автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии прокатки тонкого холоднокатаного листа и жести из стали 08 с алюминием

"агдктосррскиП ордена Трудового Красного Знамени горно-металлургический институт им.Г.И.Носова

На прэчах рукописи

МЕЛЬНИК НАТАЛЬЯ ШВОША

У,Щ{ 621.771.23

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИРОКА'ШИ тонкого холодаоклшого ЛИСТА И ШЛИ ИЗ СТАЛИ 08 С АЛШИНИЕМ

05.16.05 - Обработка металлов давление»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 1990

Работа выполнена на кафедре обработки металлов давлением Магнитогорского ордена Трудового Красного Знамени горно-металлур-плоского института им.Г.И.Носова

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор ГУН Г.С.

Официальное оппоненты: доктор технических иг?;'>

п^ессор АГЕЕВ кандидат технически;: наук, доцент 1ШСИГ В.Л.

Ведущее предприятие: Карагандинский металлургический комбинат

Защита состоится " '¿В " ноЛо/иЧ^__1530 г. в 15 час.

па ааседшши специализированного Совета 05.16.05 по присуждения ученой степени кандидата технических наук в Магнитогорском горло мзталлургическоы институте им.Г.И.Носова по адресу: 455000,г.Маг пптогорск, пр.Ленина, 38, Магнитогорский горно-ыеталлургнческип институт ш.Г.И.Носова (малый актовый зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " ZS " о&тсОЗ/и-Ь_1230 г.

Ученый секретарь

специализированного Сосота

.//Т.,:'.-'

'1 - з _

vJ £ t V'

' ' " ОБЦАЛ ХАРАКТЕРИС'ШСА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Уровень промышленности в стране во-!ЗЮ-гом определяется качеством производимого холоднокатаного тонкого и тончайшего листа.

В настоящее время известно более 40 видов поверхностных дефектов тонкого холоднокатаного проката. Наиболее распространении!.! дефектом поверхности холоднокатаного листа и жести является "плена" (до 60% всех видов дефектов). Анализ технологических факторов, влияющих на качество поверхности жести и тонкого холоднокатаного листа, показал необходимость изучения возможности появления дефектов "плена" и "светлая полоса1' на малоуглеродистой стали при различных условиях разливки (на кипящих, спокойных и полуспокойних сталях). Опыт прокатки и исследование с точки зрения возникновении дефектов и прокатываемости стали 08пс с алюминием необходимы на текущий момент для ¡"<1К, Кар!Ж, являющихся основными и единственными поставщиками ее на экспорт и внутренний рынок.

В связи с переходом Магнитогорского металлургического комбината на выплавку стали в конвертерах и получения непреривнолнтых слябов, а'также в связи с повышением требований к качеству металлопроката проблема освоения технологии производства жести и тонкого холоднокатаного листа из стали 08пс с алюминием является актуальной.

Цель и задачи исследования. Целью работц является повышение качества жести и тонкого холоднокатаного листа на основе улучшения комплекса технологических операций производства из полуспокойной стали 08 с алюминием.

Задачи исследования: I. Исследование качества поверхности -тести и тонкого холоднокатаного листа по поверхностным дефектам. 2. Исследование природы и причин возникновении поверхностных дефект*

"плена" и разработка мер но их предотвращению. 3. Разработка методических и практических рекомендаций по использованию стали ОЗпс с алюминием применительно к изготовлению лести и тонкого холоднокатаного листа.

Научная новизна. I. Установлено, что дефекты "пл-:н?" и "свет-лад полоса" на поверхности холоднокатаной стали имеют единую природу - образуются на месте нарушения сплошности слитка и сляба и, ко.к следствие, происходит окисление поверхности такого нарушения п процессе горячей прокатки. 2. Впервые показало, что дефекты "плена" и "светлая полоса" возникают главк?м образом на той стороне холоднокатаных полос, которая была низом при прокатке на широко-I полосном стане горячей прокатки. 3. Получена модель связи условного предела текучести стали 08пс с алюминием и относительного облса-тия при холодной прокатке с суммарным обкатием 90-95%. 4. Разработана регрессионная модель зависимости между основными химическими племептами стали Обпп и качеством поверхности жести по "плене" и "светлой полосе".

Практическая ценность. I. Разработана методика расчета температурных напряжений при нагреве сляба. 2. Предложена технология производства стали 08пс, раскисленной алюминием, взамен ОсЗкп. 3. Рекомендована выдержка горячекатаных полос перед травлением в течение 32 часов с целью снижения показателей прочности подката для жести и обеспечения более равномерного распределения свойств по длине полосы из стали 08пс с алюминием. 4. Доказана возможность производства жести из стали 08пс с алюминием без двукратней холодной прокатки и промежуточного отжига.

