автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Исследование тонколистовой холодной прокатки, решение проблемы производства и повышения качества тонких листов и полос специального назначения

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ

На правах рукописи

СКОРОХОДОВ Владимир Николаевич

УДК 621.771 2.004.68

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОНКОЛИСТОВОЙ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ, РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА И ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ТОНКИХ ЛИСТОВ И ПОЛОС СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.16.05 - Обработка мыаллов давлением

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1992

Работа выполнена в лаборатории холодной прокатки Центрального научно-исследовательского института черной металлургии им.И.П.Бардина, на Череповецком, Магнитогорском металлургических комбинатах, Аяшнском и Новосибирском металлу; гических заводах.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Агеев Л.М. доктор технических наук, профессор Хлопонин В.Е. доктор технических наук, профессор Денисов П.И.

Ведущее предприятие - Новолипецкий металлургический

комбинат

Защита диссертации состоится 1992 г. в

часов на заседании специализированного совета Д 058.08.02 в Московском институте стали и сплавов.

Адрес: 117936, Москва, ГСД-1, Ленинский пр. 4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московско института стали и сплавов.

Автореферат разослан мая 1992 г. Справки по тел. 236-99-50

Ученый секретарь специализированного совета

Зиновьев А.

иа&щ

ягциЯ

»

ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы.

Развитие многих отраслей промышленности ставит перед металлургами проблемы расширения сортамента и объемов производства специальных тонких полос и листов повышенной точности, плоскостности и качества отделки поверхности, с регламентацией физико-механических свойств в суженном поле допусков. К этой металлопродукции относятся офсетный лист, консервная .жесть, кинескоп-ная полоса. Доля листового проката специального назначения составляет по предприятиям отрасли около 15+20$ от- общего объема производства листового проката, но расширение его производства непосредственно связано с развитием электроники, пищевой и полиграфической промышленности. Если учесть, что в основном эти отрасли работает на потребительский рынок, обеспечивая население печатной продукцией, изделиями сложной бытовой техники, пищевыми консервами и т.д., проблема повышения качества, расширение сортамента и объемов производства этого металла актуальна как в отраслевом, так и в государственном масштабе.

Качество металла определят; многие параметры,и для листа специального назначения она существенно отличаются от действующих стандартов на листовой прокат "массового" назначения. Но в отличие от специфики назначения и расширенных требований, производство этого металлопроката, как правило, осуществляется в едином потоке с основной продукцией" на тех же технологических агрегатах. В ряде случаев на отдельные операции ставят специализированное оборудование, но в целом продукция специального

и массового назначения разделяется лишь по равинам и способам обработки металла. Поэтому при решении общей проблемы качества в кавдом конкретном случае необходимо использовать разные мегс и подхода. Их выбор зависит от совокупности требований потреби телей к новой продукции и возможностей реализации этих требова ний. В одном случае это могут быть новые режимы, реализуемые н действующих прокатных станах, в другом - режимы и процессы обр ботки,созданные на базе известных решений, но давдие новое кач ство, как в работе технологического оборудования, так и в само: металле и наконец, принципиально новые процессы и технологичен кое оборудование. В совокупности эти новые режимы, процессы, технологии обработки и обеопечивают комплексное решение проблемы повышения качества, расширения сортамента и увеличение объемов производства листа и полос специального назначения. Следуем отметить, что решение этой проблемы неразрывно связано гак же и с листом "массового" назначения, так как ноше режимы обработки металла на том или ином переделе повышают общий уровень производства и качество всего листового проката.

Цель работы.

Разработка научных основ и методов повышения качества, расширения сортамента и увеличения объемов производства тонкого лиота специального назначения на основа- теоретических, экспериментальных исследований закономерностей формирования профиля, поверхности структуры и механических свойств металла в процесса деформации и термообработки.

Задачи исследования.

1. Разработка научно обоснованной матодйкп оценки технологи-геской эффективности применения несимметричной тонколистовой [рокатки и процесса ПВ для повышения качества полосового прока-•а, выбор оптимальных кинематических и силовых параметров реали-ации этих процессов на действупцем прокатном оборудовании и :овых агрегатах.

2. Разработка на основе насимметрии новых комбинированных эпимов прокатки и дрессировки полос на непрерывных и реверсивных танах.

3. Разработка технологии прокатки и дрессировки высококаче-гвенного офсетного листа для полиграфической промышленности.

4. Теоратическое и экспериментальное обоснование методики эсчега параметров прокатки высоконагартованной полосы в валках большого" диаметра (D/H > 2000) с эффективной загрузкой послед-зй клети непрерывного стана и разработка на этой основа новых займов и технологии прокатки тонкой жести.

5. Исследование и научное обобщение формирования фазико->ханических свойств, пластических характеристик, профиля и формы зецизионной тонкой полосы из мягкой обезуглерокенной стали.

6. Разработка и освоение новой технологии производства (нескопной полосы для щелевых масок кинескопов цветных телеви-|ров с повышенной четкостью изобракения.

Научная новизна.

1. Разработаны методы и алгоритмы расчета кинематических и силовых параметров симметричной и несимметричной тонколистовой прокатки, изучена взаимосвязь рассогласования скорос тей валков с основными технологическими параметрами процесса, с ределены критические величины и рациональные диапазоны рассоглг сования.

2. На базе этих исследований разработан новый комбинированный процесс прокатки тонких полос на непрерывном стане, при котором смежные клети работают в симметричном и несимметричном режимах.

3. Установлены два основных фактора, определяющих снижение уси лия прокатки в результате рассогласования скоростей валков, onj делены оптимальные кинематические параметры несимметрии и диапа зоны скоростей прокатки,при которых эффект несимметрии целесооб разно использовать как фактор снижения усилия или как фактор ст билизации усилия, повышения точности и плоскостности прокатывае мых полос.

4. Проведена колличественная оценка раздельного влияния на уси лие прокатки тонкой полосы относительного обжатия, термического разупрочнения и формы дуги контакта. Установлено, что при прока

' ке тонкой, высоконагартованной полосы в валках с соотношением U/H >2000, область относительных обжатий, минимизирующих усилие, составляет 30-50 %. Получено уравнение для расчета относительных обжатий как функции конечной толщины прокатываемой поло

Для получения щелевой апертурной маски кинескопа определе-необходимость повышения технологической пластичности метал-перемычек апертурных щелевых масок путём глубокого обезугле-кивания до содержания углерода 0,002 + 0,004 %, измельчения рна до 7-8 баллов, текстурирования стали по оптимальным для еризация плоскостям скольжения. Установлены диапазоны обжа-я металла при заключительной холодной прокатке Ь =28+32 %, еспечивагащие требуемую структуру и текстуру кинескопной поло-из обезуглероженной стали.

Установлены причины образования неравномерности прозрач-гти щелевой маски, связанные с качеством металла. Определены пуски на разнотолщинность и неплоскостность, выявлены факторы, ределягощие конечную разнотолщинность металла, и требования честву поверхности и профилю валков. Разработан новый раст-вый метод контроля неплоскостности, эталоны для измерения и энки качества. Оптимизирован поперечный профиль полосы на эмежуточных и заключительном этапах прокатки, определен ра-ональный диаметр рабочих валков и тип стана для прокатки ки-зкопной полосы.

Практическая значимость и внедрение результатов исследований на предприятиях черной металлургии.

