при моделировании процесса прокатки ленты 3x100 мм из стали 70 (вид сверху): а-£= 10%; б-£=20%

Из данных соотношений следует, что коэффициенты вытяжки ц обеих кромок в симметричном и асимметричном очагах деформации одинаковы, а коэффициенты поперечной деформации р различны. При этом в асимметричном очаге деформации коэффициент /? со стороны более толстой кромки больше, а со стороны более тонкой меньше, в сравнении с симметричным очагом деформации. Таким образом, выкатывае-мость клиновидности ленты при холодной прокатке осуществляется в результате более интенсивного поперечного течения металла со стороны более толстой кромки. Поэтому для эффективного снижения клиновидности ленты необходимо разрабатывать технологические режимы, обеспечивающие максимальное уширение металла при холодной прокатке.

На основе численного моделирования методом конечных элементов установлено, что уширение металла возрастает при увеличении степени деформации, радиуса рабочих валков, клиновидности полосы и уменьшении коэффициента трения, уровня прикладываемых натяжений, ширины подката, прочности прокатываемой стали. При этом наиболее сильным фактором, оказывающим влияние на поперечное течение и уширение металла, является степень деформации. При увеличении степени деформации с 10,0 до 30,0% уширение увеличивается более чем в 4,5 раза. Течение металла в поперечном направлении наблюдается на расстоянии, не превышающем 80 мм от кромки полосы.

В третьей главе рассмотрены вопросы выбора и анализ возможных регулирующих воздействий на поперечное течение металла для всего многоклетевого стана. Такими воздействиями при холодной прокатке ленты шириной от 250 до 500 мм могут быть изменение коэффициента трения, распределения натяжений и единичных обжатий по клетям стана.

Из анализа возможных регулирующих воздействий на поперечное течение металла при прокатке в одной клети следует, что для увеличения уширения металла и, следовательно, для выкатываемости клиновидности необходимо максимально уменьшать коэффициент трения в очаге деформации, снижать натяжения полосы и максимально увеличивать степень деформации. Однако при прокатке на многоклетевом стане не изученным остается вопрос о взаимном влиянии перераспределения единичных обжатий по клетям, межклетевых натяжений и условий трения в очагах деформации на поперечное течение металла. В связи с этим возникает проблема выбора оптимального деформационного режима прокатки узкой ленты.

Уширение АЪ будет зависеть от распределений единичных обжатий £•,-, передних сги и задних <т0/ натяжений и коэффициента трения . Таким образом, можно записать:

= /(е,, сг0!., аи, у;) -» тах. При этом должны выполняться следующие ограничения: - ОДат < сг0/ < 0,3оу; 0,1 ат < аи < 0,3 ау. Нижние ограничения на передние и задние удельные натяжения вызваны необходимостью обеспечения устойчивости процесса прокатки на непрерывном многоклетевом стане, а верхние связаны с предотвращением возможных разрывов полосы;

°"01Ч1 ~аи- На непрерывном прокатном стане переднее и заднее натяжения в двух последовательных клетях равны;

- Р, <[/>]; М, <[М,]; Л^, <[ЛГ/]. Усилия, моменты и

мощности прокатки в каждой клети не должны превышать соответствующих допустимых значений;

- > [гт;п] . Из-за наличия систем автоматического регулирования толщины и натяжения полосы обжатия в каждой клети не должны быть меньше минимально допустимого значения (для стана 630 ЛПЦ-8 ОАО «ММК» это значение составляет 5%);

- |(/) — Р1+х)/Относительная разность усилий прокатки в двух последовательных клетях не должна быть больше заданной величины ^Р. Это ограничение также связано с требованием устойчивой работы систем САРТ и САРН стана.

С учётом изложенного был разработан алгоритм выбора режима обжатий и натяжений, обеспечивающий максимальное уширение металла при прокатке узкой ленты (рис. 4). В соответствии с блок-схемой расчёт ведётся методом конечных элементов в следующей последовательности.

На первом шаге рассчитывается режим, при котором в четырёх последних клетях обжатия составляют минимально допустимые значения для данного стана с учётом стабильной работы систем САРТ и САРН (5% для стана 630 ЛПЦ-8 ОАО «ММК»), а в первой клети обжатие определяется как

*,=1--^-,

¿оПо-С")

|=г+1

где ко - толщина подката, мм; кК - толщина готовой полосы, мм; -

минимально допустимое обжатие в клети; п - количество клетей.

Далее в первом приближении методом конечных элементов рассчитываются усилия Ри моменты М1 и мощности А^- прокатки по клетям стана. Затем определяется радиус сплющенного валка и повторяется шаг

2 до тех пор, пока не выполнится условие: В.™" — Щ™ < ¿¡к, где — требуемая точность.

Рассчитывается уширение металла ЛЬ.

Проверяется выполнение ограничений по энергосиловым параметрам. Если ограничения не выполняются, то надо перераспределить натяжения и обжатия по клетям в следующей последовательности: обжатие в первой клети уменьшить, а натяжения (переднее и заднее) увеличить до тех пор, пока усилие в этой клети не станет меньше максимально допустимого. Соответственно, в последующей клети обжатие увеличить таким

^ Начало^ _

ЩЪ^еГ^р^ёт

/ = 1, п = 5

АР}=0

п К

да

/=/+1

=

¿г,-

Кх

к

Д/г,. = АЛ, -¿(А/г) А/г(+, = АИМ +3(АИ)

нет

АЬХ = ш,

тех

Режим не реализуем

( Конец^)

Рис. 4. Блок-схема алгоритма выбора режима обжатий, обеспечивающего максимальное уширение

образом, чтобы s£ = const. Если ограничения не выполняются, то процесс повторять для всех последующих клетей до тех пор, пока ограничения не будут выполнены. При этом, если в последней клети энергосиловые параметры окажутся больше допустимых, то это будет означать, что заданный режим обжатий на стане не может быть реализован.

Полученное суммарное уширение металла при прокатке ленты будет максимально возможным при заданных ограничениях.

С целью исследования эффективности применения регулирующих воздействий на поперечное течение металла при прокатке ленты на пяти-клетевом стане 630 ЛПЦ-8 ОАО «ММК» было выполнено математическое моделирование методом конечных элементов с использованием программного комплекса DEFORM 3D при допущениях, подробно описанных в главе 2.

Моделирование проводили в соответствии с деформационными режимами по технологической инструкции стана 630 ЛПЦ-8 ОАО «ММК» (вариант 1) и в соответствии с деформационными режимами, найденными на основе разработанного алгоритма (вариант 2 на рис. 5).

В реальных условиях коэффициент трения в очаге деформации не является одинаковым для всех клетей стана, поскольку зависит от многих параметров, таких как состояние поверхности рабочих валков, вид смазки, скорость прокатки и др. Поэтому выполнили анализ уширения металла с учётом разных условий трения в очагах деформации пятиклетевого стана 630 ОАО «ММК». Величину коэффициента трения определяли по А.П.Грудеву.

В качестве смазки на стане 630 применяют эмульсию минерального масла концентрацией 1,8-2,0%. Значения коэффициентов трения в очагах деформации рассчитаны исходя из возможной максимальной и минимальной шероховатости рабочих валков клетей непрерывного стана 630 и представлены в табл. 1.

Проанализируем полученные результаты. При прокатке по режиму в соответствии с технологической инструкцией суммарное уширение металла составило 0,393 мм (рис. 6). Для данного режима характерно плавное снижение единичных обжатий с 9,67% в первом проходе до 5,74% в последнем. При этом межклетевые натяжения снижаются от 0,261ат в первом межклетевом промежутке до 0,230ат в последнем. Коэффициент трения во всех очагах деформации задавали минимально воз-

20

Ь 10 Варнаш 1

--V

Вариант 2

0 _ ... .„ . . ■ _ - - J

1 2 3 4 5

Номер клети

Рис. 5. Режим прокатки узкой ленты 3,0/2,0x300 мм из стали 65Г по различным вариантам

можным для осуществления стабильного процесса прокатки на непрерывном пятиклетевом стане 630 (см, табл. 1).

Таблица 1

Расчётные значения коэффициентов трения

Параметр Номер клети

1 2 3 4 5

Шероховатость —iSHL _ мкм ^■Лтах 15 5,0 0^5 1,0 0,5 1,0 0л! 1,0 L5 3,0

Коэффициент трения, Ш1П шах 0,087 0,111 0,039 0,047 0,038 0,045 0,038 0,045 0,052 0,075

1,0 0.9

й

li0'8 г-; 0,7 Зо.. £ 0,6

S 2

0,5

З'^о.з

,_- а

Вариант 1 ^_____— ------

Г "* ......

ОД

i 0,6

f. fi <

*

а

i 0,3

< 0,!

0,0

Р Вариант 1 ЕЗ Вариант 2

Номер клети

Рис. 6 3,0/2,0

Номер клети

. Суммарное уширение металла при прокатке узкой ленты *300 по различным режимам (а) и распределение частных уширений по клетям стана (б)

При прокатке ленты по деформационному режиму, найденному с использованием разработанного алгоритма, уширение металла составляет 0,914 мм. Данный режим характеризуется тем, что обжатие в первой клети было максимально увеличено (е, = 19,13%), а в остальных клетях максимально снижено до 5%. Межклетевые натяжения были снижены до минимума - 0,1 <зт.

Таким образом, перераспределение частных обжатий и натяжений при одинаковых условиях трения (минимально возможных для осуществления стабильного процесса прокатки на непрерывном пятиклетевом стане 630) позволило увеличить уширение металла при прокатке с 0,393 до 0,914 мм, т.е. в 2,32 раза или на 132%. Полученные результаты являются весьма существенными.

Деформационный режим, при котором максимальное обжатие реализуется в первой клети, является более рациональным с точки зрения поперечного течения металла. Поскольку в этом случае, с одной стороны, пока металл является более мягким, снижаются поперечные силы трения, сдерживающие уширение металла. С другой стороны, для неупрочненно-

го металла можно назначить более высокое единичное обжатие. Однако из-за технических особенностей пятиклетевого стана 630 ОАО «ММК» первая клеть является узким местом с точки зрения реализации максимального обжатия. Поэтому возникла необходимость в разработке деформационного режима, учитывающего данное ограничение.

С использованием разработанного алгоритма выбора режима обжатий, обеспечивающего максимальное уширение, был найден новый деформационный режим (табл. 2). Особенностью данного режима является минимальное обжатие в первой клети (£1=5,0%), максимальное обжатие во второй клети (с2 = 19,38%) и минимальные обжатия в последующих клетях (5%). При этом для того, чтобы увеличить обжимную способность второй клети, уровень натяжений во втором межклетевом промежутке задали максимальным и равным 0,3<7Т. А для выравнивания загрузки клетей по усилиям и для увеличения поперечного течения металла в остальных проходах (при минимальных обжатиях) уровень натяжений выбрали минимальным и равным приблизительно 0,1 <7Т.

Таблица 2

Деформационный режим с максимальным обжатием _во второй клети (вариант 3)_

Параметр Номер клети

1 2 3 4 5

Ь0, мм 3,00 2,850 2,298 2,183 2,074

И], мм 2,850 2,298 2,183 2,074 1,970

е,% 5,0 19,38 5,0 5,0 5,0

ДЬ, мм 0,150 0,552 0,115 0,109 0,104

Заднее натяжение МПа 40,00 70,00 270,00 100,00 100,00

доля стт 0,103 0,102 0,299 0,107 0,105

Переднее натяжение МПа 70,00 270,00 100,00 100,00 120,10

доля ат 0,102 0,303 0,108 0,105 0,124

Коэффициент трения 0,087 0,039 0,038 0,038 0,052

Результаты моделирования по третьему варианту прокатки представлены на рис. 7. Получено, что при прокатке по данному режиму уширение металла составило 0,869 мм. Это несколько ниже (на 5,1%), чем при прокатке по второму варианту, но значительно выше, чем при прокатке по первому варианту (на 121%).

Найденный деформационный режим позволяет существенно увеличить поперечное течение металла и, значит, улучшить выкатываемость клиновидности. В целом данный результат достигнут, во-первых, за счёт снижения коэффициента трения до минимального значения (см. табл. 1), во-вторых, за счёт перераспределения единичных обжатий таким обра-

зом, чтобы обеспечивалось максимально возможное обжатие в первой или во второй клети и, в-третьих, за счёт снижения межклетевых натяжений до минимального уровня (приблизительно 0,1стт).

Таким образом, в третьей главе проанализированы регулирующие воздействиям при холодной прокатке ленты шириной от 250 до 500 мм, разработан алгоритм выбора режима обжатий, обеспечивающего максимальное уширение металла при холодной прокатке узкой ленты.

С использованием алгоритма выбора режима обжатий для условий пятиклетевого стана 630 ЛПЦ-8 ОАО «ММК» разработаны режимы прокатки ленты, позволяющие максимально увеличить уширение металла. Данные режимы характеризуются максимальным единичным обжатием во второй клети (19,38% для ленты 3,0/2,0x300 из стали 65Г) и минимальными обжатиями в остальных клетях (5,0%).

На основе анализа выполненных исследований установлено, что наиболее сильное влияние на поперечное течение металла при холодной прокатке оказывает увеличение частных обжатий по клетям.

Четвертая глава посвящена рассмотрению особенностей производства горячекатаного ПМШ на ШСГП 2000 и 2500 ОАО «ММК». Исследованы способы повышения точности геометрических размеров и проведен анализ регулирующих воздействий процесса горячей прокатки на потребительские свойства металлопродукции.

Особенностью организации производства горячекатаного ПМШ в условиях ОАО «ММК» является тот факт, что основной поток для изготовления жести организуется из подката двойной ширины (ПДШ) по цепочке «ШСГП 2000 - стан 1200 холодной прокатки», а для производства узкой холоднокатаной продукции (ленты) - поток как «ШСГП 2000 -стан 630 холодной прокатки», так и «ШСГП 2500 - стан 630 холодной прокатки» ориентировочно в равных соотношениях. При этом суммарный объем подката многократной ширины для различных направлений переработки, производимый на ШСГП 2000 и 2500, в общей массе горячего проката, производимого в ОАО «ММК», составляет порядка 6%.

Практика работы ОАО «ММК» свидетельствует, что для успешной и стабильной переработки в цехах холодной прокатки подкат должен соответствовать ряду требований, в числе которых строго регламентируются форма поперечного профиля и его параметры (поперечная разно-толщинность: «чечевицеобразность» и «клиновидность»). Вместе с тем,

Номер клети

Рис. 7. Суммарное уширение при прокатке узкой ленты 3,0/2,0x300 мм с максимальным обжатием во второй клети

при горячей прокатке существует ряд факторов, способных негативно отражаться на геометрии полос.

Применительно к прокатке подката многократной ширины это означает создание таких условий, при которых величина «чечевицы» (и клиновидности) будет последовательно снижаться по мере прохождения полосы через чистовую группу клетей пропорционально обжатиям, чтобы не допускать неплоскостности в межклетевых промежутках и на выходе. Такое редуцирование выпуклости полосы должно быть более выражено, чем при прокатке обычного сортамента. Технологически это означает корректировку станочных профилировок рабочих валков в сторону уменьшения вогнутости или создания особого теплового режима для увеличения тепловой выпуклости бочек. Однако в данной работе станочная профилировка не входила в задачу исследования и поэтому не рассматривалась в качестве регулирующего воздействия.