Реализация в промышленности. Выпущена опытно-промышленная партия жести и тонкого холоднокатаного листа из стали ОЗпс с алюминием на Магнитогорском металлургическом комбинате. Рекомендации

работа явились основанием для реконструкции пятитслетьевого стана 1200 ЛПЦ-3 ММК. Получен зкономичесхсий еффект свыше 8 тис.руб. на ММК, себестоимость продукции снижена на 2 руб. 36 коп. на I т проката.

Апробация работа. Основные положения работы долоиены и об-сундени на Всесоюзных научно-технических конференциях: "Новые технологические процессы прокатки как средство интенсификации производства и повышения качества продукции" (г.Челябинск, 1989г.), "Проблемы повышения качества металлопродукции по основным передела черной металлургии" (г.Дпепропетровск, 1989г.), "Улучиение качества холоднокатаного проната" (г.Липецк, 1989г.), ''Математическое моделирование технологических процессов" (г.Пермь, 1937г.), на ежегодных конференциях 1.1ГШ с 1985 по 1390 гг.

Публикации. Основное содержание работ опубликовано в девяти печатные работах.

Объем работы. Диссертация состоит из 4-х глав, изложена на 164 страницах машинописного текста, ■ содержит 23 таблице, 53 иллюстрации, 4 приложения, библиографический список, включающий 118 наименований.

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Известно, что жесть до 80% от се выпуска производится из стали 08кп, которая имеет хорошие пластические свойства н прокатывается на существующем оборудовании до /т = 0,15 ш. С другой стороны, неоднородность химического состава по высоте и ширине слитка, наличие сотовых пузырей и тонкой корочки приводят к неудовлетворительному качеству поверхности по таким дефектам как: плена, дыры, рвань, неметаллические включения, но позволяющие получить прокат требуемого качества.

В настоящее врем яееть из ниокоуглеродистнх сталей типа Одхп,

Оздз, Юсп изготавливают на трех отечественных металлургических ксибЕнатах: {Магнитогорском (КИК), его доля составляет 44$ от всей £ьег.:г.2£л::Г1 предугдки; :1араганд;:нсксы (КарМК) - 51%; Запорожском (530 - 52.

Таблица I

¿налкз качества поверхности нести по ссн^гн!^ газедце-иггетозителям

Пвзлдрл- Гедслсе Сквозной Поверхности! .'е дефекты,% Дефект гео-

ЕОДСТЕЭ расход— ,н 1тл ко- е:-:т,т/т плень.' дыры расслоения пузыри метрии ^азнотодщин-ность, %

ь-нлеретч— 55 Л. 5,55 - 0,11 0,16 з Д

с. - т — 1 0,5 0,07 0,15 0,4

к;.; ос>0 4,60 I д 0,11 0,1В 2,8

<1з алал^за литер-туры и заводской статистики следует, что ос-ковнъзг дегектги поверхности тонкого холоднокатаного листа и жести является "плена". Изучен;га природы и причин возникновения дефекта "плела" пссбл^енэ большее количество работ таких видных ученых как Пг^гексз А. *., Назур В.Л., Лппухпн Ю.В., ЕеняковскиИ к.А., Бутылки-на Л.11., Тро^лг-аук В.Д.. Нелепо В.И., Чернов ПЛ., Манохин Л.И., Сергеез Е.П., Колмогоров З.Л., Сосковец О.Н., Строганов Л.И. и ынэгнх других. Однако, никто из ученых не дает ответа о несиммет-р.гаосхи расположения данного дефекта относительно верха и низа листа при горячей прокатке. С другой стороны, кет четкого представления о тале:-! поверхностно.: дефекте на тончайией кести и кинескоп-нсЛ ленте, кал "светлая полоса".

На сснс~е хфоведшшого нами анализа литературных данных и собстЕЕШ-ах нзыгааний установлено, что причиной возникновения "пггя" является структура слитка кипядпх марок сталей. Для получе-

ния нести с хорошим качеством поверхности, равномерными механическими свойства}.™ по длине и ширине полосы, достаточно высокой пластичностью необходимо перейти на конвертерную сталь непрерывной разливки. Однако, как показывает практика,, производство тонкого холоднокатаного листа из непрерывнолитой стали приводит к увеличению прочностных свойств проката и к явлению невыкатываемости.

Нами исследована и предложена замена кипящих сталей на сталь, имеющую структуру слитка 08пс с химическим составом стали ОЗкп для производства тонкого холоднокатаного листа и жести. Возникает существенная необходимость разработки режимов горячей прокатки для наведения необходимых структурных и механических характеристик подката кести для дальнейшей обработки металла в холодном состоянии.

МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ Методики экспериментального исследования

Все эспериментальные исследования выполнены в промышленных условиях сквозного технологического потока на ММК по схеме: слиток-сляб-горячекатаный рулон-холоднокатаный рулон.

С целью определения превалирующих факторов технологии, влияющих на появление "плены" и "светлой полосы" на тонком холоднокатаном листе и жести, выделена основная группа факторов, влияющих на формирование качественного проката, которая рассматривалась в нашем исследовании: а) химический состав стали, структура и масса слитка; б) нагрев слитков в нагревательных колодцах под 1-ую горячую прокатку; в) прокатка стали 08кп в различных режимах на блюминге; г) попадание воды на раскат; д) зачистка металла на МОЗ.

Эксперименты проводились по следующей методике. Как празило, вся плавка, направляемая по ГОСТ 16523-70, ГОСТ 9045-«}, ГОСТ 13345-4 Ъ, делилась на две подгруппы. Первая подгруппа слитков, ко-

торая обрабатывалась по существующей технологии на ЫМК, маркирова-

V

лась как "контрольная", вторая группа маркировалась как "опытная". Головные слитки (первые по разливке) ввиду неустойчивого химического состава в обследуемый объем стали не включались. Спявнительный анализ качества проводили, как правило, на готовом холоднокатаном листе. При определении влияния каждого фактора на качество поверхности использовались методы математической статистики, в частности, парного линейного, регрессионного и корреляционного анализов.

Для изучения влияния колебания химического состава стали 08пс с алкшшием на прокатываемость в холодном состоянии было проведено исследование макроструктуры и химической неоднородности слитка. Раскисление металла в 200-тонных сталеразливочных ковшах производилось таким образом, чтобы в одном ковше (опытном) получить полуспокойную сталь, а в другом (контрольном) - кипящую. В опытный ковш было присажено 1,2т низкокремнистого ферромарганца и 3,6 кг вторичного чушкового алюминия. В контрольный кови ввели 1,4т ферромарганца.

Один слитск полуспокойной стали был выделен для изучения качества металла.'Из слитка была вырезана .продольная плита, из которой в дальнейшем изготовлен темплет. С темплета был снят серный отпечаток по Бауману, после чего из различных мест темплета была насверлена стружка для изучения химической неоднородности металла. Остальные слитки полуспокойной и кипящей стали этой плавки были прокатаны на песть с контролем качества металла и технологических параметров прокатки. От каждой опытной и контрольной плавки отбирались пробы для механических испытаний в горячекатаном листе. Отбор проб и их испытания проводились в соответствии с ГОСТ 1497-84, ГОСТ 9013-69, ГОСТ 5639-82, ГОСТ 5640-68 и ГОСТ 1778-70.

При исследовании несимметричности нагрева верха и низа сляба

в методической печи был выбран способ измерения температуры при помощи жестко закрепленных термопар.

Методики расчета Расчеты энергосиловых параметров и режимов прокатки стали ООпс с алюминием на пятиклетьевом стане 1200 МЖ выполняли по разработанной нами методике, учитывающей зависмости упрочнения стали 08пс с алюминием от суммарного обжатия, а также с учетом разогрева полосы в очаге деформации и скорости деформации при холодной прокатке нести тонких номеров. Проверка адекватности модели показала удовлетворительную сходимость ятспериментальних и расчетных результатов.

Расчет термических напряжений при нагреве сляба методически обусловлен тем, что учитывает неравномерность нагрева верха и низа для пламенных печей. В качестве исходных данных для расчета выбирались следующие параметры и допущения: коэффициент линейного расширения от температуры брали для стали с содержанием углерода

0,09; модуль упругости для стали в момент задачи сляба в печь Е = ц

= 2,07x10 ЫПа; коэффициент Пуассона принят, равным 0,3; коэффициент температуропроводности есть величина, зависящая от температуры, определяли экспериментально для стали 08кп; скорость нагрева и температура поверхности определялись

1'п = С'Т (I)

Ь"п- С" Г {2)

I и

где С н С - скорости нагрева оерхней н нишей поверхностей соот-

,( .и

ветственно; тп н Ьп - температура верхней и нганей поверхности соответственно; Т - время от начала нагрева; материал полосы принимается однородным, изотропным; расчет термических напряжений сделан для условий начала нагрзза, т.к. далее с ростом температуры до ">00°С идет процесс релаксации напряжений. Для общности рас-