Наименование ¡Предприя-новых иссле- !тия и ор-дований и !ганизации разработок ¡отрасли и ¡предприятия потребители Объекты применения Техническая документация Результаты

I ! 2 3 ! 4 ! 5

I. Технология производства офсетного листа для полиграфической промышленности (а. с. 835536;1061861)

2. Комбинированные режимы прокатки полос на непрерывном стана (а.с. 874236: 952391; 1092269) несимметричный реким дрессировки Та.с. 1340839)

3. Оценка технологической эффективности "прокагки-воло-чения"

Череповецкий металлургический комбинат, Зарайский завод офсетных пластин

Цех горячей Техноло-

и холодной гическая

прокатки, инструк-

цех гальва- ция

нопокрытий (сквоз-

офсетных ная) пластин

Череповец

кий матал- прокатки, лургический стан 1700 комбинат

Цех холодной Технологическая

инструкция

Минмет

СССР,

Гипромез

Новосибирский мет-завод.стан ПВ-800

Технологическое задание на реконструкцию

Замена алюминиевых офсетных пластин на стальные, (экономический эффект 600 тыс.руб. год).

Повышение точности, плоскостности, качестве отделки офсетного лис-га, сникание отбраковки при производ стве в 2-2,£ раза, у потребителей ш 35-40%, пере вод на офсез ный способ печати новы: изданий, эк< номический эффект 520 тыс.руб./ТО}

Перевод ста] в дрессировочный и отделочный агрегат

9. _)

Ашнский мегзавод стэн 800

Ленинградски* СПЗ став 4ОД

ТЛЗ и ТЗ на строительство

ТЛЗ и ТЗ на строительство

КараганДин- Технологи-ский мет->т, ческие ре-дрессировоч- комендации ный стан 1700

Магнитогор- -"-ский комбинат,дрессировочный стан 1200

Новый режим |катки полос 6-ти кдетеЕОм 1Н9 1400 ¡.1213857 ¡.1518037

Мариупольский комбинат им. Ильича Караган- Цех жести, динский стан 1400 металлургический комбинат

Технологическая инструкция

Режим дрес-юзки жести 2-х клете-[ стане Т400 .1355302 .1493340

Караган- Цех жести, динский стан 1400 металлургический комбинат

Технологическая инструкция

Применение комбинированных режимов прокатки

Дрессировоч-но-калибрую-щий стан ПВ ДУО с охватом валков полосой

Исключение

объекта из

программы

Стабилизация работы стана на скоростях 25-30 м/с, снижение обрывности, повышение качества жести, экономический эффект 650 тыс. руб./год.

Стабилизация работы стана, повышение выхода ЗКК до 92-95%, экономический эффект 250 тыс. руб./год.

- ю-

I ! 2 ! 3 ! 4 ! 5

7. Новая технология производства кинеокопной полосы для апертурных масок (а.с. 1090752), марка стали (а.с. 1435652) технология производства (а. с. 1447890).

Новолипецкий, Магнитогорский металлургические комбинаты , Ашинский мет.завод

Кислородно-конверторный цех, стан • 2030' , стан 20001 , стан ' 1400* AHO, АНСО (НЛЖ) цех жести стан 700 (ММК)

Сквозная технологическая инструкция, технологические карты.

технологическая инструкция

Освоено изводств кинескоп полосы в объеме 8 т/год, и лхиены з ки по им ту на су 12 млн.д ров/год.

рекимы прокатки цеха холод _ — Отраслев

кинескопной ной прокат - эффект в

ленты ки, зульгате

а.с.889162 стан 720 ( АМЗ) снижения

а.с.998521 стан 700 ( ММК) расходны

коэффици

способы подго- НЛЖ, ММК, технологи- повышени

товки валков АМЗ ческие ин- качества

а.с.1419837 струкции увеличен

выхода г

ного(840

руб./год

8. Технология Щелкове- Новый цех ТЛЗ, ТЗ на Строитал

и комплект обо- кий лис-* ленты комплект во новог

рудования для топрокат- оборудова-. комплекс

производства ный ния, тех- произвол

кинескопной завод нология кинескоп

полосы полосы п

водитель

стью 30

тонн/год

освоение

1-ой оче

ди 1993г

Дубликапия и апробадия работы.

Содержание работы опубликовано в 52 печатных работах, ос-:овные научные результаты защищены 15-ю авторскими свидетельст-ами. Материалы диссертации доложены на научных конференциях, аучно-технических семинарах.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введенияДглав, списка использований технической литературы, содержащего 83 наименований, на содержит 430 страниц, 55~ таблиц, ^^ рисунков.

Ооновные результаты и выводы.

1. Теория и практика применения несимметричных режимов онколистовой прокатки выявила как положительные, так и отри-ательныа аспекты этого процесса, неоднозначность оценки эффек-а его применения в технологии прокатки и дрессировки.

2. На базе исследований и опыта практического применения становлена количественная, взаимосвязь рассогласования окруж-ых скоростей валков с основными технологическими параметрами онколиотовой прокатки, разработаны новые методы и алгоритмы асчета, определены два основных фактора несимыетрии, снижающих силиа,.выявлены оптимальные величины рассогласования валков, корости прокатки, при которых несимметрию целесообразно исполь-овать или как средство снижения усилия,или как фактор его ста-илизации и повышения точности. В результате рекомендована об-

ласть эффективного применения процесса как по режимам прокатки, так и по сортаменту металлопродукции, разработаны новые комбинированные процессы прокатки для непрерывных станов.

3. Практическое применение эти результаты получили при освоении технологии производства нового вида металлопродукции -высококачественного тонкого (офсетного) листа для полиграфической промышленности. Предложенные несимметричные и комбинированные режимы прокатки и дрессировки обеспечили производство этой металлопродукции на действующем оборудовании в соответствии с требованиями потребителей и исключили ее импорт.

4. На базе несимметричной тонколистовой прокатки определе! технологические возможности и область применения предельного случая этого процесса - "прокатки-волочения". Установлены диапазоны реализации ПВ по вытяжкам и скоростям прокатки, сортаме! ту прокатываемых полос. Результаты использованы в технологической и технической документации по реконструкции действувдего стана ПВ-800 Новосибирского металлургического завода, проектир< ванию новых станов ПВ, Алтайского и Ленинградского сталепроката заводов.

5. Исследована и определена область оптимальных обжатий п; прокатке тонкой высоконагартованной полосы в валках большого диаметра с учетом сплющивания валков, термического разупрочнения металла в "теплом" (¿н = 240 - 280°С) очаге деформации.

6. Установлено, что при прокатке тонкой высоконагартованной полосы из низкоуглеродистой стали в валках с соотношением О/^р ^ 2000, область относительных обжатий, минимизирующих

усилие, составляет 30 + 50$. Получено уравнение для расчбта относительного обжатия, как функции конечной толщины прокатываемой полосы.

7. На базе полученных результатов разработаны и освоены новые высокоэффективные режимы прокатки тонкой (толщиной от 0,32 до 0,18 мм)жести на 6-ти клетевом стане 1400 Карагандинского металлургического комбината, обеспечены проектные показатели работы нового цеха жести как по объемам производства, так по сортаменту и качеству металлопродукции.

8. Определены пути повышения технологической пластичности металла щелевых апертурных масок кинескопов путем .глубокого (до 0,002+0,004^5 обезуглероживания, оптимизации размеров зерна в пределах 7+8 балла, текстурирования стали по благоприятным для сферизации маски . направлениям плоскостай-скшшжания. Установлен рациональный диапазон относительного обжатия обвзуг-лероженного металла при заключительной холодной прокатке

£ s = 28+32?.