Для удержания поперечной разнотолщинности в пределах допусков необходимо минимизировать вредное влияние износа рабочих и опорных валков: практически жестко регламентировать условия прокатки подката многократной ширины на стане, ограничивая разрешенные диапазоны наработки на валках и упорядочивая смежный сортамент. Учитывая существующую долю и сортамент ПМШ в номенклатуре проката и интенсивность производства, последнее может быть затруднительно.

В работе приведены основные определяющие факторы, формирующие поперечный профиль полосы на стадии горячей прокатки в условиях ОАО «ММК», к которым можно отнести текущее состояние валковых систем кварто чистовых групп клетей, а также форму поперечного сечения раската, задаваемого из черновой группы в чистовую. При этом определена и обоснована целесообразность выбора технологического потока в зависимости от характерных особенностей с точки зрения обеспечения минимальной разнотолщинности ПМШ (ПДШ) при последующем изготовлении ленты и жести.

Проведены промышленные исследования влияния технологических режимов горячей прокатки на получаемые свойства листовой продукции. Распределение механических и геометрических (продольная и поперечная разнотолщинность) характеристик по длине и ширине рулонного проката, а также влияние температурно-деформационных параметров горячей прокатки исследовали на примере производства рулонного горячекатаного ПМШ из низкоуглеродистых сталей.

Распределение предела текучести и временного сопротивления разрыву по ширине носит вогнутый характер, а относительного удлинения - выпуклый вследствие неравномерной площади контакта поверхности охлаждаемого металла с водой, различных скоростей охлаждения витков рулонов по ширине и по длине полосы. Установлено, что из-за

технологических особенностей производства подката для жести и ленты на ШСГП ОАО «ММК» задний конец полосы имеет более высокие прочностные характеристики по сравнению с передним концом и центральной частью за счет нахождения его на воздухе при более высоких скоростях охлаждения после смотки в рулон. Таким образом, изменение механических свойств в целом совпадает с изменением температурного поля валка и, соответственно, с его износом. Также установлено, что изменчивость механических свойств по сечению полосы аналогична изменению ее поперечного профиля.

Было исследовано влияние технологических воздействий при производстве ПДШ на качество получаемого проката. С этой целью анализировали влияние величины отсечки воды при душировании ПДШ при горячей прокатке на ШСГП 2000 на механические свойства жести колпа-кового и непрерывного отжигов. В рамках настоящей работы исследовали более 170 плавок с усредненным химическим составом, %: С 0,05; Б! 0,01; Мп 0,32; Б 0,018; Р 0,008; Сг 0,02; № 0,03; Си 0,06; N 0,004; А1 0,029; Мо 0,004; М> 0,001; V 0,002; Бп 0,001.

Было установлено, что при переработке прокатанного на ШСГП 2000 и в дальнейшем проведенного по переделам цеха жести ОАО «ММК» ПДШ для жести колпакового отжига уменьшение величины отсечки воды при душировании подката с 15 до 5 м приводит к вредному упрочнению механических свойств черной жести всего сортамента. В то же время снижение величины отсечки до 10 м незначительно изменяет механические свойства ПДШ и может быть рекомендовано в качестве о птимального значения.

Исследования переработки ПДШ в жесть непрерывного отжига выявили аналогичные результаты как для жести колпакового отжига.

Так как переработка ПДШ в готовую жесть предусматривает длинный технологический передел, при котором существенное значение имеют любые технологические воздействия, то исследовали влияние механических свойств ПДШ на конечные геометрические размеры жести.

Для повышения эффективности производства и переработки ПДШ в жесть с учетом концепции поперечного течения при прокатке исследовали воздействия монтажности на качество подката для жести с увеличением производительности стана 2000 ОАО «ММК». Результаты исследования позволили разработать предложения для решения поставленной задачи. Был проведен анализ партий, прокатанных на различных этапах по продолжительности кампании рабочих валков (до и более 30 км) при прокатке подката для жести одной ширины. Замеры профиля поперечного сечения дали следующие результаты (усредненные значения для длины кампании рабочих валков до 30 км - в числителе, более 30 км - в знаменателе):

клиновидность более 0,04 мм 8,3/8,6;

вогнутый профиль, % 8,0/8,6;

плоский профиль, % 17,3/11,4;

чечевица менее 0,04 мм 17,8/16,2

чечевица более 0,04 мм 8,6/11,1

при общем количестве проведенных замеров 560/308.

Выявлено, что при увеличении длины (более 30 км) монтажной партии, прокатанной на рабочих валках при прочих равных условиях, увеличение клиновидности поперечного сечения составляет не менее 3-5%. При этом с учетом описанных ограничений были определены наиболее приемлемые монтажи прокатки ПДШ, обеспечивающие оптимальные геометрические размеры полос в поток жести с точки зрения минимальной поперечной разнотолщиности (клиновидность до 0,04 мм и чечевица до 0,04 мм).

В пятой главе представлены результаты комплексных исследований влияния основных технологических воздействий на поперечный профиль ленты в процессе непрерывной холодной прокатки полос из ПМШ с асимметричным поперечным профилем подката для повышения ее точности по толщине. С использованием концепции учета влияния поперечного течения металла при прокатке для минимизации поперечной разнотолщиности на примере производства холоднокатаной ленты из средне- и высокоуглеродистых сталей рассмотрены особенности технологической переработки ПМШ в узкую тонколистовую металлопродукцию. Наибольшее внимание уделено тому, как влияет изменчивость ширины при холодной прокатке ленты на поперечный профиль в условиях непрерывного пятиклетевого стана 630 ОАО «ММК». Были выявлены основные закономерности изменчивости ширины в зависимости от уровня технологических воздействий. В качестве управляющих воздействий были приняты степень исходной клиновидности ПМШ после роспуска, обжатия по клетям стана, межклетевые натяжения, а также коэффициент трения в очаге деформации.

Так как технология производства ленты предусматривает обязательный предварительный роспуск ПМШ, в результате которого его поперечный профиль меняется от близкого к прямоугольному (центральные полосы) до клиновидного (крайние), то возникла необходимость оценки уровня исходной клиновидности ПМШ с учетом марки стали. Было установлено, что клиновидность крайних полос колеблется от 0,03-0,06 мм на низкоуглеродистых и среднеуглеродистых сталях до 0,08-0,20 мм на высокоуглеродистых и легированных. С целью определения фактического уровня уширения при прокатке ленты на непрерывном пятиклетевом стане 630 ОАО «ММК» по разработанной методике была проведена серия производственных опытов. При этом ПМШ толщиной 2-7 мм из низ-

ко-, средне- и высокоуглеродистых, а также легированных сталей прокатывали в ленту на конечные размеры (0,5+4,5)^(250+500) мм.

На первом этапе исследования, в ходе которого применяли ПМШ с симметричным поперечным профилем, на выходе стана было определено итоговое уширение ленты, абсолютная величина которого составляла 0,20-0,55 мм (0,04-0,20%). Установлено, что с увеличением суммарного обжатия от 54 до 75% абсолютная величина уширения возрастает от 0,20 до 0,42 мм (с 0,04 до 0,08%); с увеличением ширины ленты от 250 до 475 мм абсолютная величина уширения снижается с 0,55 до 0,30 мм (с 0,20 до 0,06%); с увеличением содержания углерода в стали от 0,08 до 0,70% абсолютная величина уширения снижается с 0,5 до 0,2 мм (с 0,16 до 0,05%).

На втором этапе производственного исследования использовали ПМШ с клиновидным поперечным профилем. Величина клиновидности лежала в диапазоне от 0,03 до 0,20 мм. Выявлено, что уширение ленты в процессе прокатки резко возрастает, достигая на выходе стана 1,3-2,2 мм, в частности, увеличение относительной клиновидности в 2 раза (от 0,5 до 1,0%) приводит к возрастанию уширения в 3,2 раза (от 0,20 до 0,64%).

Влияние распределения межклетевых натяжений на уширение и уменьшение клиновидности также определяли на основании проведенных производственных экспериментов. В одном случае натяжения были выбраны согласно действующей технологической инструкции: в первом межклетевом промежутке - 120-229; во втором - 113-220; в третьем -102-203; в четвертом - 94-195 кН. В другом случае осуществили перераспределение в сторону смещения разницы переднего и заднего натяжений с пятой клети к более нагруженным - второй, третьей и четвертой. В результате этого отмечено увеличение уширения с начальных значений 1,93-2,04 (0,42-0,70%) до конечных 2,22-2,50 мм (0,49-0,84%) при прочих равных условиях, а также рост выкатываемое™ клиновидности поперечного сечения с начальных значений 0,04-0,06 (36-60%) до конечных -0,06-0,07 мм (50-75%).

На основе выявленных зависимостей внедрен режим распределения межклетевых натяжений при холодной прокатке ленты в условиях неравномерного обжатия по ширине: в первом промежутке натяжение увеличено относительно прежнего инструктивного на 30%; во втором -на 15%; в третьем оставлено без изменений; в четвертом снижено на 10%. Это позволило существенно повысить точность холоднокатаной ленты.

Влияние величины удельного натяжения между клетями непрерывного стана холодной прокатки на уширение и уменьшение клиновидности определяли в ходе производственного эксперимента, при котором ленту прокатывали с разными уставками межклетевых натяжений -0,25от и 0,30сгт. Получили, что снижая межклетевые натяжения на 15-20% (удельное натяжение 0,25стт), можно увеличить уширение с на-

чальных значений 1,2-1,9 до конечных 1,5-2,3 мм, а также выкатывае-мость клиновидности подката на 10-20% - с начальных значений 0,030,08 до конечных 0,05-0,12 мм при прочих равных условиях (рис. 8, 9).

«SI

0,03 0,04 0,05 0,07 0,09 0,10 0,12 0,13 0,17 Абсолютная клиновидность подката, мм Рис. 8. Уширение при холодной прокатке с разными величинами удельных натяжений между клетями (0,3от (□) и 0,25от (В))

2 0,121 ----

I 5 * о,09-----_-Я_J_

§ ¡ § 0,06--J- _г1 ГШ

T«-ít 1 Г| !| II-1 I I

Рис. 9. Уменьшение клиновидности при холодной прокатке с разной величиной удельных натяжений между клетями (0,30от (□; и 0,25ат (■))

В качестве одного из способов технологических воздействий на коэффициент трения при прокатке изменяли состав подаваемой смазоч-но-охлаждагощей жидкости (СОЖ) в первой клети. В результате проведенного исследования установлено, что состав СОЖ оказывает определенное влияние на поперечное течение и выкатываемость клиновидное™ при холодной прокатке. С увеличением концентрации масла в эмульсии от 0 до 10% уширение за первой клетью возрастает с начальных значений 0,20-0,21 до конечных 0,56-0,63 мм при прочих практически равных условиях. Аналогично воздействует концентрация масла в эмульсии и на уменьшение клиновидное™ при холодной прокатке ПМШ - при увеличении концентрации от 0 до 10% величина уменьшения клиновидное™ возрастает с начальных значений 0,01-0,02 до конечных 0,04-0,05 мм. Также рекомендовано подавать в очаги деформаций первых трех клетей дополнительную смазку на основе высококонцентрированной эмульсии (9-10%) в объеме 2,5-3,0 м3/сутки.

i ш _ Л ~Л

иаП

0,03 0,04 0,05 0,07 0,09 0,10 0,12 0,13 0,17 Абсолютная клиновидность подката, мм

На непрерывном пятиклетевом стане 630 проведены многочисленные исследования по прокатке ленты в условиях ЛПЦ-8 ОАО «ММК» на рабочих валках первой клети с разной насечкой (рис. 10, 11): пара №1 -насеченные (ИА=6,5 мкм), пара №2 - насеченные (11А=3,5 мкм), пара №3 -верхний валок насеченный (11А=3,5 мкм), а нижний - шлифованный (Яа-1,4 мкм), пара №4 - насеченные (ЯА=2,5 мкм), пара №5 - верхний валок насеченный (ЯА=2,5 мкм), а нижний - шлифованный (ЯА=1,4 мкм). Как следует из рисунков, наилучшие результаты по уширению и уменьшению клиновидное™ показала прокатка на валках, подготовленных как пара №5.

Абсолютная клиновидность подката, мм Рис. 10. Влияние шероховатости рабочих валков на уширение: а, в , ш ) и5 в _ соответственно пары валков №1,2, 3, 4, 5

Рис. 11. ти при

0,05 0,06 0,07

Абсолютная клиновидность подката, мм

Влияние шероховатости рабочих валков на уменьшение клиновиднос-холодной прокатке ленты: □ , g . m -, S , s - пары валков №1, 2, 3, 4, 5

Таким образом, снижением шероховатости рабочих валков было достигнуто увеличение поперечной деформации, что, в свою очередь, привело к уменьшению в процессе холодной прокатки ленты ее клино-видности.

На основе результатов исследований разработаны рекомендации, которые вошли в качестве дополнений к технологической инструкции ТИ 101-П-ХЛ-8-311-93 «Холодная прокатка ленты на непрерывном пятиклетевом стане 630». Внедрение этих рекомендаций позволяет снизить клиновидность готовой холоднокатаной ленты на 0,01-0,05 мм, уменьшить

расход металла на 1-3 кг/т готовой ленты, увеличить выпуск ленты высокой точности по толщине из малопластичных сталей на 25-30%.

В шестой главе рассмотрены технологические аспекты переработки подката двойной ширины в готовую жесть. Технология производства жести из подката двойной ширины (ПДШ), не имеющая аналогов в мировом прокатном производстве, впервые опробованная в ОАО ММК, была успешно внедрена в производство в 2004 году. Однако при этом возник ряд трудностей, связанных с особенностями нового производства, в частности, получением электролуженой жести с требуемым уровнем качественных показателей (механических свойств, геометрических размеров) при прокатке на пятиклетевом стане 1200 клиновидного горячекатаного подката после его продольного роспуска. Переход на производство жести из подката двойной ширины вызвал необходимость перестройки всей технологической системы: от продольного роспуска подката, в том числе ассиметричного, процесса травления в линии HTA до технологии прокатки на стане 1200 ОАО «ММК». В связи с длинным технологическим переделом, связанным с изготовлением жести, с одной стороны, и значительным влиянием отдельных операций производства жести на изменчивость механических свойств конечной продукции, с другой, возникла необходимость проведения комплекса исследований по оценке возможностей регулирующих воздействий на отдельных операциях переработки жести с учетом разработанной концепции поперечного течения металла в очаге деформации. Первоначально изучали уровень упрочнения ПДШ на стадии травления. Изменение механических свойств горячекатаного подката для жести до и после травления приведены в табл. 3 и 4.

Получили, что в процессе травления происходит упрочнение горячекатаного подката, о чем свидетельствует повышение предела текучести и временного сопротивления разрыву, увеличение твердости металла, а также снижение уровня относительного удлинения. Кроме того, упрочнение металла идет менее интенсивно на кромках полосы, что обусловлено условиями охлаждения подката при горячей прокатке (так называемый эффект «захоложенных» кромок), при этом упрочнение центральной части полосы происходит в большей степени (на 15-20%) по отношению к концевым участкам.