суждений принято, что нагрев сляб в методической печи является несимметричным. Расчет по нагреву сляба ведется как для ограниченной пластины при граничных условиях второго рода.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследование причин возникновения "плен" и "светлых полос" на тонком холоднокатаном листе и жести

Установлено, что качество поверхности по^дефекту "плена" и "светлая полоса" существенно зависят от .химического состава стали. Действительно, возрастание отношения ведет к снине-

шго отсортировки жести и тонкого холоднокатаного листа по поверхностным дефектам. При изменении отношения [Мп]/[9] с 13 до 37 отсортировка жести по поверхностным дефектам снизилась в 2 раза. Поэтому считали необходимый сузить диапазон разброса химического состава стали 08кп по сере до 0,022% и по марганцу до 0,40%.

С другой стороны установлено, что при оплавлении слитка происходит прорыв неплотной корочки, образующейся при разливке стали 08кп, что приводит к образованию неметаллических включений, а при наличии тонкой корочки (менее 7 мм) происходит окисление сотовых пузырей посредством проникновения окислительных газов через корочку при нагреве в колодцах. Таким образом, образуется своего рода окалина под поверхностью слитка, которая менее пластична, чем основной металл, следовательно, в местах расположения неметаллических включений происходит нарушение сплошности металла, появляются поверхностные дефекты в виде "плен".

Ряд экспериментов, устанавливающих связь между технологическими факторами и появлением поверхностных дефектов в промышленных условиях, показал следующее: показатели качества холоднокатаного листа при нагреве слитка с оплавлением составил 15% отсортировки

-lino "плене", а без оплавления - 5,7$.

Прокатка слитков с пониженной скоростью валков слябинга с 37,5 об/мин до 12,5 об/мин привела к увеличению "плены" на 9,8%. Этот факт вероятнее всего связан не с меньшей скоростью деформации металла, а с большим охла-кдением поверхности прокатываемого металла. При малой скорости вращения валков увеличивается время прокатки и попадания воды на полосу.

Следующая технологическая операция - это зачистка металла на машине огневой зачистки (МОЗ). Эксперименты по изучению влияния МОЗ на качество поверхности установили, что металл, прокатанный без МОЗ, имел отсортировку 6,2%, а с МОЗ - 13,2%. Зачистка на МОЗ устраняет мелкие поверхностные дефекты, однако при этом происходит окисление металла в месте более глубоких дефектов, не устраняемых при такой зачистке, что может повысить запороченность готового проката "пленами". Следует отметить, что вопрос о целесообразности применения МОЗ встает только для кипящих марок стали. Поэтому, в зависимости от характера дефектов на слябах, зачистка их на МОЗ может или уменьшить, или увеличить количество "плен" на холоднокатаном листе, поэтому исключение зачистки слябов, предназначенных на кесть и кинескопную ленту, можно производить селективно.

В данной работе нами впервые" была установлена несимметричность появления дефекта "плена" на холоднокатаном листе относительно верха и низа по нагреву сляба в методической печи. Установлено, что частота появления дефектов на нижней стороне н их суммарная длина в среднем в 3 раза больше, чем на верхней.

Экспериментами показано отсутствие влияния подины томильной зоны методической печи, неравномерности угара металла и образования

й Во всех технологических разработках диссертации н их теоретическом обосновании в качестве научного консультанта принимал участие к.т.н., доцент Медведев Л.Г.

печной окалины под действием неравномерности омывання окислительными газами на несимметричность появления "плен" на жести и тонком холоднокатаном металле. Нашими исследованиями была выявлена неравномерность распределения температуры по сечению сляба. Установлено, что перепад температур верха и низа сляба на выхода из печи составил П0°С. Выявлено, что перепад температур в методической зоне составил 360°С.

Характер напряжений, возникающих в теле сляба в результате перепада температур, следующий: на нижней поверхности возникают напряжения сжатия, которые не являются критическими, т.к. допустимые напряжения на сжатие в 3 раза больше допустимых на растяжение. В дальнейшем напряжения сжатия, переходя через "О", становятся растягивающими. Напряжения, возникающие на нижней стороне, значительно опаснее, т.к. меняют знак. Кроме того, эти напряжения превышает значение допустимых через 0,51-0,54 часа от начала нагрева, когда температура нижней поверхности достигает 400-428°С. Разработанная программа позволяет перейти на необходимый режим нагрева сляба для предотвращения возникновения критических напряжений в теле сляба с целью улучпения качества поверхности.