9. Исследованы появления наиболее характерных дефектов апертурных щелевых масок, связанные с качеством кинескопной подосы и технологией прокатки. Определены допуски на разнотод-щинность и неплоскостность. Выявлены основные факторы, определяющие высокочастотную составляющую разнотолщинности полосы, установлен допуск на некруглость рабочих валков, используемых на заключительном этапе прокатки.

10. Разработаныновый растровый метод контроля неплоскостности, допуски на неплоскостность и эталоны, установленырациональный поперечный профиль и раскрой полосы на промагуточных этапах горячей и холодной прокатки, определены оптимальный диаметр рабочих валков и рациональный тип стана для прокатки кинаскопной полосы высокой точности и плоскостности.

11. В результате проведенный исследований разработана и освоена на действующем оборудовании новая.технология производства кинескопной полосы для щелевых апертурных масок, экранов цветных телевизоров с высокой четкостью изображения. Обеспечение электронной промышленности отечественным металлом, значительно сократило импорт этой металлопродукции (5000-6000 . т/год). Для дальнейшего повышения качества и расширения объемов производотва кинескопной полосы для апертурных масок перспективных моделей телевизоров и мониторов разработан технический проект и осуществлено строительство нового специализированного завода с объемом производства 1-ой очереди 15 тыс.тонн/год, что полностью обеспечит внутренние потребности России и экспорт металла за рубев.

I. ИССЛЕДОВАНИЯ, АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕСИММЕТРИЧНОЙ ТОНКОЛИСТОВОЙ ПРОКАТКИ В ВАЛКАХ С РАССОГЛАСОВАНИЕМ СКОРОСТЕЙ БАЖОВ

Расширение и .углубление исследований несимметричной тонколистовой прокатки связано с разработкой и освоением на действующем оборудовании новых режимов обработки металла, обеспечивающих рост объемов производства, качественных показателей металлопродукции за счет наиболее полного использования внутренних резервов очага деформации. Особый интерес представляют процессы, в которых путем принудительного изменения кинематики активизируется влияние сил контактного трения. Одним из этих процессов является несимметричная тонколистовая прокатка в валках с рассогласованными скоростями СИ = тя*> > где ]/а и % скорости ведущего и ведомого валков, соответственно,

С! - параметр несимметрии процесса (рисЛ). Развитие теории и практики этого процесса изложено ш работах Гофмана и Закса, Д.Н.Разувае-ва, А.И.Целикова, В.Н.Выдрина, Л.М.Агеева, Ю.В.Липухина, А.Ф.Пименова, З.Л.Мазура, В.Г.Синицина, В.К.Белопевича и многих других исследовате-:ей. Авторами при изучении контактного взаимодействия валков и поло-:ы поляризационно-оптическим методом подтверждено смещение нейтральнее углов на ведущем и ведомом валках, наличие в очаге деформации )бласти где контактные силы трения имеют противоположное нап-

«авление, отмечено, что кроме смешения максимумов принципиальное от-гачие в распределении давления по длине очага деформации в симметрич-:ом и несимметричном процессах отсутствует (рис.2). Определено влия-

ие основных параметров на протяженность области £ „ по очагу де-/ н

ормации (рис.3), влияние рассогласования скоростей валков на усилие момент прокатки в зависимости от величин обжатия металла (рис.4*5). ззработаны методы расчета влияния контактного скольжения на силы тренда

Рис.1. Схема несимметричного очага деформации

теоретическая эпюра нормаль-

Рис.2, Экспериментальные 100,106 эпюры

нормальных и касательных контактах напряжений при симметричном —^=1,0 и несимметричном ^ . =1,20 процессах.

отношение протяженности ошсти и к ^лине очага деформации 1н/1»

« ^ -

а

о

«

со •

ю ►Э ы

■а ¡я Н

го. аз 1 а

а м Е5

а ы £В ¡3

и го со

аз а С5

ш э а о

о

о Я) аз

сВ О

аз 43 1-3 ы

о т >а ЕЕ

Э о 3 К

го о А X

аз о аз

а >1 о я

а> и ч т

ш о •сз

ГО о 03

с о я 3

ы •а со

о ьЗ

.^аз д ►о

к го о

• « й о ы

о

ы о ш а:

к • • ш

1 о

•о я

м о

о о

а ►э ►э

а СО

го а:

а: аз

о ч о

о гг» о

о О! 1-Э

Ы"

а:

о о

а сх сх

го а

а: 1 ш

кг о

а ы ►э

я а

а

го а ГХа

Я а Е

а а

3 го а

3 << аз

в о ш

3 £(

в о я

ч м а

л а аз

3 ЕЙ св

5 3

ш

М, тс-м

Рис.Ч, Изменение момента прокатки на ведущем М^, ведомом М2 валках, суммарного момента прокатки МЕ в зависимости от рассогласования скоростей валков, относительного обжатия металла.

Рис.З, Влияние условий трения и относительного обжатия полосы на усилие несимметричной прокатки * и • = 0,12

□ и о -^ = 0,09*0,08

и распределение давления, а также влияния противоположно направлению: сил трения в несимметричном очаге деформации на напряженное состояние металла и эффект снижения усилия (рис.6)

С учетом особенностей взаимосвязи внешнего натяжения с кинематикой и силовыми параметрами симметричного и несимметричного процессов (рис.7) предложен новый комбинированный режим прокатки полос на непрерывном стане (рис.8), определены его основные характеристики.

Принципиальным для теории и практики несимметричной тонколистовой прокатки является вопрос количественной оценки эффекта снижения усилия.

В теоретических расчетах по классической теории, исключающей в области £ н влияние сил трения на формирование куполообразной части эшоры удельных давлений, получено весьма значительное снижение усилий до 50+60 %, а при прокатке-волочении в 2-3 раза. Это подтверждено лабораторными экспериментами. В опытно-промышленном варианте реализации несимметричной прокати тонких стальных полос на сравнительно тихоходных станах (до 2-3 м/с) эффект снижения усилия составил лишь 15-30$. В реальт условиях горячей и холодной прокатки на промышленных непрерывных станах нами были получены значительно меньшие эффекты,сос-та1вившие при горячей прокатке 10*18$, при холодной-всего 5*12* (табл.1).

Ф^Ь^-Щ^-з/геръ^]} (1)

Ш3<0- з/£бг?%0} (2)

. (з)

Рис. в. К расчету контактных напряжений в симметричном и несимметричном очагах деформации

(350

«00

<250

1200

а.

х

>—

2 о а.

«50

Ф -ИОО

Ю50

*•<> И <,2 -1,3 рассогласование скоростей валков , / у2

Рис..7. Влияние рассогласования скоростей валков на усилие прокатки на двух смежных клетях непрерывного стана.

Эпюры контактных нормальных Рх и касательных напряжений и скорости полосы Уд. по клетям непрерывного 4-х клетевого стана при комбинированном режиме прокатки.

Таблица i. Показатели эффективности несимметричной прокатки полос, листов и лепт

Источник информации и объекты реализации процесса

.усилия прокат-,'энергетических ки ; затрат

Эффект снижения

,'разнотолщинности

¡неплоскоот-;ности

Исследования на лабораторных .установках и опытных станах "ИВ"

Исследование на отгспо-промыш-лвином стане ПВ-800 НШ ('шШИчер^ет - ЧПИ)

Исследования несимметричных режимов прокатки тонких лент из стали и цветных металлов при скоростях 0,2-1,5 м/с

Реализация несимметричных

режимов прокатки:

листов на TJ1C ЗОЮ,3600 (ДОеТИ, ДНИ)

полос на НШС 2000 (ЧерМК, шшичермет)

ж

лос на стане хол.прокатки (ЧерЖ, ЦНИИчермет)

в 2-3 раза

на 15-30

10-40 %

15-20% 10-20 %

7-15 %

на 50-70 %

3-8

3-5 1

в 2-3 раза

на 20-30

на 15-20 % на 10-20 %

на 8-12 %

общая коробова-тость полос

го ■ь.