Для эффективности прокатного производства важнейшим всегда остается вопрос расхода металла на прокат. В процессе производства жести из ПДШ задача снижения расходного коэффициента также оказалась актуальной (расходный коэффициент металла на прокат ранее составлял 1,086 кг/т). Кроме того, имело место существенное ограничение возможности ШСГП 2000 при производстве ПДШ в плане формирования монтажей проката (толщина 1,8 мм шириной не более 1500 мм и толщина 2,0-2,1 мм шириной не более 1700 мм). Поэтому с целью экономии металла и повышения гибкости технологии производства жести был освоен

несимметричный роспуск широких горячекатаных полос, внедрение которого позволило расширить сортамент АПР и стана 1200. Прокатка жести из ПДШ с продольным роспуском позволила уменьшить расходный коэффициент на переделе травление-продольный роспуск за счет уменьшения количества обрезных кромок до 1,050 кг/т.

Таблица 3

Влияние транспортировки подката через HTA на изменение механических свойств ПДШ по длине полосы (средние значения)

Место отбора пробы Изменение

ат, Н/мм2 ав, Н/мм2 ö4, % HRB, ед

Передний конец полосы 16-25 10-20 5-9 4-10

Середина полосы 23-35 15-25 7-12 8-12

Задний конец полосы 15-42 20-22 6-10 5-10

Таблица 4

Влияние транспортировки подката через HTA на изменение механических свойств ПДШ по ширине полосы (средние значения)

Полоса Изменение

от, Н/мм2 ав, Н/мм2 б4, % HRB, ед.

Передний конец левая кромка 13 21 7 9

середина 26 25 9 6

правая кромка 9 7 5 5

Середина левая кромка 21 19 8 7

середина 29 18 10 8

правая кромка 19 16 6 6

Задний конец левая кромка 16 8 3 5

середина 17 6 3 5

правая кромка 10 4 2 4

В период освоения новой технологии большое внимание уделялось изучению характеристик полос, предназначенных для холодной прокатки. Определили, что после продольного роспуска полоса, задаваемая на стан 1200, имеет клиновидость профиля поперечного сечения до 0,10 мм даже при условии обеспечения допустимой неплоскостности профиля поперечного сечения подката. При этом механические свойства по ширине полосы распределены таким образом, что при увеличении толщины полосы по ширине (поперечная разнотолщинность) снижаются прочностные и повышаются пластические свойства металла.

С целью определения клиновидности профиля поперечного сечения подката двойной ширины и стороны утолщения полос относительно их задачи на прокатку были проведены исследования профиля поперечного сечения 926 холоднокатаных рулонов: 463 левых и 463 правых полос после роспуска.

Необходимо отметить, что задний конец рулона при роспуске подката двойной ширины становится передним концом при задаче рулона в прокатку на стан 1200, соответственно меняют положение относительно направления прокатки и горячекатаные кромки (левая расположена с правой стороны, а правая - с левой стороны). Результаты замеров представлены в табл. 5 и 6.

Таблица 5

Клиновидность профиля поперечного сечения

подката двойной ширины после роспуска_

Клиновидность поперечного профиля подката двойной ширины, мм Количество полос с указанной стороной утолщения

левых правых

горячекатаная кромка середина середина горячекатаная щэомка

0.00 70/7,6 65/7,0

0.01-0.02 62/6,7 157/7,6 165/17,8 90/9,7

0.03-0.04 26/2,8 92/9,9 60/6,5 34/3,7

0.05-0.06 9/0,9 39/4,3 22/2,4 18/1,9

0.07-0.08 2/0,2 4/0,4 5/0,5 1/0,1

0.09-0.10 0/0 2/0,2 0/0 2/0,2

0.11-0.12 0/0 0/0 0/0 1/0,1

Всего полос. 463 463

В числителе - количество полос, в знаменателе - процент от общего количества.

Таблица 6

Клиновидность профиля поперечного сечения подката двойной ширины при прокатке на стане 1200

Клиновидность поперечного профиля подката двойной ширины, мм Количество полос с указанной стороной утолщения по направлению прокатки на пятиклетевом стане, шт./%

слева справа

приводная сторона сторона рабочей площадки

0.00 135/14,6

Не более 0.04 373/40,3 313/33,8

Более 0.04 67/7,2 38/4,1

Всего 926 рулонов

Замеры профиля поперечного сечения подката показали, что 135 рулонов (14,6%) не имеют клиновидности, 686 рулонов (74,1%) имеют клиновидность не более 0,04 мм, 105 рулонов (11,3%) имеют клиновид-ность, превышающую нормируемую 0,04 мм. Кроме того, 99 из 463 левых полос (10,7%) и 146 из 463 правых полос (15,8%) после роспуска имеют клиновидность с увеличением толщины со стороны горячекатаной кромки. Таким образом, 440 (47,5%) рулонов от общего количества имеют клиновидность с увеличением толщины с приводной стороны стана, а 351 рулон (37,9%) - со стороны рабочей площадки.

Механические свойства черной и электролуженой жести являются главным фактором, определяющим возможности ее переработки у потребителя для производства различных видов консервной тары. Жесть производят по ГОСТ 13345-85. В соответствии с нормативной документацией основными потребительскими свойствами жести являются твердость НЮОТА и глубина сферической лунки по Эриксену 1е. В связи с этим возникла необходимость проведения исследований по влиянию клиновидности ПДШ на конечные свойства жести. В соответствии со сквозной технологией производства на ОАО «ММК» производят жесть колпаково-го отжига с твердостью 57-59 НЮОТА и непрерывного отжига с твердостью 60-62 НЮОТА. При формально одинаковом значении твердости жесть колпакового и непрерывного отжига фактически обладает совершенно разным комплексом механических свойств, что сказывается при ее переработке на современном скоростном оборудовании.

Внедрение технологии производства жести из подката двойной ширины и прокатка на стане 1200 подката с нестабильным профилем поперечного сечения повлекли за собой ряд проблем, связанных с изменением потребительских свойств жести. В частности, исследовали изменение глубины сферической лунки по Эриксену черной дрессированной жести по ширине полосы, диапазон изменения которой составил 0,5-0,9 мм. Для определения влияния профиля поперечного сечения подката на глубину сферической лунки по Эриксену готового проката провели по переделам производства 248 рулонов ПДШ. На подкате находили направленную клиновидность, на жести определяли вытяжные свойства и связывали их с профилем поперечного сечения подката. Результаты исследований показали, что существует прямая связь между клиновидно-стью профиля ПДШ и глубиной сферической лунки по Эриксену черной жести, которую необходимо учитывать в технологии производства жести (рис. 12).

Необходимым условием для снижения количества перестроек пя-тиклетевого стана 1200 и улучшения плоскостности жести, прокатанной из подката двойной ширины, является прокатка рулонов партиями, состоящими из левых либо правых рулонов. Указанный порядок прокатки рулонов дает возможность чередования партий левых и правых рулонов,

т.е. чередования партии с левосторонней или правосторонней клиновид-ностью полос, что в свою очередь обеспечивает равномерный износ рабочих и опорных валков.

Величина клина.

Величине клина, мм

Рис. 12. Влияние клиновидности подката на изменение глубины сферической лунки черной жести колпакового (а) и непрерывного (б) отжига

Для определения влияния клиновидности горячекатаных полос на образование дефектов плоскостности жести при прокатке на стане 1200 было проведено исследование 250 рулонов горячекатаного подката двойной ширины. Волнистость жести определяли на агрегате электролитического обезжиривания (АЭО) и агрегате непрерывного отжига (АНО) ОАО «ММК». Результаты представлены на рис. 13.

Рис. 13. Влияние клиновидности подката двойной ширины на волнистость холоднока-

0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 ТЭНОИ ЖвСТИ

Клиновидность горячекатаного подката после роспуска в АПР, мм

Проведенные исследования показали, что при увеличении клиновидности профиля поперечного сечения горячекатаных полос возрастает количество замечаний по волнистости холоднокатаных полос. При изменении клиновидности подката двойной ширины от 0,04 до 0,08 мм количество рулонов жести с волнистостью увеличивается с 15 до 100%.

Изменение уровня механических свойств подката по ширине вызывает соответствующие отклонения параметров холодной прокатки такого металла на непрерывном стане «1200». Отрицательной особенностью этого стана является отсутствие систем гидроизгиба и соответствующей возможности корректировки профиля проката. Поэтому особое значение приобретает осуществление процесса прокатки с поперечным течением. Оно происходит на более толстом участке полосы с повышенными пластическими свойствами. В процессе поперечной деформации

компенсируется влияние клиновидное™ профиля поперечного сечения полосы. Иными словами, при различной величине относительного обжатия клиновидной полосы по кромкам способ прокатки с поперечной деформацией предотвращает появление таких дефектов профиля холоднокатаного металлопроката, как «короб», «волна», «разнотолщинность». Что касается жести, то оценить клиновидность профиля, а, следовательно, и уширение на тонком холоднокатаном сортаменте весьма затруднительно. Поэтому его влияние при прокатке жести оценивали косвенно по факторам, характеризующим формоизменение ПМШ. Одним из основных среди этих факторов является коэффициент трения. Очевидно, что для максимального усиления поперечного течения и использования его позитивной роли необходимо снижать коэффициент трения в очаге деформации.

В условиях стана 1200 для обеспечения лучшей выкатываемости жести из ПДШ были проведены исследования по оптимизации состава технологической смазки. С освоением тонкого (менее 0,18 мм) сортамента жести смазочных свойств пальмового масла, традиционно ранее используемого, оказалось недостаточно для прокатки, так как на полосе наблюдались риски перегрева. Поэтому, при прокатке начали использовать присадки к пальмовому маслу. Смазочные свойства масла и степень снижения коэффициента трения оценивали посредством записей энергосиловых параметров прокатки по нагрузкам на двигатели рабочих клетей стана 1200 при прокатке тонкого (менее 0,18 мм) и широкого (более 850 мм) сортамента жести. Прокатное масло «Gerolub» на 80-85% состоит из пальмового масла, остальные 20-15% приходятся на различного рода присадки. С целью снижения загрязненности поверхности полосы после стана 1200, напрямую связанной с контактным трением при прокатке, проводили многочисленные исследования с применением различного вида присадок, используемых производителем масла. Проведен сравнительный анализ результатов переработки жести, прокатанной с применением различных видов прокатных масел типа «Gerolub» в сравнении с пальмовым маслом (табл. 7).

Качество жести, прокатанной с использованием прокатных масел типа «Gerolub», свидетельствует о том, что смазочная способность указанных масел достаточно высока для прокатки жести различного сортамента, то есть условия контактного трения позволяют при высоких скоростях прокатки (до 18 м/с), при отсутствии перегрева стана и снижении нагрузок на привод двигателей стана производить металл с требуемым комплексом свойств.

Также в работе представлены результаты комплексных исследований по изменчивости таких параметров жести, как геометрические размеры и механические свойства в зависимости от изменения сил трения в очаге деформации посредством воздействия на шероховатость рабочих

валков стана 1200, конструктивные элементы систем подачи смазки на полосу и стабильность водомасляной смеси при прокатке жести из ПДШ. При этом оценивали уровень энергосиловых параметров процесса прокатки, получаемых механических свойств, а также уровень разнотолщин-ности и неплоскостности готового проката. В частности, показано, что выкатываемость клиновидности холоднокатаной жести, прокатанной на стане 1200 на валках второй клети из высокохромистого чугуна, значительно хуже выкатываемости клиновидности жести, прокатанной на стальных валках всех пяти клетей. Применение предложенных плоскоструйных щелевых форсунок новой конструкции способствует снижению коэффициента трения при прокатке жести, обеспечивая непосредственное нанесение масла на полосу и, как следствие, повышение выкатываемости клиновидности, что весьма актуально при переработке ПДШ (снижена отсортировка металла в несоответствующую продукцию с 858,0 до 48,7 т). Использование водомасляной смеси, приготовленной на деминерализованной воде, показало наиболее оптимальные результаты с точки зрения получения качественных показателей жести: выход годного увеличился с 94,70 до 97,65%.

Таблица 7

Результаты переработки металла, прокатанного с использованием различных видов прокатных масел

Масло прокатное Переработано на АЭЛ жести колпакового отжига, т Направлено на ручную сортировку по дефектам, т Выход годного, %

Пальмовое 14356,0 835,2 94,18

Сего1иЬ 92 30469,5 1050,9 96,55

Сего1иЬ 93 3009,7 39,98 98,67

Примечание: выход годного рассчитан с учетом отсортировки металла по дефектам разнотолщинность, неплоскостность и несоответствие механических свойств.

С внедрением всех предложенных мероприятий удалось снизить отсортировку по дефектам плоскостности на жести, прокатанной из ПДШ, с 0,4 в 2005 году до 0% в 2008, разнотолщинности с 0,061 до 0,006% и несоответствию механических свойств с 2,14 до 0,28%, которые проявили себя при переходе на технологию с продольным роспуском ПДШ.

Исследование влияния коэффициента трения на поперечное течение и, как следствие, на выкатываемость клиновидности позволили предложить новые технические решения, которые дали возможность освоить новый сортамент в условиях снижения средневзвешенной толщины жести. Были разработаны и освоены технологии производства черной и элек-

тролуженой жести толщинами 0,16-0,17 мм, не входящими в традиционный сортамент, в частности, регламентируемый ГОСТ 13345. Кроме того, был расширен сортамент выпускаемой металлопродукции за счет выпуска жести колпакового отжига степени твердости А1 по ГОСТ 13345, а также, жести повышенной пластичности. На конечном этапе исследований была разработана технология производства черной жести под полимерное покрытие. Сложность производства жести колпакового отжига под окрашивание заключалась в трудности удовлетворения требований по плоскостности металла, составляющей 3 мм/м длины (плоскостность жести по ГОСТ 13345 составляет 5 мм/м). В результате мероприятий, проведенных на стане 1200 при освоении прокатки ПДШ, плоскостность жести значительно улучшилась. Дополнительно была разработана соответствующая технология подготовки и профилировки валков дрессировочных станов, а также было предложено использовать хромированные валки во второй клети дрессировочных станов. Освоенная технология позволила впервые в отечественной практике произвести на агрегате полимерных покрытий ОАО «ММК» более 30 тыс. тонн окрашенной жести, полученной из ПДШ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

Представлена комплексная работа, объектом которой явились технологические процессы горячей и холодной прокатки с использованием подката, полученного продольным роспуском широких горячекатаных полос. Эти процессы отличаются многообразием и большим набором сложных задач, которые требовалось решить. Основные из них - задачи, связанные с формоизменением ПМШ и необходимостью повышать точность прокатки в этих условиях. Получен ряд теоретических и практических результатов, наиболее значимые из которых сформулированы ниже.

1. Исследован процесс формоизменения при холодной прокатке ленты из полос, которые после предварительного продольного роспуска получили клиновидное поперечное сечение. Для этого использовали математический аппарат, построенный на основе конечно-элементной модели объемного НДС в условиях холодной прокатки. Определено, что в очагах деформации при таком процессе получает развитие заметное поперечное течение металла. Причем с приближением к боковым кромкам скорость перемещения частиц металла в поперечном направлении увеличивается в 2-3 раза. В результате точка нулевой скорости смещается относительно оси полосы почти на 25% полуширины в сторону утолщения. Найдено некоторое (на 3%) отличие между продольными перемещениями, накопленными к моменту выхода металла из очага деформации по кромкам, что является проявлением большей поперечной деформации на утолщенной кромке. Установлено, что не только интенсивность дефор-

маций, но и интенсивность напряжений больше со стороны утолщенной кромки ленты. Доказана адекватность адаптированной модели. Сопоставление расчетных и опытных значений уширения показало их близость друг к другу - отклонение не превышало 5%. Этот факт потребовал существенного пересмотра методик анализа формоизменения ленты, особенно с учётом клиновидности поперечного сечения подката.