Горячая и холодная прокатка стали ОБпс с алюминием для производства жести и тонкого холоднокатаного листа

Подтверждена возможность прокатки стали 08пс с алюминием на блюминге-слябинге 1150 ЫМК. Было выплавлено и прокатано 66 ковшей этой стали по ГОСТ IS045-80, ГОСТ 16523-70, ГОСТ 1530-80, ГОСТ 133-45. Установлено, что предлагаемая сталь взамен кипящей будет иметь более качественную поверхность вследствие уменьшения неоднородности строения слитка. Анализ прокатки опытной стали на обжимно-заготовочных станах показал, что качество поверхности существенно зависит от скорости и режима обжатий при прокатке в клетях стана

1150, предусматривающем соотношение ho/2) Q определенных диапазонах с целью получения качественной поверхности (табл.2).

Таблица 2

Результаты прокатки металла на обжимном стане 1150 МШС

Назначение Сталь Количество,шт. ков- слит-шей ков Прокатало металла Головная обрезь, % Нетранзит, %

Жесть 08пс с алюминием 55 1235 II399 4,9 7,3

08кп 16 349 3117 6,3 11,6

Тонкий лист ОЗпс с алюминием II 262 2418 4,3 5,7

08кп 8 184 1643 5,2 13,0

Всего ОЗпс с алюминием 65 1497 I38I7 4,8 7.1

кипящая 24 533 4760 5,9 12

!'з данных табл.2 видно, что головная обрезь раскатов из слитков полуспокойной стали была в среднем на 1,1$ меньше, чем на слябах из слитков кипящей стали. При прокатке опытного металла доля слябов с дополнительной зачисткой поверхности огсазалась на 4,9% меньше, чем при прокатке стали ОЗкп.

Исследованы механические и структурные свойства стали 08пс с алюминием. Установлено, что прочностные свойства стали 08пс с алюминием выше QT на 50-60 МПа, 1ШЗ на 7-8 ед., чем у стали ОЗкп. Получение необходимых механических свойств подката кести осуществлено варьированием температуры смотки полосы при горячей прокатке на стане 1450 I.1MK. Увеличение температуры смотки до 7Ю°С привело к снижению прочностных характеристик, но по гр."'"тцам зерен наблюдалось выделение структурно свободного цементита 2-3 балла, что недопустимо для производства листа, предназначенного для глубокой вытяжки (табл.3). Наиболее благоприятный режим (с точки зрения ка-

Таблица 3

Усредненные механические и структурные характеристики металла в горячекатаном листе из полуспокойной и кипящей стали при различной температуре смотки полосы на НШПС 1450 ММК

.ежим прокатки

Сталь

От МЛе

б6 МПа

¿Г <* О/, /о

НИВ

Балл

зерна цементита НЕТ

шэокатка по действующей технологии

Прокатка с пониженной температурой смотки Г570-600°С)

Прокатка с повышенной темпе-оатупой смотки '700-71000)

Полуспокойная кипящая

Изменение показателя, %

Полуспокойная Кипящая

а!

Изменение показателя, 7-

Полуспокойная Кипящая

Изменение показателя, %

303 280 , 387 Зэ5 31,4 34,8 63.4 56.5 9,5 9 0,88 0)93 3,1 2|4

+8,2 +9,0 -10,1 +12,4 +5,6 -5,4 +29,0

324 283 404 375 30,3 34)7 65,9 61 9,0 8' 9 2,0 2,9 2,2 2,7

+14,5 +7,7 -12,7 +8,1 +1,1 -31,1 -18,5

282 279 372 366 33,8 341 б 60,7 59,0 8,5 8)б 1,62 1,36 2,3 2,2

+1,2 Ч - +1,5 -2,3 +2,9 -1,2 +19,1 +4,6

)

* НВ - неметаллические включения

чества поверхности и возможности оборудования стана 1450) находится в диапазоне = 840-860°С при температуре смотки 600-620°С.

Установлено, что неравномерность распределения механических свойств стали ОЗпс с алюминием по длине рулона достигает минимального разброса после выдержки горячекатаных рулонов в течение 32 часов.

Увеличение длительности охлаждения рулонов перед травлением снижает прочностные характеристики 6й на 70-80 МДа, 6т на 5040 МПа и повышает относительное удлинение на 4-5%.

С целью получения экспресс-информации о механических характеристиках подката жести применяется неразрушающий метод контроля при помощи прибора КП'£М-1 таких характеристик, как Методами математической статистики найдены связи между коэрцитивной силой -Lp и механическими свойства;,»! стали 08пс с алюминием в горячекатаном состоянии

<5т = 0,4719,8, (МПа); г- =50; 0,6

6« = 0,657о+ 25,6, (МПа); Л =50; 1Ра^= 0,65 4 =-0,532/5+ 41,8 г г.50 ^о« =-0,53 :

HEB = 0,97i>+ 4,9 г ==50 ^cv=-0,47

Полученная технологическая карта механических свойств стали 08пс с алюминием используется для корректировки режимов обжатий на жестекатальном стане 1200 ШК.