до 8 мм/м до 6 мм/м

до 4 мм/м

В исследованиях Зорда, Голубега п Белоесвича показано, что з интервале низких, докрптпчеекпх скоростой. повышение скорости прокатки и контактного скольг.ешн снижает коэффициент и силу трония, что естественно оказывает влияние на давление и усиление прокатки.

Неспмметрия процесса вносит в очаг деформации дополнительное скольжение, пропорциональное рассогласовании, что согласно вышеизложенным данным. так зе должно уменьшать и усилие, если процесс реализуется в области докритических скоростей. Этот еыеоц подтвердили проведенные нами лабораторные и промышленные эксперименты.

Таким образом* в области докритических скоростей эффект сникения усилия несимметричной тонколистовой прокатки определяют два фактора:

- сникение коэффициента и сил трения в результате повышения контактного скольнения;

- влияние противополоано направленных сил трения на напряженное состояние"металла.

При таком подходе Еполне объяснимы противоречия в оценке эффекта сникения усилия. Собственно это не противоречия, если оговорена область реализации процесса по скорости прокатки. В диапазоне низких скоростей прокатки 1-2 м/с эффект енпаения значителен,и рассогласование скоростей целесообразно использовать для снижения усилий, при более высоких скоростях прокатки (3 м/с и более,) использование рассогласования скоростей валков для снижения усилия- менее целесообразно. Приведены также результаты изменения усилий несимметричной горячей и

70 60 50-

ж х

ж '40

и »

£ го

5 „ * 20

д«■

Р-'-'-Мгорячао 1_| холодная

: ¡—?ч—г

\ аогостк прокатки

20

SO

лабораторные установки спец.станы

спец.реверсивные станы х/п.ТЛС, "Стеккель

широкополосные станы г/п,непрерывные и Реверсивные станы х/п

Ríe .9. Эффект снижения усилия несимметричной горячей и холодне прокатки в различных диапазонах скоростей

давление (й ) и усилие прокатки (6 >.

олодной прокатки в различных диапазонах скоростей (рис.9 и Ю).

Для непрерывных станов, а также с целью повышения точности роката, более важным является не снижение, а стабилизация .усилий о длине прокатываемой полосы. Если рассогласование скоростей за-ано в пределах а.~ а.*? область {, „ ( О. ) может изменяться по

л

лине очага деформации в зависимости от внешних возмущений, эф-ект рассогласования и изменения усилия на 8-15 % достаточен для нижения в 1,5+2 раза диапазона колебаний усилий по длине рулона, овышения точности и плоскостности. Данные подучены на непрерыв-ых станах 2000 и 1700 Череповецкого металлургического комбината ри практическом освоении несимметричной црокагки высокоточных :олос для офсетного листа.

Офсетный лист применяется в качестве стальной основы офсет-[ых печатных пластин, которые существенно повышают качество изо-¡ражения печатных изданий. Для широкого внедрения этого прогрес-¡ивного способа необходимо было освоить на действующем оборудовали Череповецкого металлургического комбината производство высококачественного холоднокатаного листа с глянцевой отделкой поверх-юсти.

В комплвкое технологии прокатного передела для повышения точности, плоскостности и отделки поверхности совместно с Ю.В.Ли-зухиным и А.Ф.Пименовым автором было предложено применить рас-зогласование скоростей валков в последней клети чистовой группы зтана 2000 горячей прокатки, комбинированный режим холодной прокатки полос на 4-х клетевом стане 1700 и несимметричную дрессировку. Соответствующая технология приведена на рис.11.

Как следует из рисунка, нонне режимы обеспечили получение

ВЫПЛАВКА И НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА СТАЛИ МАРКИ 08Ю (ГОСТ 9045-80)

тг

ПОДГОТОВКА И НАГРЕВ СЛЯБОВ

ГОРЯЧАЯ ПРОКАТКА ПОЛОС Н = 25мм НА НШПС 2000 С РАССОГЛАСОВАНИЕМ СКОРОСТИ ВАЛКОВ В II КЛЕТИ ( а = 1,06 )

ТРАВЛЕНИЕ Г/К ПОЛОС НА НТА

КОМБИНИРОВАННАЯ ХОЛОДНАЯ ПРОКАТКА ПОЛОС Н=0,5мм НА 4* КЛЕТЕВОМ СТАНЕ 1700

рассогласование скоростей валков клеть ii клеть IV

а 5 1,12 а о 1.08

1

РЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИОННЫЙ ОТЖИГ

НЕСИММЕТРИЧНАЯ ДРЕССИРОВКА ПОЛОС

а с 1,04 ; £е2,2% НА СТАНЕ 1700

+ -

ПОРЕЗКА НА ЛИСТЫ И УПАКОВКА

период ТОЛЩИНА И ШИРИНА, ММ нниюскостность ММ/М (НС к»1Е() ПОвеРХМОСГк КАТ1ГОГИЯ ВЫТЯЖКИ

1977-8! гг 0,510,02 950т1050 6*8 ГРУППА 1 - II (¡а £ 0,32мт в г.

1981-Н85ГГ 0,54001 950+1*20 2*4 ГРУППА 1 Огб 0.2 г/«1 св-всв

Рис. II. Технология производства (а) и характеристики Сб) высококачественного офсетного листа (СКТИ-105-16-

высококачественного офсетного листа, что позволило освоить в полиграфической промышленности новый прогрессивный способ печати газет, журналов, книг, продукции ГОСЗНАКА и дало значительный экономический эффект.

Вторым направлением практического применения исследований и анализа тонколистовой несимметричной прокатки явилось изучение и технологическая оценка эффективности предельного случая этого процесса - "прокатки-волочения" (ПВ).

В 1984-85 гг. для повышения качества, объемов производства

л

холоднокатаного листа перед отраслью была поставлена задача широкомасштабного внедрения процесса прокатка-волочение.Необходимое!!, детального изучения технологии ПВ обусловила неоднозначность в оценках ранее выявленных перспектив процесса и результатов опытно-промышленной эксплуатации стана ПВ-800 Новосибирского металлургического завода.

Эксперименты, проведенные нами на стане ПВ-800, подтвердили эффект саморегулирования и повышения точности, но показали значительное сунение области реализации процесса по Еытянке л скорости прокатки, практически на всем сортаменте стана наблюдался дефект формы-короб со стрелой прогиба 3-г8 :.;:л.