2. Установлен ряд важных закономерностей указанного процесса:

- течение металла в поперечном направлении наблюдается на определенном расстоянии от кромок (в нашем случае не превышающем 80 мм) и возрастает при увеличении степени деформации, радиуса рабочих валков, клиновидности полосы, а также при уменьшении коэффициента трения, уровня прикладываемых натяжений, ширины подката, прочности прокатываемой стали. Так, при холодной прокатке ленты толщиной 0,5-4,5 мм с симметричным поперечным сечением из подката толщиной 2-7 мм, шириной 250-500 мм из низкоуглеродистых, углеродистых и легированных сталей абсолютная величина уширения лежит в диапазоне от 0,20 до 0,55 мм, а относительная - от 0,05 до 0,20%;

- наиболее сильным фактором, оказывающим влияние на поперечное течение металла, является степень деформации (при увеличении последней от 10 до 20% оно возрастает более чем в 4,5 раза);

- с увеличением суммарного обжатия от 54 до 75%, ширины полосы от 250 до 500 мм, содержания углерода в стали от 0,08 до 0,70% абсолютная величина уширения полосы заметно изменяется. В первом случае она возрастает с 0,20 до 0,42 мм (относительная от 0,04 до 0,08%), во втором снижается с 0,55 до 0,30 мм (относительная от 0,20 до 0,06%), в третьем случае она также уменьшается от 0,5 до 0,2 мм (относительная от 0,16 до 0,05%).

3. Впервые выполнено численное моделирование объёмного течения металла при холодной прокатке узкой ленты в зависимости от формы профиля поперечного сечения: клиновидной, выпуклой, вогнутой. Показано распределение интенсивности деформации и скорости течения металла по ширине ленты при холодной прокатке. Установлено, что уширение значительно возрастает (до 32%) при прокатке ленты с вогнутым профилем и уменьшается (на 6,5%) при прокатке ленты с выпуклым профилем в сравнении с подкатом, имеющим прямоугольное поперечное сечение.

4. Наиболее эффективными регулирующими воздействиями при холодной прокатке ленты шириной от 250 до 500 мм могут быть изменения:

- распределения единичных обжатий по клетям стана;

- распределения натяжений;

- условий трения (коэффициента трения).

5. На основе моделирования МКЭ разработан режим прокатки узкой ленты для условий пятиклетевого стана 630 ЛПЦ-8 ОАО «ММК», позволяющий максимально увеличить уширение металла. Данный режим характеризуется наибольшим единичным обжатием во второй клети и наименьшими обжатиями в остальных клетях.

6. Сформулированы некоторые технологические принципы интенсификации уширения металла при холодной прокатке ленты. Среди них, в частности:

- максимальное снижение коэффициента трения во всех очагах деформации;

- реализация максимальных единичных обжатий и натяжений для первой или второй клети стана (с загрузкой данных клетей по усилиям до 80,0-85,0%);

- реализация минимальных частных обжатий (не менее 5,0%) и натяжений (не менее 0,1 стт) для всех остальных проходов.

7.Установлено, что поперечная разнотолщинность по длине полос, прокатанных размерами 3,0x1250 мм из стали СтЗпс на ШСГП 2500, меняется от переднего конца к заднему в пределах 0,02-0,06 мм, а на стане 2000 при размерах 3,0х 1500 стали СтЗпс - от 0,03 до 0,08 мм. Кроме того, выявлены закономерности распределения механических характеристик по ширине полосы. Графики изменения предела текучести и временного сопротивления разрыву носят вогнутый характер, а относительного удлинения - выпуклый. Последнее вызвано неравномерной площадью контакта воды с поверхностью охлаждаемого металла, различными скоростями охлаждения витков рулонов по ширине и длине полосы.

8. Изучены последствия отсечки при душировании ПДШ на ШСГП 2000 на механические свойства жести. Выявлено, что передний конец подката имеет пониженные прочностные параметры по отношению к заднему концу. В рамках одной величины отсечки относительное удлинение на переднем конце на 1,0-1,5% больше, чем на заднем, а при увеличении отсечки с 5 до 15 м усредненное относительное удлинение также увеличивается на 6,5%. Аналогичная ситуация наблюдается на ПДШ как в потоке жести колпакового отжига, так и в потоке жести непрерывного отжига.

9. Выявлено влияние продолжительности кампании рабочих и опорных валков ШСГП 2000 при производстве ПДШ для жести на получаемый профиль поперечного сечения. Разработаны рациональные условия по формированию монтажей: увеличено количество единовременно прокатываемого подката для жести двойной ширины в одном монтаже до 45 км. После перевалки опорных валков увеличена возможность прокатки подката для жести до 3100 км (было 2600 км). Определена предпочтительная величина клиновидности ПДШ, которая должна составлять не

более 0,04 мм и изменяться в зависимости от длины монтажа. При этом продолжительность кампании рабочих и опорных валков на ШСГП 2000 при производстве ПДШ для жести может быть увеличена.

10. Изучены характерные особенности профиля поперечного сечения подката двойной ширины для жести. Замеры профиля показали, что 135 рулонов (14,6%) не имеют клиновидности, 686 рулонов (74,1%) имеют клиновидность не более 0,04 мм, 105 рулонов (11,3%) имеют клино-видность, превышающую нормируемую 0,04 мм. Кроме того, 99 из 463 левых полос (10,7%) и 146 из 463 правых полос (15,8%) после роспуска имеют клиновидность с увеличением толщины со стороны горячекатаной кромки. Таким образом, 440 (47,5%) рулонов от общего количества имеют клиновидность с увеличением толщины с приводной стороны стана, а 351 рулон (37,9%) - со стороны рабочей площадки.

11. Проведен выбор и анализ возможных регулирующих воздействий на процесс прокатки полос двукратной ширины с клиновидным профилем. Наиболее эффективными воздействиями являются те, которые уменьшают коэффициент внешнего трения и тем самым способствуют увеличению поперечного перемещения частиц металла при прокатке. К основному из них относится применение смазочно-охлаждающей жидкости с эффективными присадками и интенсификация ее подачи на полосу. Исследования этой проблемы позволили достичь положительных результатов при использовании заменителей пальмового масла типа «Сего1иЬ». Его применение позволило повысить выход годного с 94 до 98% за счет снижения отсортировки металла по дефектам «разнотолщинность», «неплоскостность» и «несоответствие механических свойств». Мероприятия, направленные на снижение коэффициента трения при холодной прокатке, позволили разработать технологии производства новых видов жести:

- толщиной 0,16-0,17 мм;

- с полимерным покрытием;

- с повышенной пластичностью.

12. На основе установленных теоретических положений поперечного течения металла при холодной прокатке полос с симметричным профилем разработаны эффективные технологии производства холоднокатаной ленты из ПМШ и жести из ПДШ в условиях действующего производства ОАО «ММК». Эффективность этих технологий проявляется в достигнутом снижении клиновидности готовой холоднокатаной ленты на 0,01-0,05 мм, уменьшении расхода металла на 1-3 кг/т ленты, увеличении выпуска ленты из малопластичных сталей высокой точности по толщине на 25-30%, уменьшении расходного коэффициента при производстве жести с 1,086 до 1,050 кг/т, снижении отсортировки жести по неплоскостности с 0,4 до 0%, разнотолщинности с 0,061 до 0,006% и несоответствию механических свойств с 2,14 до 0,28%.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

Патенты РФ

1. Пат. №2288791 РФ МПК В 21 В 1/28. Способ холодной прокатки тонколистовой стали / Ю.А. Бодяев, К.А. Лисичкина, Г.А. Куницын и др. // БИПМ. 2006. №34. С. 161-162.

2. Пат. №2332272 РФ МПК В 21 В 28/02. Способ эксплуатации валков стана холодной прокатки / О.В. Казаков, А.Ф Радионов, А.П. Буданов, Г.А. Куницын и др. // БИПМ. 2008. №24. С.581.

3. Пат. №2330887 РФ МПК С 21 D. Способ производства холоднокатаной стали для глубокой вытяжки / Г.А. Куницын, В.Е. Злов,

A.B. Папшев и др. // БИПМ. 2008. №22. С. 818.

4. Пат. №2343020 РФ МПК В 21 В 1/28. Непрерывный стан холодной прокатки стальных полос / В.Л. Корнилов, А.П. Буданов,

B.Г.Антипанов, А.Ф.Радионов, Г.А.Куницын и др. // БИПМ. 2009 №l'

C. 741.

5. Пат. №2351661 РФ МПК С 21 D. Способ производства тонких холоднокатаных полос под металлические или полимерные покрытия / В.Ю. Божевалев, Р.Ф. Файзулина, Г.А. Куницын и др. // БИПМ. 2009 №10. С. 740.

Статьи:

1. Оптимизация технологии производства стали 08Ю с содержанием углерода менее 0,03% / А.П. Буданов, В.Л. Корнилов, Г.А. Куницын и др. // Металлург. 2007. №1. С. 56-59.

2. Опыт работы пятиклетевого непрерывного стана «630» холодной прокатки в цехе ленты ОАО «ММК» / Г.А. Куницын, П.Н. Смирнов, В.П. Торохтий и др. // Производство проката. 2007. №2. С. 23-24.

3. Управление качеством поверхности холоднокатаной ленты / П.Н. Смирнов, И.И. Бондяев, Г.А. Куницын, Э.М. Голубчик // Сталь 2007. №2. С. 79-80.

4. Особенности производства холоднокатаной ленты из горячекатаного подката многократной ширины / Г.А. Куницын, П.Н. Смирнов, Э.М. Голубчик // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2007. №2. С. 46-48.

5. Внедрение и освоение приборов измерения относительного обжатия полосы на дрессировочных станах 1200 ЛПЦ-3 ОАО "ММК" (Структурная схема расположения датчиков импульсов ДИФ5М) / В.Н. Дерманский, Н.В. Хмелевцов, Г.А. Куницын, и др. // Вестник МГТУ им Г.И. Носова. 2007. №3. С. 55-58.

6. Регулирование поперечной разнотолщиности ленты при холодной прокатке на непрерывном стане / Г.А.Куницын, Э.М.Голубчик, П.Н.Смирнов, Н.В.Авдонин // Сталь. 2008. №7. С. 68-69.

7. Расширение сортамента жести производства ММК / Г.А. Куни-цын, A.A. Дьяконов, Р.В. Файзулина и др. // Сталь. 2008. №7. С. 71-72.

8. Разработка и освоение технологии производства высокопрочного проката для автомобильной промышленности / Г.А. Куницын,

C.В. Денисов, A.B. Горбунов и др. // Сталь. 2008. №7. С. 98-101.

9. Куницын Г.А., Голубчик Э.М., Смирнов П.Н. Оперативное управление поперечной разнотолщинностью холоднокатаной ленты повышенной прочности // Сталь. 2009. №10. С. 58-60.

10. Исследование и моделирование объёмного течения металла при холодной прокатке узкой ленты / Г.А. Куницын, Э.М. Голубчик,

A.M. Песин, В.М. Салганик, Д.О. Пустовойтов // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2010. №4. С. 38-41.

11. Особенности новой технологии производства жести из подката двойной ширины / Г.А. Куницын, В.М. Салганик, Э.М. Голубчик и др. // Производство проката. 2011. №7. С. 13-17.

12. Технологические возможности компенсации клиновидности при холодной прокатке узкой ленты / В.М.Салганик, А.М.Песин, Г.А.Куницын и др. // Черные металлы. 2011. № 7-8. С. 14-20.

13. Разработка и анализ возможных регулирующих воздействий на процесс уширения при холодной прокатке узкой ленты / А.М.Песин,

B.М.Салганик, Г.А.Куницын и др. // Черные металлы. 2011. № 7-8. С.20-24.

14. Three-dimensional model of strip cold rolling from steel feed with wedge cross-section / G. Kunicin, A. Pesin.V.Salganik, P. Smirnov, E. Trah-tengertz // .Simulation of Materials Processing: Theory, Methods and Applications. Toyohashi University of Technology, Japan. 2001, P. 527-530.

15.The development and application of the processes of asymmetrical rolling / G. Kunicin, A. Pesin, V.Salganik, P. Smirnov, E. Drigun, V. Rudakov // 3-rd European Rolling Conference. Düsseldorf, 16-20 June, 2003. P. 362-364.

16. Research and Modeling of Transverse Metal Flow during Cold Rolling of Narrow Strip / A.Pesin, V.Salganik, G.Kunitsin, M.Sverdlik and

D.Pustovoytov // The International Conference on Materials Processing Technology 2011 (June, 2-3. 2011, Phuket). Phuket, Thailand. P. 128-133.

17. Куницын Г.А., Смирнов П.Н., Голубчик Э.М. Особенности производства холоднокатаной ленты высокой точности по толщине из широкополосового горячекатаного подката // Труды VII конгресса прокатчиков. Tl. М.: 2007. С. 387-390.

18. Влияние обжатий при дрессировке на потребительские свойства черной жести непрерывного отжига (ОАО «ММК») / Г.А. Куницын, Б.А. Басов, Р.В. Файзулина и др. // Труды Седьмого конгресса прокатчиков. Г. Москва, 15-18 октября 2007 г. Т.1. М., 2007. С. 77-82.

19. Технологические факторы горячей прокатки, микроструктура, механические свойства подката и жести / Г.А. Куницын, Б.А. Басов, Р.В. Файзулина и др. // Труды Седьмого конгресса прокатчиков (г. Москва, 15-18 октября 2007 г.). Т.2. М„ 2007. С. 165-172.

20. Сеничев Г.С., Бодяев Ю.А., Куницын Г.А. Новые перспективные материалы, оборудование и технологии их получения на Магнитогорском металлургическом комбинате // Неделя металлов в Москве (1317 ноября 2006 г.): Сб. тр. конференций и семинаров. М., 2007. С. 115119.

21. Перспективы развития цеха ленты Магнитогорского металлургического комбината в условиях глобального рынка / ГШ. Смирнов, И.И. Бондяев, Г.А. Куницын и др. // Бюллетень «Черная металлургия».

2007. № 1.С. 29-31.

22. Дьяченко В.Ф., Куницын Г.А., Горбунов A.B., Брусьянина А.И. Освоение производства металлопроката из перспективных сталей для автомобильной промышленности в условиях ОАО «ММК» // Неделя металлов в Москве (12-16 ноября 2007 г.): Сб. тр. конференций. М., 2008. С. 230-235.

23. Влияние температурно-скоростных режимов горячей прокатки на микроструктуру и механические свойства подката и электролуженой жести / Г.А. Куницын, В.Л. Корнилов, Р.Ф. Файзулина и др. // Совершенствование технологии в ОАО «ММК»: Сб. тр. центральной лаборатории ОАО «ММК». Выпуск №11. Магнитогорск: Дом печати, 2007. С. 260-269.