Холодная прокатка стали 08пс с алюминием на пятиклетьевом стало 1200 без термообработки

Переход на выпуск лести из стали, раскисленной алюминием, взамен кипящей привело к увеличению нагрузок ■•■). двигатели жестека-тальногс стана на 8-10$. Число пробуксовок при этом увеличилось на 2-3$, возросла обрывность полос, что привело к потере производительности стана 1200.

Установлено, что при увеличении суммарного относительного обжатия в диапазоне 70-90% происходит резкое увеличение прочностных свойств металла, площадка текучести отсутствует, наблюдается так называемый "провал" механических свойств. Известные формулы A.B. Третьякова, В.И.Згозина, В.А.Кроха по определению механических свойств при относительных суммарных обжатиях более 70% не совпадают с опытными данными. В результате проведенной работы получена эмпирическая формула зависимости между механическими свойствами и суммарными относительными обжатиями при холодной прокатке стали 03, раскисленной ачюминием.

Наш получен полином третьей степени 6Г = 270 + 2,166£- 0,043£г+ 0,0003 £3 где остаточная дисперсия составляет 3,43 . Использование стой формулы в расчете энергосиловых параметров дало возможность получить режимы обжатий без промежуточного рекристаллизационного отжига. Расчет проводился по составленной нами программе на языке на машине Искра 10-30. Результаты расчета приведены в таблице 4. Из приведенных данных следует, что загрузка двигателей по клетки при прокатке стали 08пс с алюминием не превышает 13%, а полное усилие прокатки не более 20% по сравнении со сталью 08кп, что является допустимым при прокатке жести толщиной 0,22 мм.

По заключению УралМАШа прокатка полуспокойной стали в сравнении с кипящей приводит к увеличению по клетям момента на двигателях на 40-80%, усилий прокатки на 45-100$ и, соответственно, г. уменьшению максимально возможной скорости прокатки с 25 м/с до 17 м/с. Расхождение в расчетах по энергосиловым параметрам объясняется тем, что в методике УралНАНа используется кривая упрочнения для полу— спокойной стали, предложенная А,В.Третьяковым, что не соответствует стали 08, раскисленной алюминием. С другой стороны, в методика

Температурпо-окоростныа и знергослловыз параметры по даннил расчета УЗТМ и уточненной методике МШИ

Таблица 4

Относи- Толщина Кооффи- Предел Натя- Среднее Усилие

клети тельное по про- циент теку- жение даале- прокат

обжатие ходам, трения чести б ,кН ние ме- ки. Р,

по кие- ,ш нотал- талла 1-й

ла 6г, на вал-МЛа кн. Я __МПа

тям

МоМомент Ско-

- ность на ва- рость

на валу лу про-

двига- двига- катки теля теля. V,

W .кВт М,кН-м м/с

Ско- Темпера-рость тура ме-дефор- талла в нации, очаге де--I (Ьормации.

V °с

и> ,с"

I 30 1,54 0,054 614 210 597 6,35 646 85 2,9 68 83

694 684 7,43 220 28 0 6

2 40 0,92 0,04 665 170 715 7,60 1133 52 4,9 158 56

840 805 8,64 1338 101 - -

3 40 0,55 0,03 741 130 514 4,17 1355 32 8,2 342 114

910 947 8,89 1927 87 - -

4 40 0,33 0,03 846 60 640 4.38 2202 48 13,6 735 160

950 1260 10,78 2592 56 - -

5 45 0,18 0,023 956 40 1050 7,44 2869 43 25,0 1856 214

974 1730 16,24 3800 65 - -

I

нч <3

I

* Числитель - сталь 08 с алюминием Знаменатель - сталь 08 пс УЗИ

расчета, предложенной УралМАШеы, не учитывается разогрев полосы в

результате пластической деформации, который влечет за собой снижение сопротивления металла деформации за счет теплового разупрочнения (температура металла в очаге деформации достигает 200-250°С и более).

08пс с алюминием, опытная) и 4706 т подката кипящей стали (контрольная). Прокатка велась по разработанным нами режимам. Обобщенные результаты, полученные при осциллографировании, представлены в таблице 5.

Таким образом установлено, что скорость прокатки стали 08пс с алюминйем в среднем на 3% ниже скорости прокатки кипящей стали, обрывность полосы при прокатке полуспокойной стали несколько выше, а ток в двигателе 5-ой клети практически неизменен.