Вытяжку полосы за проход при ПВ определяет уровень переднего натяжения полосы. Технология холодной прокатки ограничивает уровень натяаения в пределах <о н=(0,15-5-0,45) (5"т( £ ).Если известное уравнение реализации ПВ выразить через угрочнение стали и коэффициент натязения ^ и решить его графоаналитическим методом,можно убедиться, что для проектных высоких еы-тягек ПВ требуется более высокий по сравнению с принятым в технологии холодной прокатки уровень переднего натяжения.По мере

упрочнения стали натяжения приближается к пределу текучести, что естественно, вызывает обрыв полосы (рис.12»а^Если перенести это решение в координаты и Л (рис.12,б) и наложить технологические ограничения натяжения, получим, что допустимые для ПВ вытяжки не превышают, а для средней Еысоконагар-тованной полосы даже ниг.э, чем при симметричной пли несимметричной прокатке, что соответствует опытный данным, полученные на стане "ПВ-800 . Ограничения вытяжек при ПВ определены самой сущностью процесса и практически не зависят от конструкции стана. На многовалковом стане ПВ суммарная вытяжка не превышает полученные пределы.

По сравнению с симметричным процессом, при ПВ практически в .два раза увеличивается контактное скольжение, что естественно, повышает работу трения, разогрев контактных поверхностей обуславливает появление наьаров и коробоватости полосы, исключает эффект снижения расхода энергии (рис.13). Это в еще большей степени ограничивает вытяжку, а главное скорость прокатки (до 1*2 м/с). Высокое скольжение исключает прокатку на станах ПВ полос с насеченной поверхностью, что ограничивает возможности процесса по сортаменту продукции.

В целом процесс ПВ рационально использовать при прокатке и калибровке узких(шириной 300-400 мм)полос с гладкой поверхностью на реверсивных станах кварто по классической схеме, а так-зе с охватом Еалков полосой на станах луо с соотношением= = 0,8-1,2,при скоростях не более 1-2 м/с и вытяжках за проход 1,05-1,5.

Данные рекомендации вошли в технологический проект реконструкции стана ПВ-800 Новосибирского металлургического завода,

, Н/ммг 900

1,1 и <,г <,5 2,0 4,25 1,5 2,0

1 пгохоЗ.

/,2 1,5 'А 1,5 1,6

2прохоЗ Зпро

ХОЭ

Рис.12. Влияние" вытяжки Л и степени деформации полосы из стали 08кп на сопротивление металла пластической деформации^ и переднее удельное натяжение с^ /а/; влияние вытяжки и степени наклепа стали 08Ю на необходимый для прокатки-волочения уровень переднего удельного натяжения полосы н/1/ /О/:

1 -£=0-5(Й; 2 -€г =50-75$; 3 -^=75-83^доп.- допустимая вытяжка при прокатке в каждом проходе

tOi'i/iw ' шедее 8ихээьи1в.|<19не эннчуеУл

\

Рис. 13. Взаимосвязь усилия прокатки -.волочения и зытяя-ки при максимальном и минимальйом уровнях яатя- . женяя полосы (а); энергетические затраты при прокатке полосы сечением 0,95 х 425 мм из подката толщиной.1,8 мм.(б) и изменение формы полосы на стане ПВ—800 (в):

I - исходная форма полосы (краевые..и срединные волны); 2 - полоса после прокатки - волочения (дефект "желоб"); х - на стане 850 (..5 проходов); о на стане ПВ-800 (5 проходов); а - на стане ПВ-800 (7 проходов)

технический проект ноеых станов ПВ-7С0 и ПВ-40С Аппнского металлургического и .Ленинградского сталепрокатного заводов. Из отраслевой программы было исключена реконструкция дрессировочных станов 1200 и 1700 Магнитогорского и Карагандинского металлургических комбинатов.соответственно.

П. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ТОНКОЙ ПОЛОСЫ НА СОВРЕМЕННЫХ НЕПРЕРЫВНЫХ СТАНАХ

Следующим объектом в свете сформулированных задач был вопрос развития производства высококачественной консервной жести, расширения ее сортамента в части получения ранее на производимы тонких, толщиной 0,181-0,20мм, номеров.

Ввод в эксплуатацию в 1984-85гг. нового цеха нести на Карагандинском металлургическом комбинате должен был значительно ув< личить выпуск этой металлопродукции.

Проблему освоения основной технологии производства жести совместно со специалистами Карметкомбината решали коллективы сотрудников ЦЕШИчермета, ИЧМ, ДонНИИчермета, ДОесИ. Результаты этих исследований изложены в трудах В.Л.Мазура, Ю.В.Коновалова. О.Н.Сосковца, Ф.И.Зенченко, П.П.Чернова, А.В.Ноговицина, Я.Ц.Василева , С.Г.Горбункова и др. Разработки и исследования автора касаются вопросов оптимизации режимов обжатия и натяжения полос! в 6-ой клети и разработки новых режимов прокатки жести на 6-ти клетевом стане.

Одним из главных вопросов комплексной технологии было освог ние прокатки в валках большого диаметра тонкого сортамента станг

На первом этапе загрузка стана по обжатиям и натяжениям осуществлялась в соответствии с проектными режимами (рис. 14). Опыт реализации этих режимов показал, что для жести толщиной 0,32мм и менее в диапазоне обжатия 6-12$ наблюдался резкий лавинообразный рост усилия вплоть до максимально допустимых 20 МН (рис.15). В этих условиях процесс прокатки жести толщиной О,32+0,25мм был реализован на стане при обжатии в 6-ой клети 5-8$ и усилии 15-16 МН, высоком уровне натяжения в 5-ом межклетевом промежутка (6 н = (0,45+0,55) (Е) и низкой для стана скорости прокатки 10-12 м/с. Прокатка более тонкой жести не реа-лизовывалась из-за обрывов полосы. Из-за малых обжатий в 6-ой клети и высокого натяжениянеэффективноработало гидронажимное устройство, системы регулирования толщины и формы, наблюдалась высокая обрывность полос (рис.16), часовая производительность не превышала 30-40т. Неустойчивая работа стана и всего цеха в целом вылилась в столь серьезную проблему, что встал вопрос о реконструкции 6-ой клети и уменьшении диаметра рабочих валков.

В свете возникшей ситуации появилась необходимость детального анализа условий прокатки тонкой высоконагартованной полосы в валках большого диаметра и разработки новых режимов деформации металла.

В зависимости от конечной толщины жести и величины обжатия

металла, для 6-ой клети стана 1400 КарМК показатель из-

ЧУ

меняется в пределах 2000-3500. Если учесть, что в эту клеть приходит высоконагартованная полоса и даже при небольших обжатиях наблюдается резкий рост усилий, правомерным являлся вывод о достижении предела выкатываемости полосы для принятых условий дефор-

ПРОЕКТНЫЕ РЕЖИМЫ

номер кпети стана

Рис.14. Распределение относительного обжатия (А) я уровня натяжения полосы (Б') по клэтям стана 140С.

5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 относительное ОЫКМИ1 ■ 6-ОЙ КЛЕТИ СдХ

Рис.15.Зависимость Усилия прокатки в 6-ой клети стана 1400 от относительного обжатия полосы-' ( область малых обжатий).

Рпс.16.Анализ обрывов полосы при прокатке на стане 1400: I-проектные, 2-новые режимы прокатки.

мации, что собственно и; вызвало предложение о снижении диаметра валков. Однако теоретические расчеты, выполненные по известной формуле Александера и Форда,показали, что для заданных условий деформации и параметров технологической смазки минимальная толщина выкатываемой полосы составляет 0,10-0,12мм, что значительно меньше требуемого сортамента и решение проблемы необходимо было искать через снижение усилия.

Анализ изменения уцругого сплпцивания валков, формы очага деформации в зависимости от обжатия металла, выполненный на базе уравнений Смирнова и Стоуна,показал, что повышение относительного обжатия снижает интенсивность роста дуги контакта и давления, но снизить усилие прокатки, что необходимо было для .6-ой клети, возможно только в результате значительного уменьшения сопротивления металла пластической деформации.