24. Расширение сортамента жести в условиях производства ОАО «ММК» / A.B. Титов, Г.А. Куницын, Р.В. Файзулина и др. // Совершенствование технологии в ОАО «ММК»: Сб. тр. центральной лаборатории ОАО «ММК». Выпуск №12. Магнитогорск: ООО «Полиграфия»,

2008. С. 280-284.

25. Разработка технологии производства тонких холоднокатаных полос под полимерное покрытие / Ю.А.Бодяев, Б.А.Басов, ПА.Куницын и др. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2006. №4. С. 61-62.

26. Исследование поперечного профиля холоднокатаной ленты в условиях ЛПЦ-8 ОАО «ММК» / Г.А. Куницын, В.М. Салганик, П.Н. Смирнов, A.M. Песин // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Сб. науч. тр. Магнитогорск: 2000. С. 37-43.

27. Куницын Г.А., Денисов П.И. Методика оценки продольной разнотолщинности холоднокатаной ленты в условиях ЛПЦ-8 ОАО «ММК» // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Сб.науч. тр. Магнитогорск, 1998. С. 37-41.

28. Куницын Г.А., Смирнов П.Н. Голубчик Э.М. Проблемы производства холоднокатаной ленты толщиной до 4,0 мм из горячекатаных высокопрочных полос многократной ширины // Совершенствование тех-

нологии в ОАО «ММК»: Сб.тр. центральной лаборатории ОАО «ММК». Выпуск №11. Магнитогорск: Дом печати, 2007. С. 184-189.

29. Условия формирования минимальной разнотолщинности при изготовлении холоднокатаной ленты из горячекатаного подката многократной ширины / Г.А. Куницын, Э.М. Голубчик, П.Н. Смирнов, C.B. Денисов, В.М. Салганик // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Межрегион, сб. науч. тр. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. С. 120-125.

30. Изучение закономерностей изменения уширения ленты при ее холодной прокатке на стане / Г.А. Куницын, Э.М. Голубчик П.Н. Смирнов, Н.В. Авдонин // Совершенствование технологии в ОАО «ММК»: Сб. тр. центральной лаборатории ОАО «ММК». Выпуск №12. Магнитогорск: ООО «Полиграфия», 2008. С. 257-261.

31. Перспективы управления поперечной разнотолщинностью при холодной прокатке ленты из стали повышенной прочности / Г.А.Куницын, Э.М.Голубчик, П.Н.Смирнов, И.А. Вьюгин // Совершенствование технологии в ОАО «ММК»: Сб. тр. центральной лаборатории ОАО «ММК». Выпуск №14. Магнитогорск: Дом печати, 2009. С. 211-220.

32. Электролуженая жесть непрерывного отжига с ограниченным диапазоном твердости для производства консервной тары / Р.В.Файзулина, О.Н. Молева, Г.А. Куницын и др. // Совершенствование технологии в ОАО «ММК»: Сб. тр. центральной лаборатории ОАО «ММК». Вып. 12. Магнитогорск: ООО «Полиграфия», 2008. С. 262267.

33. Влияние ванадия на пластические свойства и твердость жести / Г.А. Куницын, B.JI. Корнилов, Р.В. Файзулина и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 11. Магнитогорск: Дом печати, 2007. С. 156-162.

34. Освоение стыкосварочных машин МСО 100.06 в линиях НТА-1,2 ЛПЦ-5 / Г.А. Куницын, В.Л. Корнилов, А.П. Буданов и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 11. Магнитогорск: Дом печати, 2007. С. 172-183.

35. Исследование причин, оказывающих совместное влияние на появление дефекта «излом» / В.М. Салганик, Т.В. Коляда, Г.А. Куницын и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 11. Магнитогорск: Дом печати, 2007. С. 247254.

36. Расширение марочного сортамента горячеоцинкованного проката в условиях АНГЦ ОАО «ММК» / A.B. Папшев, Г.А. Куницын, В.Е. Злов и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 10. Магнитогорск: Дом печати, 2006. С. 176-182.

37. Исследование защитного действия антикоррозионных бумаг / Г.А. Куницын, Н.И. Пилюгина, Т.С. Михайлова и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 10. Магнитогорск: Дом печати, 2006. С. 230-235.

38. Оптимизация геометрии сварного шва с целью улучшения его качества / В.Л. Корнилов, Г.А. Куницын, А.П. Буданов и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 12. Магнитогорск: Дом печати, 2008. С. 253-256.

39. Разработка и освоение технологии производства холоднокатаного проката из высокопрочных сталей легированных фосфором / Г.А. Куницын, A.B. Горбунов, А.И. Шпак и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 12. Магнитогорск: Дом печати, 2008. С. 326-330.

40. Отработка технологии окрашивания проката с использованием ЛКМ новых производителей / Е.В. Сусанина, С.Н. Ушаков, Г.А. Куницын и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 14. Магнитогорск: Дом печати, 2009. С 181186.

41. Исследование влияния очистки поверхности холоднокатаного проката на АЭО ЛПЦ-3 с использованием новых моющих средств на качество оловянного покрытия / Л.П. Фролова, С.Н. Ушаков, Г.А. Куницын и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 14. Магнитогорск: Дом печати, 2009 С 205210.

42. Опыт освоения и проблемы обеспечения уровня механических свойств холоднокатаного проката из микролегированных сталей классов прочности 220-240 / В.В. Галкин, Г.А. Куницын, A.B. Горбунов и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 14. Магнитогорск: Дом печати, 2009. С. 282-289.

43. Практика освоения технологии производства горячекатаных высокопрочных сталей для изготовления деталей колеса / Г.А. Куницын,

A.B. Горбунов, П.Н. Смирнов и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 14. Магнитогорск: Дом печати, 2009. С. 303-310.

44. Разработка и внедрение новых температурно-скоростных режимов отжига ленты из углеродистой стали 65Г / Ю.П. Демидченко,

B.Д. Науменко, Г.А. Куницын и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 10. Магнитогорск: Дом печати, 2006. С. 314-320.

Подписано в печать 11.11.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ 810.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ФГБОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

1. СУЩНОСТЬ И ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ ЛИСТОВОЙ ПРОКАТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОДКАТА, ПОЛУЧАЕМОГО ПРОДОЛЬНЫМ РОСПУСКОМ.

1.1. Понятия подката многократной ширины и общего случая этого подката.

1.2. Необходимость совершенствования и развития технологических аспектов листовой прокатки с получением и использованием подката многократной ширины.

1.3. Особенности и трудности прокатки подката, получаемого продольным роспуском.

1.4. Перспективы повышения эффективности производства при изготовлении подката многократной ширины.

1.4.1. Существующие подходы к управлению разнотолщинно-стью и неплоскостностью при производстве ПМШ на стадии горячей прокатки.

1.4.2. Методы формирования заданного уровня разнотолщин-ности при холодной прокатке ПМШ.

1.5. Подходы к описанию процессов прокатки с получением и использованием ПМШ.

1.6. Формулировка цели и постановка задач работы.

2. ОСОБЕННОСТИ ОБЪЕМНОГО ТЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ ЛЕНТЫ: РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ.

2.1. Математическая постановка задачи теории упругопластического течения металла при холодной прокатке . .•.

2.2. Моделирование основных закономерностей объемного течения в симметричном очаге деформации.

2.3. Асимметричный очаг деформации - моделирование особенностей поперечного течения металла.

2.4. Проверка адекватности конечно-элементной математической модели объемного течения металла в симметричном очаге деформации

2.5. Обобщение результатов моделирования объемного течения металла в упругопластическом очаге деформации.

Выводы по главе 2.

3. РЕГУЛИРУЮЩИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ХАРАКТЕР ТЕЧЕНИЯ

МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ ЛЕНТЫ: ВЫБОР, АНАЛИЗ, МОДЕЛИРОВАНИЕ.

3.1 Выбор и анализ регулирующих воздействий на течение металла

3.2. Разработка алгоритма выбора рациональных технологических режимов, обеспечивающих максимальное уширение металла

3.3. Численное моделирование регулирующих воздействий на объемное течение металла.

3.4. Исследование взаимного влияния технологических факторов на объемное течение металла при прокатке на многоклетьевом стане.

Выводы по главе 3.

4. АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГОРЯЧЕЙ

ПРОКАТКИ ВИДОВ ПОДКАТА, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ

ПОСЛЕДУЮЩЕГО ПРОДОЛЬНОГО РОСПУСКА.

4.1. Особенности получения ПМШ на широкополосных станах ОАО «ММК».

4.2. Анализ, выбор и моделирование необходимых воздействий на процесс горячей прокатки для повышения точности ПМШ.

4.3. Производственное исследование (мониторинг) поперечного течения металла на листовых станах ОАО «ММК».

4.3.1 Оценка профиля поперечного сечения ПМШ на стане

4.3.2 Изучение профиля поперечного сечения ПМШ на стане

4.4. Технологические особенности производства подката двойной ширины для изготовления жести.

4.4.1. Влияние величины отсечки воды при душировании ПДШ при горячей прокатке на ШСГП 2000 на механические свойства жести колпакового отжига.

4.4.2. Влияние величины отсечки воды при душировании ПДШ при горячей прокатке на ШСГП 2000 на механические свойства жести непрерывного отжига.

4.4.3. Исследование воздействия монтажности рабочих и опорных валков ШСГП 2000 на профиль поперечного сечения ПДШ.

Выводы по главе 4.

5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ХОЛОДНОЙ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОКАТКИ ЛЕНТЫ ИЗ ПОДКАТА С КЛИНОВИДНЫМ

ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ.

5.1. Моделирование непрерывной холодной прокатки полос из ПМШ асимметричным поперечным профилем.

5.2. Проверка адекватности разработанной модели поперечного течения металла при прокатке ленты с клиновидным профилем

5.3. Исследование изменчивости ширины при холодной прокатке ленты и ее влияние на поперечный профиль.

5.4. Определение изменчивости клиновидности."777.

5.5. Влияние основных технологических воздействий на поперечный профиль и уширение ленты.

5.6. Реализация модернизированной технологии холодной прокатки ленты с высокоточным профилем.

Выводы по главе 5.

6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕСТИ ИЗ

ПОДКАТА ДВОЙНОЙ ШИРИНЫ.

6.1 Исследование и разработка технологии роспуска подката двойной ширины для жести.

6.1.1 Исследование изменчивости механических свойств подката двойной ширины для жести при его травлении.

6.1.2. Исследование и разработка технологии роспуска подката двойной ширины.

6.1.3. Клиновидность полос при холодной прокатке на стане

6.1.4. Влияние клиновидности подката двойной ширины на формообразование полос в процессе холодной прокатки

6.2. Регулирующие воздействия на процесс непрерывной холодной прокатки полос двукратной ширины с клиновидным профилем

6.2.1. Исследование влияния различных технологических смазок на условия прокатки жести.

6.2.2. Исследование влияния шероховатости валков на условия прокатываемости жести.

6.2.3. Влияние форсунок различной конструкции на условия холодной прокатки жести.

6.2.4. Влияние стабильности водомасляной смеси на условия прокатки.

6.3. Освоение производства новых типоразмеров жести.

6.3.1. Разработка технологии производства жести толщиной 0,16-0,17 мм.

6.3.2. Разработка технологии производства электролуженой жести с дополнительными требованиями потребителей

6.3.3. Производство черной жести под полимерное покрытие . 215 Выводы по главе 6.

Одним из приоритетных направлений развития черной металлургии является переход на инновационный путь развития, который обеспечит коренное улучшение качества и увеличение выпуска эффективных видов продукции, в том числе, холоднокатаного проката. Эффективность производства является емким понятием и характеризуется множеством показателей. В нашей работе из такого множества фигурирует снижение дефектности продукции и увеличение выхода годного металла. В связи с этим выявление и реализация имеющихся резервов повышения качества и экономии металла - наиболее значимые задачи современного металлургического производства.

В современных условиях перед российской экономикой поставлена задача - выйти на мировые рынки металлопродукции с высокой степенью конкуренции. Кроме того, перед нашими металлопроизводителями остро встала проблема, связанная с внедрением в отечественную экономику зарубежных технологий, реализуемых на импортном оборудовании и требующих высокого уровня качества. В наибольшей степени это проявляется в отношении автопроизводителей, в том числе ведущих мировых, которые зачастую выдвигают свои индивидуальные специфические требования, в большинстве случаев труднодостижимые в отечественных условиях. При этом до настоящего времени при производстве рулонного металлопроката нового сортамента, особенно тонкого и узкого, в условиях существующего действующего оборудования встречаются серьезные трудности, связанные с выпуском высококачественной конкурентоспособной продукции при минимальных производственных затратах.

В условиях современных металлургических производств имеется ряд технологий, обеспечивающих получение отдельных видов-высоколиквидной металлопродукции эксклюзивного характера, к которой, например, можно отнести стальную ленту и жесть. Это свойственно и ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» - одному из ведущих сталелитейных предприятий отрасли, являющемуся лидером в производстве жести и холоднокатаной углеродистой ленты. Суть вопроса заключается в том, что в готовой металлопродукции, полученной из металлопроката, подвергающегося продольному роспуску в процессе переработки, возникает значительный разброс свойств по ширине. С другой стороны, из-за наличия значительной асимметричности поперечного профиля подката его переработка в конечную продукцию имеет существенные технологические трудности, что в большой степени снижает выход годного и, соответственно, ухудшает экономические показатели производства.

Следует отметить, что ОАО «ММК» является единственным производителем на территории Российской Федерации не только жести, но и отдельных видов холоднокатаной ленты. Поэтому на ОАО «ММК» лежит высокая ответственность обеспечения качественным металлопрокатом потребителей, в том числе зарубежных, что вызывает необходимость поиска и разработки новых технологических решений, обеспечивающих высокий уровень качества данной продукции. Эти решения можно транслировать и на другие технологии, в частности на производство широкого рулонного металлопроката для автопрома, а также проката с покрытием.

Технологические особенности существующего производства ленты и особенно жести предусматривают достаточно длинный производственный цикл, обязательной операцией в котором либо в начальной стадии, либо в процессе переработки является продольный роспуск широкого подката на узкие полосы. В рамках настоящей работы нами было предложено такой подкат называть в общем случаем подкатом многократной ширины (ПМШ).

В настоящее время в ОАО «ММК» освоено производство холоднокатаной продукции из горячекатаного подката двух- и многократной ширины при изготовлении жести в ЛПЦ-3 и стальной ленты в ЛПЦ-8. При этом достаточно актуальной является проблема обеспечения точности геометрических параметров полосы в конечном изделии.

Это связано с тем, что в процессе продольного роспуска широких полос, полученных по традиционным способам горячей прокатки с чечевицеобразной формой поперечного сечения, на две равные по ширине полосы (при изготовлении подката двойной ширины (ПДШ)) в каждой из них будет наблюдаться клиновидная форма поперечного сечения. Прокатка такого подката на непрерывных станах холодной прокатки приводит к появлению трудноразрешимых технологических проблем, особенно при производстве жести, таких, в частности, как многочисленные порывы, снижение скорости прокатки и т.д., что ограничивает развитие прокатки широкого горячекатаного подката двойной ширины для жести. Производство узких полос в качестве подката для жести существенно (практически в 2 раза) снижает производительность широкополосных станов горячей прокатки, а при асимметричном роспуске ПДШ многократно возрастает проблема обеспечения требуемого уровня свойств на готовой жести.