Всего при исследовании было прокатано 5706 т жести (сталь

Обобщенные данные, полученные при прокатке кости'

Таблица 5 к

и т а ль

Показатель

08пс с алюминием 08 кипящая

Скорость прокатки в 5-ой клети, м/с

17,45_

16,2-18,7

17.93 17,0-18,5

т

Ток двигателя 5-ой клети

Количество порывов гат/100 т металла

- максимальный

- средний за прокатку I рулона

1.54

1,15-1,81

2.81 2,2*3,4

Ы_

0,0-3,2

2,79 2,2+3,2

0,0-2,3

1.54

1,25*1,73

к Числитель - среднее значение, знаменатель - пределы изменения.

ОСНОВНЫЕ-ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. В результате выполненной работы установлена взаимосвязь между упрочнением металла в процессе деформирования и степенью деформации для стали ОЗпс с алюминием с суммарным обжатием более 90%. Предложена модель зависимости упрочнения металла и суммарной относительной степенью деформации, которая описана нами полиномом З-ей степени: (п - 270 2,1668 - 0,043£й+ 0,0003£3

2. Промышленными экспериментами по созданию искусственных дефектов, наблюдения;!!! в промышленных условиях, анализом известных литературных данных установлено, что поверхностные дефекты "плена'' п "светлая полоса" имеют одну приргду. Причине]'! образования "плен" « "светлых полос" на кипящих марках стали является нарушение сплои-ности слитка, что приводит к окислению полости и но месту екпелеп-ности к появлению "плен" и "светлых полос". Причинами нарушения сплошности могут быть: Неравномерный нагрев, интенсивное обжатие слитка в первых проходах ;;, как следствие, микроразрывы коркового слоя. .Нарушение сплошности сляба приводит к образованию оксидоп при нагреве в печи по границам этих несплошностей. В процессе горячей прокатки нарушения сплошности частично закатывается, но з месте их расположения остаются оксиды железа и обезуглероженннл металл. Участки такого металла выглядят как "светлые полос;)" или "плена" г-зависимости от того, сохраняется сплошность поверхностного слоя металла при холодной прокатке или происходит его растрескивание.

3. Впервые установлена закономерность неравномерного появления поверхностных дефектов "плена" и "светлая полоса" относительно верха и низа полосы по посаду сляба в нагрев"-ольную печь. Соотношение частоты появления дефекта составляет 1:3 соответственно.

4. Получена регрессионная зависимость между основными химическими элементами стали и браком по "плене" и "светлой полосе" тон-

кого холоднокатаного листа и жести.

Установлено, что оплавление слитков в нагревательных колодцах, приводит к прорыву неплотной или тонкой (менее 7 мм) корочки, вследствие чего происходит окисление сотовых пузырей, образуется своего рода "окалина под поверхностью", которая менее пластична, чем основной металл и выходит на поверхность с утонением полосы до Н - 0,5 мм в виде "светлых полос". В работе выполнен анализ поверхностных дефектов лести.

5. Разработана методика расчета термических напряжений, возникающих в процессе нагрева сляба. Установлено, что перепад температур верха и низа сляба е первый период нагрева (через 0,51-0,54 часа) составил 380°С, а на выходе из печи П0°С, в результате чего на нижней поверхности возникают напряжения сжатия, которые ие являются критическими. Однако, при дальнейшем нагреве эти напряжения сжатия переходят через нуль и работают на растяжение. Такой характер напряжения значительно опаснее, т.к. меняет свой знак. Кроме того, эти напряжения превышают значение допустимых, когда температура нижней поверхности достигает 400-428°С. Неравномерность нагрева слябов в методической печи снижается за счет уменьшения толщины сляба до 100

6. На основании выполненных исследований даны рекомендации по переходу на производство жести и тонкого холоднокатаного листа из стали 08пс с алштшем на Магнитогорском металлургическом комбинате. Предлагаемая сталь Обпс с алюминием взамен кипящей имеет болез качественную поверхность вследствие уменьшения неоднородности строения слитка,

7. Равномерность распределения механических свойств стали 08нс с алюышшем по длине рулона достигаем минимального разброса после выдержки горячекатаных рулонов в течение 32 часов. Увеличение

длительности охлаждения рулонов перед травлением снижает НРЗ на 7-8 ед., а относительное удлинение увеличивается на 4-5%.

8. Предложена методика расчета энергоснлових параметров прокатки стали 08пс с алюминием на стане 1200 '."'К с учетом теплового разогрева полосы и скорости деформирования.