Значительное снижение сопротивления деформации и давления дает эффект термического разупрочнения,детально изученого в работах Я.Д.Василева и др. исследователей.Расчеты и экспериментальные замеры,выполненные автором, показали (рис.1*3), что температура металла в очаге деформации 6-ой клети при высоких относительных обжатиях в 30-50% и скоростях прокатки 25-30 м/с может достигать 220-280°С. Высокий уровень дефектов и искажений кристаллической решетки высоконагартованной стали обусловливает ее термическое разупрочнение при температурах 220-250°С в среднем ш 25-28%. Эксперименты показали, что в диапазоне температур 240-320°С предел текучести высоконагартованной полосы из низкоуглеродистой стали снижается с 850-870 МПа до 650-700 МПа. Скоростной фактор и высокая интенсивность разогрева увеличивают этот эффект что вызывает интенсивное снижение давления и усилия прокатки (рис.17).

ш» ил

0,40, ¿-25-30«/с

1___Г

а 20 21 30 » 40 41

относиппыю« оежлгх! полосы ■ 6-ои клети £¿{¡0

$0

Рис.17. Зависимость усилия прокатки от относительного обжатия полосы в 6-ой клети (область больших обжатий).

Тп£

320 230 2*0 230 ИЛ (10

бг(£;Ы

бт(МПа)

Ш)

В 20 30 40 50 69 70 (0

й.

(1) пг-и £ = 40%

(2) при £=10%

Рис.18. Влияние обжатия металла на температуру и предел текучести (а); удельное давление (б) Ъ 6-ой клети.

О

Резкий, лавинообразный рост усилии связан также с появле-шем на дуге контакта, в области высоких давлений, вогнутости по-зерхности валка. Теоретические исследования^ выполненные совестно с Е.Д.Пановым при использовании метода конечных элементов ия расчета формы дуги и давлений;показали, что в области давле-шй выше 1600-1800 МПа, на дуге контакта появляется вогнутость, itо в свою очередь изменяет форму очага деформации и вызывает мльнейший рост давлений.

Процесс идет весьма интенсивно даже при незначительных из-ленениях обжатия и в совокупности с увеличением дуги контакта вызывает резкий рост усилия прокатки (рис.17). Снижение давле-зия до 1500 МПа исключает' это явление.

Таким образом, согласно результатам проведенного анализа, цля стабилизации работы 6-ой клети и всего стана в целом необходимо было значительно, в 4-5 раз, увеличить относительное обжатие металла. Его величина определяется выражением:

Д1 . U _L__гЗе. А=1,075-1,1.

6 ~ ni JiKg J (SX-ён) ;

Для условий прокатки жести толщиной 0,25-0,18мм оптимальный диапазон относительных обжатий 6-ой клети стана 1400 составляет 30-45$ (рис.17).

Для повышения точности на участке клетей Л 1-3 стана 1400

был применен комбинированный режим с рассогласованием скоростей

валков В'клети Л 2 до d. ^ = 1,08. При таком рассогласовании:

кр

во-первых, практически в 1,5 раза был снижен диапазон колебаний усилия, что особенно важно, так как на этой клети отсутствует ШУ; во-вторых, было компенсирован.о различие в характеристиках привода верхнего (I) и нижнего (2) валков, которое при симметричном по

и?/г 0)

скоростям процессе достигало / ¿г = 1,23-1,26, а- в результате на симметрии снизилось до (4> = 0,96.

На базе этих результатов были разработаны и освоены новые (рис.19) режимы обжатия для 6-ги клетевого стана 1400 с загрузкой первой и 6-ой. клетз^в диапазоне относительных обжатий

Я = 0,3*0,45 и рассогласованием скоростей во 2-ой клети. Перераспределение загрузки клетей позволило увеличить толщину подката до 2,3-2,4мм, снизить до (0,184-0,22) <ат уровень натяжения в 5-ом межклетевом промежутке; скорость прокатки увеличилась до 25-28 м/с (табл.2). Загрузка 6-ой клети обеспечила эффективную работу САРТ, САИШФ, обрывность полос снизилась на порядок. Часовая производительность стана на тонких номерах жести достигла 80-100 т/ч. Повысилась точность и плоскостность

Важный показателем качества жести является отсутствие даже мелких дефектов поверхности, одной из причин появления которых являются дефекты подката механического происхождения типа "риска", "забоина", "царапина". Совместно с П.П.Черновым, В.Л.Ыазу-ром изучена трансформация формы дефекта в процессе холодной црокатки, определены диапазоны относительных обжатий, где возможна полная выкатываемость дефекта на холоднокатаной полосе, и обжатия, цри которых на месте дефекта возможно разрушение металла.

На основе расчетов критических размеров дефектов и относительных обжатий полосы регламентировано качество и толщина подката для прокатки тонкой жести по размерам дефектов поверхнс ти типа "риска", "царапина", "забоина" откорректированы режимв последующей дрессировки. Это в 2-2,5 раза сократило отсортировг консервной жести по дефектам поверхности.

Таблица 2. Новые режимы прокатки жести в шестой клети стана 1400

Толщина жести, мм £в>* Т5-6.КН ^н/5-6/ Р, кН Упр/б/, м/с

0,28 30 - 35 45 - 50 0,20 - 0,24 950 -1100 25 - 30.

0,25 35 - 40 40 - 50 0,20 - 0,22 950 -1150 25 - 30

0,22 35 - 40 40 - 45 0,20 - 0,22 950 -1100 25 - 30

0,20 40 - 45 40 - 45 0,18 - 0,20 950 -1100 25 - 30

0,18 40 - 45 40 - 45 0,18 - 0,20 1000 -1100 25 - 30

НОВЫЕ РЕЖИМЫ

номер клети стана 1400

Рис. 19. Распределение относительного обжатия (А) и уровня натяжения полосы (Б)по клетям стана 1400.

Разработанные режимы загрузки 6-ти клетевого стана 1400, регламентация качества подката,режимы дрессировки включены в конплексную технологию производства жести на КарМК. Освоение технологии обеспечило цроектные показатели работы цеха как по эбъемам, так и по сортаменту и качеству.

С 1987 года был полностью прекращен импорт тонкой белой кести, что дало значительный экономический эффект.

Ш. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ И ОРГАНИЗА-ЦШ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОКАТАНОЙ ПОЛОСЫ ДЛЯ ЩЕЛЕВЫХ МАСОК КИНЕСКШОВ ЦВЕТНЫХ ТЕЛЕВИЗОРОВ СПОВЫШШНЫМ КАЧЕСТВОМ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Третий заключительный раздал работы связан с решением дробимы обеспечения электронной промышленности отечественной кине-:кшной полосой для целевых апертурных масок.

Переход электронной промышленности на производство новых цветных телевизоров с высокой четкостью изображения поставил за-1ачу коренного улучшения качества этой металлопродукции, приме-шемой для апертурной маски.

Апертурная маска - основная деталь кинескопа цветного толе-шзора представляет из себя перфорированную стальную пластину Дорической формы. Маски изготавливаются методом литографии на ¡епрерывных линиях из тонкой высококачественной стальной полосы.

Кинескопная полоса высокой точности выпускается на Магнито-'орском металлургическом комбинате с 1975 года. Технология по-¡троена на базе научных разработок А.Ф.Пименова, С.П.Антонова, ).И. Папченко, А.И. Целикова, А.И.Добронравого, Л.Н.Смирнова г других ученых.