В еще большей степени данные проблемы проявляются в процессе производства холоднокатаной ленты, особенно в случае необходимости получения высокой точности по толщине, а также требуемого уровня геометрических показателей и механических свойств во всем объеме рулона.

При производстве листового рулонного проката общепринятой считается схема плоской деформации. Она подразумевает пренебрежение поперечным течением (уширением), при этом считается, что весь металл, смещенный по толщине, идет в вытяжку. Существуют традиционные школы, пренебрегающие поперечной деформацией и, соответственно, рассматривающие очаг деформации с точки зрения плоского течения. Такой классический подход значительно искажает существо процесса прокатки узкой и тонкой металлопродукции, полученной с применением операций предварительного продольного роспуска. Представляется, что в таких случаях описание особенностей формообразования в очаге деформации является не вполне адекватным. Это не позволяет обеспечивать эффективные воздействия на процесс формоизменения при листовой прокатке. При этом традиционными являются подходы, связанные с рассмотрением очага деформации как симметричного. В то же время, влияния различных технологических воздействий на процессы прокатки полос с различным уровнем асимметрии недостаточно изучены.

Научная проблема в диссертации заключается в более точном рассмотрении и описании характера течения металла в очагах деформации при холодной прокатке ленты. Главной особенностью этой проблематики является учет поперечного течения металла наряду с продольным, т.е. объемный характер напряженно-деформированного состояния. Такое уточнение НДС имеет не только принципиальное теоретическое значение, но и позволяет за счет специального вмешательства в технологический процесс существенно снизить последствия дефектов (клиновидности). Следует отметить как важный положительный факт наличие такой мощной глобальной программы, как DEFORM. Эта программа позволяет получить ответы по поставленной проблеме.

Изучению вопросов, связанных с повышением качества листовой стали и экономией металла, посвящены многие работы: А.И. Целикова, А.П. Чекмаре-ва, И.М.Павлова, П.И. Полухина, Е.С. Рокотяна, М.М.Сафьяна, JIM. Агеева, М.Г.Полякова, В.М. Салганика, В.Л.Колмогорова, В.И. Мелешко, Ю.Д.Железнова, А.П. Грудева, В.П. Полухина, А.В.Третьякова, А.Ф.Пименова, Н.В.Литовченко, Д.И. Старченко, М.И. Бояршинова, М.И.Куприна, М.А. Беня-ковского, Ю.В.Коновалова, В.Н.Выдрина, В.К. Белосевича, В.Л. Мазура, С.М. Вельского, А.И. Трайно, Д. Тейбора, О. Ноэ, У. Краузе и других российских и зарубежных ученых. Для решения вышеуказанных задач предложены и реализованы различные мероприятия по совершенствованию технологии и оборудования.

Диссертационная работа вызвана потребностями производства и выполнена в соответствии с планом объединенной научно-исследовательской группы ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» и ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по листопрокатному производству. Теоретические и производственные исследования проведены в лабораториях и цехах ЛПЦ-10, ЛПЦ-4, ЛПЦ-3, ЛПЦ-8 ОАО «ММК» и ГОУ ВПО «МГТУ». Расчеты выполнены автором на кафедре обработки металлов давлением МГТУ. Указанные цехи являются крупнейшими производителями горяче- и холоднокатаной листовой стали для отечественной промышленности, а также для зарубежных потребителей. Внедрение результатов работы осуществляли в ОАО «ММК».

Результаты работы могут быть использованы на родственных металлургических предприятиях отрасли.

Выводы по главе 6

1. Установлено упрочнение подката двойной ширины при его травлении, что показывают повышение предела текучести, временного сопротивления разрыву, увеличение твердости металла, а также снижение уровня относительного удлинения. Упрочнение происходит менее интенсивно на кромках полосы, как правило, «захоложенных» при предшествующей горячей прокатке. Упрочнение центральной части полосы происходит в большей степени (на 15-20%) по отношению к концевым участкам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представлена комплексная работа, объектом которой явились технологические процессы горячей и холодной прокатки с использованием подката, полученного продольным роспуском широких горячекатаных полос. Эти процессы отличаются многообразием и большим набором сложных задач, которые требовалось решить. Основные из них - задачи, связанные с формоизменением ПМШ и необходимостью повышать точность прокатки в этих условиях. Получен ряд теоретических и практических результатов, наиболее значимые из которых сформулированы ниже.

1. Исследован процесс формоизменения при холодной прокатке ленты из полос, которые после предварительного продольного роспуска получили клиновидное поперечное сечение. Для этого использовали математический аппарат, построенный на основе конечно-элементной модели объемного НДС в условиях холодной прокатки. Определено, что в очагах деформации при таком процессе получает развитие заметное поперечное течение металла. Причем с приближением к боковым кромкам скорость перемещения частиц металла в поперечном направлении увеличивается в 2-3 раза. В результате точка нулевой скорости смещается относительно оси полосы почти на 25% полуширины в сторону утолщения. Найдено некоторое (на 3%) отличие между продольными перемещениями, накопленными к моменту выхода металла из очага деформации по кромкам, что является проявлением большей поперечной деформации на утолщенной кромке. Установлено, что не только интенсивность деформаций, но и интенсивность напряжений больше со стороны утолщенной кромки ленты. Доказана адекватность адаптированной модели. Сопоставление расчетных и опытных значений уширения показало их близость друг к другу - отклонение не превышало 5%. Этот факт потребовал существенного пересмотра методик анализа формоизменения ленты, особенно с учётом клиновидности поперечного сечения подката (Приложение 23).

2. Установлен ряд важных закономерностей указанного процесса:

- течение металла в поперечном направлении наблюдается на определенном расстоянии от кромок (в нашем случае не превышающем 80 мм) и возрастает при увеличении степени деформации, радиуса рабочих валков, клиновидности полосы, а также при уменьшении коэффициента трения, уровня прикладываемых натяжений, ширины подката, прочности прокатываемой стали. Так, при холодной прокатке ленты толщиной 0,5-4,5 мм с симметричным поперечным сечением из подката толщиной 2-7 мм, шириной 250-500 мм из низкоуглеродистых, углеродистых и легированных сталей абсолютная величина уширения лежит в диапазоне от 0,20 до 0,55 мм, а относительная - от 0,05 до 0,20%;

- наиболее сильным фактором, оказывающим влияние на поперечное течение металла, является степень деформации (при увеличении последней от 10 до 20% оно возрастает более чем в 4,5 раза);

- с увеличением суммарного обжатия от 54 до 75%, ширины полосы от 250 до 500 мм, содержания углерода в стали от 0,08 до 0,70% абсолютная величина уширения полосы заметно изменяется. В первом случае она возрастает с 0,20 до 0,42 мм (относительная от 0,04 до 0,08%), во втором снижается с 0,55 до 0,30 мм (относительная от 0,20 до 0,06%), в третьем случае она также уменьшается от 0,5 до 0,2 мм (относительная от 0,16 до 0,05%).

3. Впервые выполнено численное моделирование объёмного течения металла при холодной прокатке узкой ленты в зависимости от формы профиля поперечного сечения: клиновидной, выпуклой, вогнутой. Показано распределение интенсивности деформации и скорости течения металла по ширине ленты при холодной прокатке. Установлено, что уширение значительно возрастает (до 32%) при прокатке ленты с вогнутым профилем и уменьшается (на 6,5%) при прокатке ленты с выпуклым профилем в сравнении с подкатом, имеющим прямоугольное поперечное сечение.

4. Наиболее эффективными регулирующими воздействиями при холодной прокатке ленты шириной от 250 до 500 мм могут быть изменения:

- распределения единичных обжатий по клетям стана;

- распределения натяжений;

- условий трения (коэффициента трения).

5. На основе моделирования МКЭ разработан режим прокатки узкой ленты для условий пятиклетевого стана 630 ЛПЦ-8 ОАО «ММК», позволяющий максимально увеличить уширение металла. Данный режим характеризуется наибольшим единичным обжатием во второй клети и наименьшими обжатиями в остальных клетях.

6. Сформулированы некоторые технологические принципы интенсификации уширения металла при холодной прокатке ленты. Среди них, в частности:

- максимальное снижение коэффициента трения во всех очагах деформации;

- реализация максимальных единичных обжатий и натяжений для первой или второй клети стана (с загрузкой данных клетей по усилиям до 80,0-85,0%);

- реализация минимальных частных обжатий (не менее 5,0%) и натяжений (не менее 0,1 Пт) для всех остальных проходов.

7. Установлено, что поперечная разнотолщинность по длине полос, прокатанных размерами 3,0x1250 мм из стали СтЗпс на ШСГП 2500, меняется от переднего конца к заднему в пределах 0,02-0,06 мм, а на стане 2000 при размерах 3,0x1500 стали СтЗпс - от 0,03 до 0,08 мм. Кроме того, выявлены закономерности распределения механических характеристик по ширине полосы. Графики изменения предела текучести и временного сопротивления разрыву носят вогнутый характер, а относительного удлинения - выпуклый. Последнее вызвано неравномерной площадью контакта воды с поверхностью охлаждаемого металла, различными скоростями охлаждения витков рулонов по ширине и длине полосы.

8. Изучены последствия отсечки при душировании ПДШ на ШСГП 2000 на механические свойства жести. Выявлено, что передний конец подката имеет пониженные прочностные параметры по отношению к заднему концу. В рамках одной величины отсечки относительное удлинение на переднем конце на 1,0-1,5% больше, чем на заднем, а при увеличении отсечки с 5 до 15 м усредненное относительное удлинение также увеличивается на 6,5%. Аналогичная ситуация наблюдается на ПДШ как в потоке жести колпакового отжига, так и в потоке жести непрерывного отжига.

9. Выявлено влияние продолжительности кампании рабочих и опорных валков ШСГП 2000 при производстве ПДШ для жести на получаемый профиль поперечного сечения. Разработаны рациональные условия по формированию монтажей: увеличено количество единовременно прокатываемого подката для жести двойной ширины в одном монтаже до 45 км. После перевалки опорных валков увеличена возможность прокатки подката для жести до 3100 км (было 2600 км). Определена предпочтительная величина клиновидности ПДШ, которая должна составлять не более 0,04 мм и изменяться в зависимости от длины монтажа. При этом продолжительность кампании рабочих и опорных валков на ШСГП 2000 при производстве ПДШ для жести может быть увеличена.

10. Изучены характерные особенности профиля поперечного сечения подката двойной ширины для жести. Замеры профиля показали, что 135 рулонов (14,6%) не имеют клиновидности, 686 рулонов (74,1%) имеют клиновид-ность не более 0,04 мм, 105 рулонов (11,3%) имеют клиновидность, превышающую нормируемую 0,04 мм. Кроме того, 99 из 463 левых полос (10,7%) и 146 из 463 правых полос (15,8%) после роспуска имеют клиновидность с увеличением толщины со стороны горячекатаной кромки. Таким образом, 440 (47,5%) рулонов от общего количества имеют клиновидность с увеличением толщины с приводной стороны стана, а 351 рулон (37,9%) - со стороны рабочей площадки.

11. Проведен выбор и анализ возможных регулирующих воздействий на процесс прокатки полос двукратной ширины с клиновидным профилем. Наиболее эффективными воздействиями являются те, которые уменьшают коэффициент внешнего трения и тем самым способствуют увеличению поперечного перемещения частиц металла при прокатке. К основным из них относятся применение смазочно-охлаждающей жидкости с эффективными присадками и интенсификация ее подачи на полосу. Исследования этой проблемы позволили достичь положительных результатов при использовании заменителей пальмового масла типа «Оего1иЬ». Его применение позволило повысить выход годного с 94 до 98% за счет счет снижения отсортировки металла по дефектам «разнотол-щинность», «неплоскостность» и «несоответствие механических свойств». Мероприятия, направленные на снижение коэффициента трения при холодной прокатке, позволили разработать технологии производства новых видов жести:

- толщиной 0,16-0,17 мм;

- с полимерным покрытием;

- с повышенной пластичностью.

12. На основе установленных теоретических положений поперечного течения металла при холодной прокатке полос с симметричным профилем разработаны эффективные технологии производства холоднокатаной ленты из ПМШ и жести из ПДТТТ в условиях действующего производства ОАО «ММК». Эффективность этих технологий проявляется в достигнутом снижении клиновидно-сти готовой холоднокатаной ленты на 0,01-0,05 мм, уменьшении расхода металла на 1 -3 кг/т ленты, увеличении выпуска ленты из малопластичных сталей высокой точности по толщине на 25-30%, уменьшении расходного коэффициента при производстве жести с 1,086 до 1,050 кг/т, снижении отсортировки жести по неплоскостности с 0,4 до 0%, разнотолщинности с 0,061 до 0,006% и несоответствию механических свойств с 2,14 до 0,28%.

1. Юдин М.И., Трогденков Н. А., Авраменко И. Н. Рулонный способ производства холоднокатаных листов. М.: Металлургия, 1966. 152 с.

2. Франценюк И.В., Франценюк Л.И. Современное металлургическое производство. М.: Металлургия, 1995. 528 с.

3. Божков А. И., Настич В. П. Плоскостность тонколистового проката. М.: "СП Интермет Инжиниринг", 1998. 264 с.

4. Рациональная форма поперечного сечения / В.Л.Мазур, Ф.И. Зенченко, О.Н.Сосковец и др. // Сталь. 1988. №3. С. 50-54.

5. ГОСТ 26877-91. Методы измерения отклонений формы.

6. ГОСТ 26433.1-89 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. (1 часть).

7. Молчанов А.И., Симененко О.В., Тилик В.Т. Основные требования, предъявляемые к качеству горячекатаного подката // Теория и практика металлургии. 2005. №1-2. С. 76-79.

8. Максимов Е.А. Повышение эффективности холодной прокатки нержавеющей стали при кинематической асимметрии очага деформации // Оборудование. Технический альманах. 2008. №4. С. 40-43.

9. Роберте В. Холодная прокатка стали: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1982. 544 с.

10. Промышленное опробование производства холоднокатаных полос из рулонов, разрезаемых вдоль / С.А.Братусь, В.И.Мелешко, Г.А.Барышев и др. // Сталь. 1978. №12. С. 108-109.

11. Холодная прокатка и отделка жести / А.Ф.Пименов, О.Н.Сосковец, А.И.Трайно и др. М.: Металлургия, 1990. 208 с.

12. Высокоточная прокатка тонких листов / А.Ф.Пименов, В.П.Полухин, Ю.В.Литухин и др. М.: Металлургия, 1988. 176 с.

13. Ткалич К.Н., Коновалов Ю.В. Точная прокатка тонких полос. М.: Металлургия, 1972. 176 с.

14. Куницын Г.А., Смирнов П.Н. Голубчик Э.М. Особенности производства холоднокатаной ленты из горячекатаного подката многократной ширины // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2007. №2. С. 46-48.

15. Куницын Г.А., Смирнов П.Н. Голубчик Э.М. Особенности производства холоднокатаной ленты высокой точности по толщине из широкополосового горячекатаного подката // Труды VII конгресса прокатчиков. Т. 1. М.: 2007. С. 387-390.

16. Мазур В.Л., Добронравов А.И., Чернов П.П. Предупреждение дефектов листового проката. Киев: Техшка, 1986. 141 с.