9. На основе выполненных изысканий установлено, что более высокие прочностные характеристики ( б на 50-40 '«Па, НРБ на 5060 ед.) стали 08пс с алюминием, но сравнению с кипящей в горячекатаном листе, приводит к снижении скорости прокатки на стане 1200 зга 3%. При помощи разработанной математической модели рассчитаны режимы прокатки ;;;ести из стали ОЗпс с алюминием. При исиыгании ■сесгп из стали Cdnc с алсдатем на заводо-потребителе дефектов металла при втшлпоааиаи цельнотянутой бшкп обнаружено не било. Выпущена оштно-промыялелная партия жести из стали Оспе с алямигшем •j количестве 5706 т.

10. Полученные результаты рекомендованы для производства т.сс-ти и тонкого холоднокатаного листа стали полуспокойного варианта, выплавленной в конвертерах и разлитой с помощью малин непрерывной разливки в условиях Магнитогорского металлургического комбината.

11. Экономический эффект от внедрения рекомендаций по совершенствованию "ехнологии производства нести и тонкого холоднокатаного листа в Обжимном цехе ."» 2, ШЦ-I, Л1Ц-2 Магнитогорского'металлургического комбината составил 8 тыс. 105 руб. Снижение себестоимости производимого по предложенной технологии тонкого холоднокатаного листа и кести составило 2 руб. 35 коп. на I тонну проката.

ОСНОВНОЕ С0ДЕШАШ ДОЮГЕРЭДИИ ОПУ^ЖОВЛНО В РАБОТАХ

I. Механические свойства подката жести из стали, раскисленной алюминием, и влияние их на параметры холодной прокатки /Н.И.¡¿ельник,

А.Г.Медведев, В.Ю.Баршева, Р.И.Перкасский /Деория и практика производства метизов. Межвузовский сборник. Свердловск: 1983.-С.41-46.

2. Оптимизация технологических процессов по Парето /Г.С.Гун, Л.11. Фоменко, Г.Рыбакова, Н.И.Мельник //В кн.: Краевые задачи. Пермь: 1988. - С.51-55.

3. Искусственные плены и светлые полосы на стали 08кп /Н.И.Мельник, А.Г.Медведев, М.Г.Поляков, В.В.Руденков //Теория и практика процессов обработки композиционных и слоистых материалов: Межвузовский сборник ЮТИ. - Вып. 16. - Магнитогорск: 1990. -150 с.

4. Появление и развитие дефектов плена и мелкая плена на холоднот-каталой полосе /Н.И.Мельник, А.Г.Медведев, Р.Я.Черкасский, В.Ю. Еаршева, Д.А.Барь'ыев /Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1989. - № I. - С.20-22.

5. Разработка и освоение новой технологии прокатки тонкого листа из стали ОЗпс с алюминием /А.Г.Медведев, Н.И.Мельник, В.П.Селиванов, Р.И.Черкасский //Новые технологические процессы прокатки, как средство интенсификации производства и повышения качества продукции: Тезисы докладов. ТЛ. Челябинск: 1989. - С.93.

6. Повышение качества жести на основе усовершенствования сквозной

технологии ее производства /А.Г.Медведев, Г.С.Гун, Н.И.Мель-ник, В.Н.Селиванов //Проблемы повышения качества металлопродукции по основным переделам черной метадургии: Тезисы докладов. Т.2. Днепропетровск: 1989. - С.97.

V". Влияние содержания химических элементов в кинескопной стали и яеети на качество поверхности /Н. 11.Мельник, А.Г.Медведев, Б.Н. Селиванов и др. //Магнитогорский горно-метаялургический институт. - Магнитогорск: 19<д4. Деп. Черметинформация. 1984, № 2354-

Д34.

0. Исследование технологических фзчюров, влияющих па лоятзлени.з дефектов ''плена" и "светлая полоса" нп нести и кинескопно,'; лиг-то /В кп,: Порч?»'•гааюлогитескио процоссп прокатки, иитенсиуи• 'гшу;:;'.!*'''} производство и повгающив качество продукции: Теплей докладов Всоооюсио.1 кси^сренции. Челябинск: 1534. - С.82-4*3.

9, Ксслодовтие и усовершенствованно технологических порачетров холодно:! прокатки стлли, раскнсленно'1 шяэминием /'-.ГЛоляпоэ. Ал'.Медппчрп, Н.И.Челышк и др. //В кн.: Теория и практика тон-полистовой прокатки. - Вороиея: 1989. - С.92-93.

подписано п печать 2.6,10.90

Плоская печать Заказ 7Г£

Ооргат 60x44 1/'| У сл. пен. л.

Весплатно

•;Л5000, £агп::тсгорсгс. пр.Ленина, 10

1-.11 II.J

"отангшгг М'Ш

/