В дальнейшем для расширения объемов и повышения качества на базе результатов исследований Ал.Д.Дейнеко, А.П.Шаповалова, Ан.Д.Дейнеко и др. производство подката было перенесено на Новолипецкий металлургический комбинат. Заключительный холодный передел был расширен за счет реконструкции 20-ти валкового стана 700 ШК, организации производства кинескопной полосы на 20-ти валковых станах 700 Апшнского металлургического завода и 1200 Новолипецкого комбината.

Таблица 3.

Технические характеристики кинескопной полосы

Параметры

ТУ 14-1-3035-75

1974-80

1980-86

ТУ 14-14097-86 1986-90

ТУ 14-1 4420-88 1991-95

¡Зарубежные

¡аналоги (ФРГ, Япо-.ния)_

Размеры Н/в

(мм?-. -_______

Солесь.анке угаерода/азота в стали,,'о

аН по длине

рулона .мм

±0,01 ±0,006

±0,008 +0,006

±0,006 ±0,004

±0,002 ±0,001

±0,002 ±0,001

Неплоскостность, мм/м

волна срединная

краевая (числ) /с числ)

Ь I*

2Т2+4) 2Г2Р4)

Шероховатость, мкм

0,32

0,32

0,2+0,5 0,35+0,65 0,5+0,8

Изотропность

Предел прочности (в состоянии поставки/; МПа

20-30 40-50 85 95 95

- - 80 120 120

558 785 360 - 380 - 380

560 540 540

5

Параметры ТУ 14-1- -3035-75 ТУ 14-14097-86 1986-90гг ¡ТУ 14-1-,¡4420-88 1991-95 Зарубежные

1974-80 ; 1980-66 ! .¡аналоги (ФРГ, Япония)

Предел текучести (после отжига), Ша — — 130 130 130

Удлинение на п^ощ.текучести - - 1.0 1.0 1,0

Величина зерна - - 6-9 6-8 7-8

коэрцитивная зила А/м - - 150 ПО 100

Существенное улучшение качества изображения на отечественных телевизорах было достигнуто в 1985-86гг. при замене в кинескопе дельтаструктурной апертурной маски на импортную щелевую, что связано с упрощением и более надежной работой системы сведения луча в кинескопе^рис.20•).

Эксперименты и опыт получения щелевой маски из отечественной полосы показали, что принятые допуски на разно-толщинность и неплоскостность( ТУ 14-1-3025) вызывают неравномерность прозрачности маски, а механические и структурные характеристики металла - сплошные 100 % разрывы тонких перемычек (табл.3).

Для этого типа масок необходимо было на базе исследований (теоретических и экспериментальных),новой организации производства коренным образом изменить качественные показатели кинескоп-ной полосы в части повышения точности и плоскостности и особенно изменить.механические характеристики металла, так как этот дефект был главной причиной практически сплошной отбраковки масок по разрывам перемычек.

а

0ос220мкм

С <= (ВО «км

у-аообто,007мм»

о

¥

о

Оо- 280мкм Эо" 50мкм См- 40 МММ Сс*120мкм

Уп(м> «а0025т0.003мм>

ЧИСЛО ОТВЕРСТИЙ ПО ПОЛЮ МАСКИ (ТЫС. шт.)

450*540 430+700 600+1300

ПРОЗРАЧНОСТЬ МАСКИ (%)р

28-32'"*"

21-22°'м0'8

10

»0.3

Рис.20« Виды апертурных масокг

а-устаревших кинескопов; б- телеЕизороЕ высокой четкости

В отличив от дельтаструктурных размеры сечения малых пере-ычек у щелевых масок сократились практически на порядок. Де-ормация сферизации осталась на дрогнем уровне (<£. ъ 6,5$), что стественно увеличило уровень напряжений в металле цри деформа-ии сферизации. Определенный эффект наложила и форма отверстий, го в совокупности и потребовало более высокую технологическую ластичность металла. Вопрос повышения технологической пластич-ости решался на уровне оптимизации химического состава, микро-труктуры и текстуры металла.

Действующая технология обеспечивала структуру металла отож-енной маски в виде ферритного зерна 5-8 балла с выделением по х границам малопдастичной фазы - свободного цементита. При -6 балла размер зерна соизмерим с размером перемычки, и малоластичные границы зерен могут являться центрами зарождения икротрещин, которые по мере развития деформации сферизации риводят к разрушению перемычки.

Эксперименты до измельчению зерна до 7-8 балла за счет окоренного охлаждения не дали положительных результатов, по-кольку одновременно с измельчением зерна возросла площадь ма-опластичной фазы границ.

Для удаления из структуры малопластичной фазы было предложе-о глубокое обезуглероживание стали. Обезуглероживание метала до 0,002+0,005#практически исключило наличие свободного це-ентита. При этом предел текучести металла в диапазоне реали-уемых обжатий снизился на 60-100 МПа, на 5-8$ увеличилось уд-инение, исчезла площадка текучести, что практически исключи-о необходимость дрессировки отожженной маски.

Оптимизация суммарной деформации определена условиями структурой текстурообразования в части обеспечения максимума, благоприятно направленных-, для последующей сферизащи плоскостей скольжения ( 112 } Н.П., а также получением равномерного зернг 7-8 балла. Определен оптимальный диапазон суммарных обжатий при заключительной холодной прокатке. Из рисунка 21 видно, что он лежит в пределах 28-32$.

Новые' да форма ционно-термичэскиа режимы обработки,разработанные автором при участии АйД.Дейнеко, Д.И.Алексеевой, А.И.Ермакова,и новый уровень механических свойств повысили технологическую пластичность металла и практически исключили разрывы перемычек при оферизации. Выход годного на опытных и промышленных партиях составил 92-95$, что соответствует требованиям потребителей«механическим характеристикам.

Вторым наиболее значимым дефектом щелевых апертурных масок, являются темные полосы. По характеру расположения они делятся на два вида, к первому относятся темные полосы, расположенные поперек направления прокатки, ко второму - хаотически расположенные темные полосы —"ребра".

Еак показали исследования, наличие, светлых или темных полос связано с изменением размеров отверстий и прозрачности маски. При дефекте первого вида отклонение толщины полосы от номинального значения в местах дефекта составляет 4-5 и более микрон. Для второго вида изменение толщины в месте дефекта не наблюдалось.

Образование темных поперечных полос связано с повышенной для данного типа масок, разнотолщинностыо полосы. При переходе на прокатку более мягкого обезуглероженного металла и особен-

10 10 40 50 60 70 «0

» -С = 0.002 т 0,004 О -С »0,03 Т 0,05

с»

5 6 7 6

вам зерна

£«■70-72% 1и - 910-930вС

" 710-750°с £« - 70-72 %

1н=7Ю-750°С £«=» 28^-29%

6

Рис. 21. Влияние относительного обжатия металла при .

заключительной холодной прокатке на ориентацию плоскостей скольжения текстуры (сплошные линии) и скорость.травления отверстий (пунктирные линии) ( А); распределение величины зерен в структуре отожженной апертурной маски из обезуглероженной стали (0=0,005$) (Б)

но с промежуточным отжигом, регламентирующим заданный уровень относительных обжатий, абсолютная и относительная разнотолщин-ность полосы.на заключительном этапе прокатки заметно возросли. Этот факт хорошо иллюстрируется кривой 2 на рисунке 22.