17. Коцарь С.Л., Белянский А.Д., Мухин Ю.А. Технология листопрокатного производства. М.: Металлургия, 1997. 272 с.

18. Управление качеством тонколистового проката / В.Л.Мазур, А.М.Сафьян, И.Ю.Приходько, А.И.Яценко. М., 2006. 165 с.

19. Мартин Ж.П. Контроль качества и ошибки измерения профиля проката на стане горячей прокатки рентгеновским профилемером // Труды Второго конгресса прокатчиков. Череповец. 27-30.10.1997 г. М.: АО Черметинформация, 1998. С. 119-124.

20. Технология процессов прокатки и волочения. Листопрокатное производство: Учебник / М.М.Сафьян, В.Л.Мазур, А.М.Сафьян, А.И.Молчанов. К.: Вища шк., 1988. 351 с.

21. Штрипер Ю., Гололобов М.В. Лазерная измерительная техника фирмы МЕЗАКОН для металлургического производства // Труды Первого конгресса прокатчиков. Магнитогорск. 23-27.10.1995 г. М.: АО "Черметинформация", 1996. С. 46-48.

22. Шаталов Р. Л. Обеспечение устойчивости процессов прокатки полос // Производство проката. 2004. № 9. С. 27-31.

23. Лесин A.M., Салганик В.М., Топорков И.А. Структура очага деформации при продольной листовой прокатке // Производство проката. 2004. №1. С. 9-11.

24. Койнов Т. Динамика образования продольной разнотолщинности и методы повышения точности горячекатаной полосы при прокатке // Производство проката. 2005. № 2. С. 2-5.

25. Улучшение плоскостности и поперечного профиля подката электротехнической изотропной стали / П.П.Чернов, А.П.Долматов, А.Ф.Пименов и др. // Производство проката. 2002. №5. С 9-14.

26. Шаталов Р.Л. Обеспечение устойчивости процессов прокатки полос // Производство проката. 2004. № 9. С. 27-31.

27. Матвеев Б. Н. Новые методы снижения разнотолщинности и неплоскостности при прокатке тонких полос и фольги (обзор зарубежных источников) // Производство проката. 2000. №7. С. 42-47.

28. DSR technology to improve strip flatness on a steel tandem cold mill /

29. B.Becker, N.Legrand, D.Vallet, G.Fellus // Rev. met. (France). 2000. 97, N 6. P. 799-813, VIII, X, 14. ISSN 0035-1563.

30. Василев Я.Д., Дементиенко A.B. Исследование точности поперечного профиля горячекатаного подката // Производство проката. 2002. №8. С. 16-21.

31. Салганик В.М., Ошеверов И.И., Песин A.M. Улучшение процессов задачи и выдачи концов рулонов на непрерывном лентопрокатном стане // Теория и практика производства метизов: Сб. науч. тр. Свердловск, 1986.1. C. 83-91.

32. Совершенствование технологии производства подката для жести двойной ширины на стане 2000 горячей прокатки / В.В.Савенков, М.А.Молостов, С.В.Денисов и др. // Бюл. НТИ. Черная металлургия. 2006. №6. С. 85.

33. Перспективы управления поперечной разнотолщинностью при холодной прокатке ленты из стали повышенной прочности. Совершенствование технологии в ОАО «ММК» / Г.А.Куницын, Э.М.Голубчик,

34. П.Н.Смирнов, И.А.Вьюгин // Сб.тр. центральной лаборатории ОАО «ММК». Выпуск №14. Магнитогорск: Дом печати, 2009. С. 211-220.

35. Куницын Г.А., Голубчик Э.М., Смирнов П.Н. Оперативное управление поперечной разнотолщинностью холоднокатаной ленты повышенной прочности // Сталь. 2009. №10. С. 58-60.

36. Смирнов П.Н., Кузнецов В.Г. Особенности производства холоднокатаной ленты // Сталь. 1997. №3. С. 46-49.

37. Смирнов П.Н., Кузнецов В.Г. Развитие производства холоднокатаной ленты на ОАО «ММК» // Производство проката. 1998. №9. С. 26-28.

38. Прокатка толстых листов с повышенной точностью / Г.М.Кацнельсон, М.М.Сафъян, А.П.Чекмарев, Г.И.Малый. М.: Металлургиздат, 1957.

39. Синицын В.Г. Несимметричная прокатка полос и лент. М.: Металлургия, 1984. 249 с.

40. Горелик B.C., Клименко И.В. Классификация и анализ процессов листовой прокатки с асимметричным очагом деформации // Металлы. 1997. №3. С. 38-48.

41. Федоров H.H., Перетятько В.Н., Федоров H.A. Интенсивность пластической деформации при периодической асимметричной прокатке в эксцентричных валках // Изв. вузов. Черная металлургия. 1997. №10. С. 45-50.

42. Салганик В.М., Песин A.M. Асимметричная тонколистовая прокатка: развитие теории, технологии и новые решения: Учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по направлению «Металлургия», по спец. «Обработка металлов давлением». М.: МИСИС, 1997. 191 с.

43. Практика освоения технологии производства горячекатаных высокопрочных сталей для изготовления деталей колеса / Г.А. Куницын, A.B.

44. Горбунов, П.Н. Смирнов и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 14. Магнитогорск: Дом печати, 2009. С. 303-310.

45. Профилирование валков листовых станов / А.А.Будаква, К.Н.Ткалич и др. К.: Техника, 1986. 190 с.

46. Caswell J. S. Production of Tin Plate. Blast Furn. Steel Plant. 1935. № 2, 3, 4, 5.

47. Caswell J. S. Production of Rolls in Plate, sheet and Streep Mills. Journ. Iron Steel Inst. 1935.131/1/.

48. Шаин Я.С. Об одной ошибке в формуле для определения прогиба прокатных валков // Изв. вузов. Черная металлургия. 1958. №4.

49. Иванов Б.А. Расчет валков четырехвалкового прокатного стана // Металлург. 1936. №4.5 5. Winkler W. Dr-Ing. Dissertation der TH Aachen, 1941. 230 P.

50. Вольпер Д.Б. Деформация валков стана кварто // Эксплуатация и конструирование металлургического оборудования: Сб. трудов ДМетИ. Вып. 32. Днепропетровск, 1954.

51. Чепуркин С.С. Уравнение прогибов листопрокатных валков // Производство и обработка стали: Сб. трудов ЖдМИ. Вып. 5. Металлургиздат, 1960.

52. Смирнов А.Ф. Строительная механика. Стержневые системы. М.: Стройиздат, 1981. 512 с.

53. Мельцер В.В., Салганик В.М. Матричный метод расчета деформации и профилировки валков листопрокатной клети кварто: Учеб. пособие. Магнитогорск: МГМИ, 1970. 50 с.

54. Salganik V. Mathematical modeling of roll load and deformation in a four-high strip jmill // MetallForming. 2002. The University of Birmingham, UK, September 9-11, 2002.

55. Беляев H.M. Сопротивление материалов. M.: Наука, 1976. 607 с.

56. Салганик В.М., Мельцер В.В. Исследование на ЭВМ деформаций и нагрузок валковой системы кварто: Учеб. пособие. Свердловск: Изд. УПИ, 1987. 78 с.

57. Байков Е.В. Исследование на непрерывном стане холодной прокатки продольной разнотолщиннности полос / HoBi матер1али i технологи в металурги та машинобудуванш 2008. №1. С. 102-105.

58. Бельский С.М., Мухин Ю.А. Классификация технологических принципов регулирования плоскостности полос // Сталь. 2009. №11. С. 47-50.

59. Zhou Xiaomin, Zhang Qingdong, Wang Changsong, Hua Jianxin, Chen Huachang, Wang Xin, Tong Lijing (University of Science and Technology Beijing) Shanghai jinshu=Shanghai Metals. 2000. 22, N 4. P. 40-43. 4. ISSN 1001-7208.

60. Mizushima Narihito, Fukava Toshihiro, Kurakake Hiroshi. High-accuracy gauge control technologies over the full length and full width of cold rolled strip Kawasaki seitetsu giho=Kawasaki Steel Giho. 1999. 31, N 4. P. 240-245. JP. ISSN 0368-7236.

61. Hiruta Toshiki, Akagi Isao, Mizushima Narihito. Kawasaki seitetsu giho=Kawasaki Steel Giho. 1996. 28, N 2. P. 103-107. JP. ISSN 0368-7236.

62. Harakawa Tetsumi, Sibata Kyoko, Kawaguchi Tadao. Denki gakkai ronbunshi. D=Trans. Inst. Elec. Eng. Jap. D. 1999. 119, N 3. P. 383-389. JP.

63. Исследование продольной разнотолщинности полос при холодной прокатке на трехклетевом стане / З.М.Шварцман, А.В.Кушнарев, А.В.Куряпин, А.Ю. Ефремкин // Совершенствование технологии на ОАО «ММК»: Сб. науч. тр. ЦЖ. Магнитогорск, 2000. Вып. 4. С. 179-182.

64. Герцев А.И., Сиушев С.Х., Гесслер Ю.В. Создание нового типа прокатного стана для производства полосовой продукции с повышеннойплоскостностью и минимальной поперечной разнотолщинностью // Тяжелое машиностроение. 1995. №5. С. 14-16.

65. Исследование энергосиловых параметров деформации тонких полос между неприводными рабочими валками / В.Ф.Потапкин, В.И.Дунаевский, А.А.Сатонин, В.А.Самойлов, Ю.В.Потапкин // Изв. вузов. Черная металлургия. 1988. №3. С. 50-55.

66. Промышленное опробование производства холоднокатаных полос из рулонов, разрезаемых вдоль / С.А.Братусь, В.И.Мелешко, Г.А.Барышев и др. // Сталь. 1978. №12. С. 108-109.

67. Becker В., Legrand N. Vallet D., Fellus G. DSR technology to improve strip flatness on a steel tandem cold mill Rev. met. (France). 2000. 97, N 6. P. 799-813, VIII, X, 14.

68. Федоринов B.A. Процесс ДНПВ: теория, технология, конструкции. Краматорск: ДГМА, 2003. 316 с.

69. Франценюк И.В., Франценюк Л.И. Современное металлургическое производство. М.: Металлургия, 1995. 528 с.

70. Виер И.В. К описанию процесса выравнивания продольной разнотолщинности полос при холодной прокатке // Производство проката. 2002. №5. С. 22-25.

71. Яковлев P.A. Определение размеров зон скольжения в переменном очаге деформации при асимметричной прокатке // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. 1998. №1. С. 69-80.

72. Железнов Ю.Д., Коцарь С.Л., Абиев А.Г. Статистические исследования точности тонколистовой прокатки. М.: Металлургия, 1974. 240 с.

73. Смирнов B.C. Теория прокатки. М.: Металлургия, 1967. 460 с.

74. Выдрин В.П., Крайнов В.И., Фамбулов Б.Б. Поведение концов полосы при асимметрии процесса прокатки в горизонтальной плоскости. Сообщение 1 // Изв. вузов. Черная металлургия. 1978. №8. С. 65-68.

75. Салганик В. М., Лесин А. М., Черняховский М. Б. Математическое моделирование и развитие процессов асимметричной тонколистовой прокатки // Производство проката. 1998. №4. С. 9-15.

76. Николаев В.А. Неравномерность деформаций по ширине полосы // Изв. вузов. Черная металлургия. 1989. №3. С. 56-61.

77. Опыт работы пятиклетевого непрерывного стана «630» холодной прокатки в цехе ленты ОАО «ММК» / Г.А.Куницын, П.Н.Смирнов, В.П.Торохтий, Б.А.Портнягин, Э.М.Голубчик // Производство проката. 2007. №2. С. 23-24.

78. Смирнов П.Н., Бондяев И.И., Голубчик Э.М. Перспективы развития цеха ленты ОАО «ММК» в условиях глобального рынка // Черная металлургия. Бюллетень НТИЭИ. 2007. №1. С. 29-31.

79. Повышение точности прокатки ленты на непрерывном пятиклетевом стане 630 / В.М.Салганик, П.Н.Смирнов, И.И.Ошеверов и др. // Сталь. 1986. №11. С. 37-38.

80. Смирнов П.Н., Кузнецов В.Г. Особенности производства холоднокатаной ленты // Сталь. 1997. №3. С. 46-49.

81. Куницын Г.А., Денисов П.И. Методика оценки продольной разнотолщинности холоднокатаной ленты в условиях ЛПЦ-8 ОАО «ММК» // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Сб. науч. тр. Магнитогорск: МГМА, 1998. С. 37-41.

82. Экспериментальное исследование особенностей уширения при холодной прокатке ленты и его влияния на поперечный профиль /

83. Г.А.Куницын, В.М.Салганик, П.Н.Смирнов, А.М.Песин. Магнитогорск, гос. техн. ун-т. Магнитогорск, 2000. 29 е.: ил. Библиогр. 6 назв. Рус. Деп. в ВИНИТИ 11.08.00, №2226-ВОО.

84. Тарасенко O.A. Исследование распределения удельного давления и скольжения по дуге захвата // Теория прокатки: Материалы конференции по теоретическим вопросам прокатки. М.: Металлургиздат, 1962. С. 623-627.

85. Выдрин В.Н. Об основах теории планшетности полосы // Теория и технология прокатки: Сб. науч. тр. №102. Челябинск: ЧПИ, 1972. С. 208-218.

86. Гришков А.И. Исследование уширения при прокатке в гладких валках // Прокатные станы и технология прокатки: Сб. трудов МВТУ им. Баумана. Вып. 84. М.: Машгиз, 1958. С. 98-115.

87. Полухин Н.И. Анализ уширения при прокатке // Сталь. 1947. №7. С. 18-25.

88. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. М.: Металлургия, 1960. Т.1. 376 е., Т.2. 416 е., Т.З. 306 с.

89. Бахтинов Б.П., Штернов М.М. Калибровка прокатных валков. М.: Металлургиздат, 1953. 783 с.

90. Тарновский И.Я. Распределение уширения по длине очага деформации // Расчет и конструирование заводского оборудования: Сб. Уральского политехнического института. Вып. 48. Свердловск: Машгиз, 1953. С. 69-81.

91. Целиков А.И., Никитин Г.С., Рокотян С.Е. Теория продольной прокатки. М.: Металлургия, 1980. 318 с.

92. Целиков А.И., Гришков А.И. Теория прокатки. М.: Металлургия, 1970. 358 с.

93. Куницын Г.А. Совершенствование технологии холодной прокатки высококачественной стальной ленты на основе уточнения особенностей ее формоизменения: Дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск, 2000. 137 с.

94. Песин A.M. Моделирование и развитие процессов асимметричного деформирования для повышения эффективности листовой прокатки: Дис. . д-ра техн. наук. Магнитогорск, 2003. 395 с.

95. Аргрис Д. Современные достижения в методах расчета конструкций с применением матриц. М.: Стройиздат, 1968. 241 с.

96. Галлагер Р. Метод конечных элементов. М.: Мир, 1984. 428 с.

97. Зенкевич O.K., Ченг Ю.К. Метод конечных элементов в задачах непрерывной механики. М.: Недра, 1974. 241 с.

98. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. 541 с.

99. Курант Р. Методы математической физики. М.: Гостехиздат, 1951.544 с.

100. Норри Д. Введение в метод конечных элементов. М.: Мир, 1981.304 с.

101. Оден Д. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред. М.: Мир, 1976. 464 с.

102. Розин JI.A. О связи метода конечных элементов с методами Бубнова-Галеркина и Ритца // Строительная механика сооружений. Д., 1971. С. 6-27.

103. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979. 392 с.

104. Рыбин Ю.И., Рудской А.И., Золотов A.M. Математическое моделирование и проектирование технологических процессов обработки металлов давлением. СПб.: СПбГПУ, 2004. 643 с.

105. Kobayashi S., Oh S.I. and Altan Т. Metalforming and the Finite-Element Method. Oxford University Press. 1989. P. 377.

106. Oh S.I., Wu W.T., Tang J.P. Capabilities of the FEM code DEFORM: The Perspective of the Developer, Journal of Materials Processing Technology, 1991. 27. P. 25-42.

107. Jiang, Z.Y., Tieu A.K. Finite element simulation of cold rolling of thin strip // Journal of Materials Processing Technology. Vol. 140, No. 19. 2003. P. 542-547.

108. Jortner D., Osterle J.F. An analysis of cold strip rolling // Int. Journal of Mechanical Sciences. Vol. 2, 1960. P. 179-194.

109. Le H.R., Sutcliffe M.P. A robust model for rolling of thin strip and foil // Int. Journal of Mechanical Sciences, Vol. 43, 2001. P. 1405-1419.

110. Liu Y., Lee W.H. Mathematical model for the thin strip cold rolling and temper rolling process with the influence function method // ISIJ International. Vol. 45, No. 8, 2005. P. 1173-1178.

111. Lee W.H. Mathematical model for cold rolling and temper rolling process of thin steel strip // KSME International Journal. Vol. 16. No. 10. 2002. P. 1296-1302.

112. Gratacos P., Onno F. Elastoplastic models for cold rolling. Application tothtemper rolling // Proc. 6 International Rolling Conference, Duesseldorf, Germany, June 20-22. 1994. P. 441-445.

113. Abdelkhalek S., Montmitonnet P. Manifested flatness predictions in thin strip cold rolling // International Journal of Material Forming. Vol. 1. No 9. 2008. P. 339-342.

114. Fisher F.D., Rammerstorfer F.G. Residual stress induced centre wave buckling of rolled strip metal // J. Appl. Mech. Vol. 70 No. 4 2003. P. 84-90.

115. Jiang Z.Y., Tieu A.K. A 3-D finite element method analysis of cold rolling of thin strip with friction variation // Tribology International, Vol. 37. No 14. 2004. P. 185-191.

116. Rath G. Model based thickness control of the cold strip rolling process / Doctoral Thesis, University of Leoben, Austria, 2000. 164 P.

117. Грудев А.П. Трение и смазки при обработке металлов давлением: Справ, издание. М. : Металлургия, 1982. 312 с.

118. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие для втузов. М.: Высш. шк., 1988. 239 с.

119. Замков О.О., Толстопятенко А.В., Черемных Ю.Н. Математические методы в экономике. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 1997. 368 с.

120. Румянцев М.И., Ручинская Н.А. Статистические методы для обработки и анализа числовой информации, контроля и управления качеством продукции: Учеб. пособие. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2008. 207 с.

121. Длин A.M. Математическая статистика в технике. М.: Советская наука, 1958. 466 с.

122. Смирнов И.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математическая статистика для технических приложений. М.: Наука, 1965. 511 с.

123. Lugt P.M., Wemekamp W.E. Lubrication in Cold Rolling // Wear, Vol. 166, No. 19 1993. P. 203-214.

124. Liu Y.J., Tieu A.K. Friction Measurement in cold rolling // J. Mater. Proc. Technol., Vol. 111. No 1,2001. P. 142-145.

125. Jiang, Z., Tieu K. Modeling of thin strip cold rolling with friction variation by a 3-D finite element method // JSME International Journal, Vol. 46, No. 3.2003. P. 218-223.

126. Целиков А.И. Теория прокатки: справочник. М.: Металлургия, 1982.335 с.

127. Разработка и анализ возможных регулирующих воздействий на процесс уширения при холодной прокатке узкой ленты / А.М.Песин, В.М.Салганик, Г.А.Куницын и др. // Черные металлы. 2011. № 7-8. С.20-24.

128. Исследование причин, оказывающих совместное влияние на появление дефекта «излом» / В.М. Салганик, Т.В. Коляда, Г.А. Куницын и др. //

129. Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 11. Магнитогорск: Дом печати, 2007. С. 247-254.

130. Грудев П.И. Прогиб валков вследствие совместного сплющивания рабочих и опорных валков // Обработка металлов давлением: Сб. трудов. Металлургиздат, 1953.

131. Целиков А.И. Прокатные станы. Металлургиздат, 1946.

132. Целиков А.И., Смирнов В.В. Прокатные станы. М.: Металлургиздат,1958.

133. Павлов И.М., Галай Я.С. Упругая деформация прокатных валков. Металлург. 1938. №10.

134. Ларке Е.К. Прокатка листового и полосового металла. М.: Металлургиздат, 1959.

135. Теория прокатки: Справочник / А.И.Целиков, А.Д.Томленов, В.И.Зюзин и др. М.: Металлургия, 1982.

136. Разработка и освоение технологии производства высокопрочного проката для автомобильной промышленности / Г.А. Куницын, С.В. Денисов, A.B. Горбунов и др. // Сталь. 2008. №7. С. 98-101.

137. Расширение марочного сортамента горячеоцинкованного проката в условиях АНГЦ ОАО «ММК» / A.B. Папшев, Г.А. Куницын, В.Е. Злов и др. //

138. Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 10. Магнитогорск: Дом печати, 2006. С. 176-182.

139. Коцарь C.JL, Белянский А.Д., Мухин Ю.А. Технология листопрокатного производства. М.: Металлургия, 1997. 272 с.

140. Совершенствование технологии производства подката для жести на стане 2000 / Н.Н.Карагодин, Р.И.Черкасский, М.А.Молостов, А.П.Черятьев // Сталь. 1999. №1.

141. Хлопонин В.Н., Полухин П.И., Погоржельский В.И. Горячая прокатка широких полос. М.: Металлургия, 1991.

142. Разработка технологии производства подката удвоенной ширины для жести на стане 2000 горячей прокатки / В.Е.Злов, С.В.Денисов, М.А.Молостов и др. // Сборник трудов ЦЛК. Выпуск 8. Магнитогорск, 2004.

143. The development and application of the processes of asymmetrical rolling / G. Kunicin, A. Pesin,V.Salganik, P. Smirnov, E. Drigun, V. Rudakov // 3-rd European Rolling Conference. Düsseldorf, 16-20 June, 2003. P. 362-364.

144. Казакевич Г.С., Рудской А.И. Механика сплошных сред. Теория упругости и пластичности. СПб.: СПбГПУ, 2003. 264 с.

145. Особенности производства холоднокатаной ленты из горячекатаного подката многократной ширины // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2007. №2. С. 46-48.

146. Условия формирования минимальной разнотолщинности при изготовлении холоднокатаной ленты из горячекатаного подката многократной ширины / Г.А.Куницын, Э.М.Голубчик, П.Н.Смирнов, С.В.Денисов,

147. B.М.Салганик // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Межрегион, сб. науч. тр. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007.1. C. 120-125.

148. Регулирование поперечной разнотолщиности ленты при холодной прокатке на непрерывном стане / Г.А.Куницын, Э.М.Голубчик, П.Н.Смирнов Н.В.Авдонин // Сталь. 2008. №7. С. 68-69.

149. Стабилизация поперечного профиля и уменьшение дефектов поверхности листа / А.И.Божков, Г.И.Бугаков, С.С.Колпаков и др. // Сталь. 1992. №4. С. 41-44.

150. Перспективы развития цеха ленты Магнитогорского металлургического комбината в условиях глобального рынка / П.Н. Смирнов, И.И. Бондяев, Г.А. Куницын и др. // Бюллетень «Черная металлургия». 2007. №1. С. 29-31.

151. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учеб. пособие для вузов. Изд. 6-е, стер. М.: Высш. шк., 1997. 479 с.

152. Шторм Р. Теория вероятностей, математическая статистика, статистический контроль качества. М.: Мир, 1970. 386 с.

153. Ефимчев Ю.И. Регрессионный анализ качества сталей и сплавов. М.: Металлургия, 1976. 224 с.

154. Исследование поперечного профиля холоднокатаной ленты в условиях ЛПЦ-8 ОАО «ММК» / Г.А.Куницын, В.М.Салганик, П.Н.Смирнов, А.М.Песин // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Сб.науч. тр. Магнитогорск, 2000. С. 37-43.

155. Технологические возможности компенсации клиновидности при холодной прокатке узкой ленты / В.М.Салганик, А.М.Песин, Г.А.Куницын и др. // Черные металлы. 2011. № 7-8. С. 14-20.

156. Василев Я.Д., Дементиенко A.B., Горбунков С.Г. Производство жести методом двойной прокатки. М.: Металлургия, 1994. 125 с.

157. Освоение стыкосварочных машин МСО 100.06 в линиях HTA-1,2 ЛПЦ-5 / Г.А. Куницын, B.JI. Корнилов, А.П. Буданов и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 11. Магнитогорск: Дом печати, 2007. С. 172-183.

158. Оптимизация геометрии сварного шва с целью улучшения его качества / В.Л. Корнилов, Г.А. Куницын, А.П. Буданов и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 12. Магнитогорск: Дом печати, 2008. С. 253-256.

159. Влияние обжатий при дрессировке на потребительские свойства черной жести непрерывного отжига (ОАО «ММК») / Г.А.Куницын, Б.А.Басов, Р.В.Файзулина и др. // Труды VII конгресса прокатчиков (г. Москва, 15-18 октября 2007 г.). Т. 1. М., 2007. С. 77-82.

160. Технологические факторы горячей прокатки, микроструктура, механические свойства подката и жести / Г.А.Куницын, Б.А.Басов, Р.В.Файзулина и др.//Труды VII конгресса прокатчиков (г. Москва, 15-18 октября 2007 г.). Т. 2. М., 2007. С. 165-172.

161. Влияние ванадия на пластические свойства и твердость жести / Г.А.Куницын, В.Л.Корнилов, Р.В.Файзулина, и др. // Совершенствование технологии в ОАО "ММК": Сб. тр. Центральной лаб. ОАО "ММК". Вып.11. Магнитогорск, 2007. С. 156-162.

162. Оптимизация технологии производства стали 08ю с содержанием углерода менее 0,03% / А.П.Буданов, В.Л.Корнилов, Г.А.Куницын и др. // Металлург. 2007. №2. С. 56-59.

163. Особенности новой технологии производства жести из подката двойной ширины / Г.А. Куницын, В.М. Салганик, Э.М. Голубчик и др. // Производство проката. 2011. №7. С. 13-17.

164. Исследование защитного действия антикоррозионных бумаг / Г.А. Куницын, Н.И. Пилюгина, Т.С. Михайлова и др. И Совершенствованиетехнологии в ОАО "ММК": Сб. тр. центральной лаб. ОАО "ММК". Вып. 10. Магнитогорск: Дом печати, 2006. С. 230-235.

165. Стреффорд Р., Маккэлам И. «Влияние условий холодной прокатки на образование сажистых налетов на кромках холоднокатаного листа» Перевод №7085, М., 1974.

166. Каррер П. Курс органической химии. М.: Госхимиздат, 1962. 267 с.

167. Холодная прокатка и отделка жести / А.Ф.Пименов, О.Н. Сосковец и др. М.: Металлургия, 1990.

168. Грудев А.П., Тилик В.Т. Технологические смазки в прокатном производстве. М.: Металлургия, 1975, С. 200-232.

169. Пат. №2288791 РФ МПК В 21 В 1/28. Способ холодной прокатки тонколистовой стали / Ю.А.Бодяев, К.А.Лисичкина, Г.А.Куницын и др. // БИПМ. 2006. №34. С. 161-162.

170. Пат. №2343020 РФ МПК В 21 В 1/28. Непрерывный стан холодной прокатки стальных полос / В.Л.Корнилов, А.П.Буданов, В.Г.Антипанов, А.Ф.Радионов, Г.А.Куницын и др. // БИПМ. 2009. №1. С. 741.

171. Пат. №2332272 РФ МПК В 21 В 28/02. Способ эксплуатации валков стана холодной прокатки./ О.В.Казаков, А.Ф.Радионов, А.П.Буданов, Г.А.Куницын и др. // БИПМ. 2008. №24. С.581.

172. Холодная прокатка жести / С.П. Антонов, М.И. Бояршинов и др. М.: Металлургия, 1965. С. 114-124.

173. Влияние состава технической воды на качество поверхности электролуженой жести / Р.В. Файзулина, О.Н.Молева и др. // Сборник трудов Центральной лаборатории ОАО «ММК». Выпуск 11. Магнитогорск, 2007

174. Папшев A.B. Злов В.Е. Фомин Е.С. Расширение марочного сортамента горячеоцинкованного проката на ММК // Сталь. 2007. №2. С. 118-119.

175. Расширение сортамента жести в условиях производства ОАО «ММК» / А.В.Титов, Г.А.Куницын, Р.В. Файзулина и др. // Совершенствование технологии в ОАО «ММК»: Сб. центральной лаборатории ОАО «ММК». Выпуск №12. Магнитогорск: Дом печати, 2008. С. 280-284.

176. Расширение сортамента жести производства ММК / Г.А. Куницын, A.A. Дьяконов, Р.В. Файзулина и др. // Сталь. 2008. №7. С. 71-72.

177. Пат. №2330887 РФ МПК С 21 D. Способ производства холоднокатаной стали для глубокой вытяжки / Г.А.Куницын, В.Е.Злов,

178. A.B.Папшев и др. // БИПМ. 2008. №22. С. 818.

179. Пат. №2351661 РФ МПК С 21 D. Способ производства тонких холоднокатаных полос под металлические или полимерные покрытия /

180. B.Ю.Божевалев, Р.Ф.Файзулина, Г.А.Куницын и др. // БИПМ. 2009. №10.1. C. 740.

181. Разработка технологии производства тонких холоднокатаных полос под полимерное покрытие / Ю.А.Бодяев, Б.А.Басов, Г.А.Куницын и др. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2006. №4 (16).

182. И о главного инженера ОАО «ММК» . ' С А Ласьковподпись, дата, И.ОчФ)1. Г . ''и. иу

183. Краткое описание выполненной работы

184. Дата фактического внедрения «

185. Срок полезного использования1. Начальник ЛПЦ-101. Зам. начальника ЦЛК1. Научный руководитель

186. Согласовано: Главный прокатчик

187. И.о.начальника технологическог^пЛавления (по работам технологического характера)200лет

188. И.В Казаков Г.А. Куницын В.М. Салганик1. Д.В.Куряев Г.В Щуров

189. Краткое описание выполненной работы

190. Дата фактического внедрения « Срок полезного использования Начальник ЛПЦ-10 Начальник лаборатории ЦЛ Зам. начальника ЦЛК200 г.лет.

191. Научный руководитель Согласовано: Главный прокатчик И.о.начальника технологического управления (по работам технологического характера)

192. И.В. Казаков М.А. Молостов Г.А. Куницын В.М. Салганик1. Д.В.Куряев Г.В.Щуров