Данная закономерность изменения разнотолщинности характерна для условий, когда основой формирования продольной разнотол щинносг,и является биение валков и практически исключено влияние исходной разнотолщинности. Анализ гармоник, характеризующие биение валковой пирамиды, выполненный по.методике Г.В. Адшхмиш показал, что критическая разноголщинность в 4-5мкм на заключительной стадии прокатки формируется в результате некруглости валков (рис. 22 и 23).

Регламентация некруглости валков в пределах I мкм позволила снизить продольную разнотолщинность до 3-4 мкм и в значительной мере уменьшить отбраковку масок по этому дефекту (с 40-60$ до 6-1056).

Образование дефектов темные - светлые полосы второго вид вызвано неплоскостностью кинескопной полосы и связано с неплот ным прилеганием растра к поверхности полосы при экспонировани

Для оценки неплоскостности кинескопной полосы разработан новый растровый метод контроля, определены эталоны измерений и допуски на неплоскостность. Для выполнения этих допусков опр делен оптимальный поперечный профиль полосы на заключительной промежуточных стадиях прокатки, рациональный раскрой полосы, I жимы обработки металла по обжатию, натяжению и массе рулона.

Для прокатки "мягкой" кинескопной полосы в заданных диаш зонах обжатия и упрочнения метала оптимизирован диаметр рабе чих валков, выбран рациональный тип стааа.

-с*й05; е?«75Х (АО ГЕИШЛСАРТ) —С«?00С; 6™«75Х (гсгакстг. САРТ) —С*С'005; 507. (птемви. отжиг) -с$Цооз; Е^озок Септ лат им$

(Ц ф

толщина поисы по пюдом.мм

а

0,4 Р.Э ОД 0 твдш полосы по прсюдпм.км

¿Г

-1—I_;_I_!_1_I =______—

20 4С0 «<?0 а» ЙО 1250 Ш иа 59 !00 (Я 200 250

(щы геггши иеша йг.Ша дмхетр тога ешез, ин

I г

Рис.22. Изменение абсолютной /а/.гготносительной /б/ разнотолщинности при прокатке не' стане 700 ММК кинескопной полосы; взаимосвязь между толщиной

полосы и пределом текучести металла /в/ и между неравномерностью вытяжки и диаметром рабочих валков стана для прокатки кинескопной полосы /г/

а

5"

Рис.23. Круглограмма поперечного сечения рабочих валков /а/ и их горизонтальные развертки /б/: 1, 2 - после шлифования; 3 - номинальная; Р и V -отклонения от номинала; 1В~ длина окружности

Результаты проведенных исследований легли в основу новой технологии производства отечественной кинескопной полосы для апвртурных щелевых масок. Промышленное производство организовано с 1988г.

К концу 1989г. объем производства этой металлопродукции составил 8 тыс.тонн, что дало экономии валютных средств более 12 млн.долл. вследствие сокращения импортных поставок металла из ФРГ и Японии.

Для дальнейшего повышения качества и расширения объемов производства кинескопной полосы нами предложен технический проект и осуществлена коренная реконструкция Щелковского листопрокатного завода. На базе этого завода осуществлено строительство нового цеха по производству этой металлопродукции. Принципиально новым по сравнению с реализованной технологией в этом проекте является:

- предварительная калибровка и дрессировка подката в линии инспекции № I;

- глубокое обезуглероживание и деазотация стали в распушенных рулонах;

- применение станов кварто с рабочими валками диаметром 265мм, прямое регулирование толщиннпрокатываемой полосы;

- промежуточный колпаковый отжиг в атмосфере чистого водорода;

- правка-растяжение и дефектоскопия поверхности полосы в потоке линии инспекции;

- автоматизированный контроль качества и выдача сертификата на каждый рулон.

Ввод в эксплуатации 1-ой очереди этого комплекса позволит в 1993г. увеличить объем производства кинескшной полосы до 15 тыс.тонн в год, полностью обеспечить потребности цромышлен-ности России,поставлять металл на экспорт для Ущ>аины, Польши, Чехо-йювакии, Германии и Китая. Во второй очереди цеха: при установке, еще одного проектного стана кварто 900 и дополнительных средств отжига, производдтво можно увеличить до 30 тыс.тонн/ год.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Скороходов В.Ы. Проблемы и перспективы.развития прокатного дроизводства//Сталь. 1991. & 6, С. 41-44.

2. Скороходов В.Н., Липухин Ю.В., Пименов А.Ф. Освоение холодной прокатки и дрессировки тонких полос с рассогласованием скоростей валков//Сталь. 1983. & 8. С.48-52.

3. Скороходов В.Н., Поляков М.Г. Исследование сечения металла при несимметричной прокатке//Изв.вузов: Черная металлургия. 1977. № 8. С.73-75.

4. Скороходов В.Н., Муравлев М.А. Геометрия очага деформации при несимметричной тонколистовой прокатке//Изв.вузов: Черная металлургия. 1988. & II. С.56-61.

5. Скороходов В.Н., Пименов А.Ф., Муравлев М.А. Холодная несимметричная прокатка на стане кварто//Черная металлургия: Бюл.ин-та "Чермеинформация". М., 1976. В 22. С.31.

6. Скороходов В.Н., Пименов А.Ф., Муравлев М.А. Прокатка - волочение тонких полос: Экспресс-информ./Ин-т "Черметинформация", МЛ988 , 24 с.

7. Скороходов В.H., Полухин В.П., Муравлев М.А. Анализ энергосиловых параметров несимметричной тонколистовой прокатки//Металлург 1988. té 2.'С.66-73.

В. Скороходов В.Н., Ефремов Н.И., Пименов А.Ф. Расчет скоростных параметров непрерывной прокатки тонких полос//Изв.нузов: Черная металлургия. 1983. té 9.

Э. Скороходов В.Н., Ефремов Н.И., Пименов А.Ф. Квази одномерное уравнение прокаткп//Изв.вузов: Черная металлургия. 1982. té II. С.51-54.

10.Скороходов В.Н.; Ефремов Н.И., Пименов А.Ф. Моделирование внешнего трения при тонколистовой прокатке//Изв.вузов: Черная металлургия. 1984. té-З. С.68-69.

11.Скороходов В.Н., Пименов А.Ф., Липухин Ю.В. Уточнение методики расчета контакта напряжений при холодной прокатке тонких полос// Металлургия..1981. С.22-26.

Г2.Пименов А.Ф., Меандров I.B., Скрроходов В.Н. Технологические особенности производства высокоточных полос и листов//Металлур-гия стали, сплавы, прокат. Металлургия. 1982. 299 с.

13.Пименов-А.Ф., Скороходов В.Н., Ефремов Н.И. Асимметричные процессы прокатки//Сталь. 1982'. té 3.

14.А.с.106861 СССР.

15.Липухин Ю.В., Тишков В.Я., Скороходов В.Н.Контактное взаимодействие металла с валками при несимметричной црокатке//Изв. вузов: Черная металлургия. 1977. té I.

16.Полухин В.П., Скорохрдов В.Н., Пименов А.Ф. Получение высокоточного холоднокатаного листа для офсетной печати способом несимметричной прокатка//Изв.вузов: Черная металлургия. 1987. té I. С.67-72.

17. А.с.874236. СССР.

18. А.с.835536 СССР.

19. А.с.1093369 СССР.

20. А.с.1340839 СССР.

21. А.с.952391 СССР.

22. А.с.986944 СССР.

23. А.с.1053882 СССР.

24. А.с.1039601 СССР.

25. А.с.1493340 СССР.

26.- А.с. 1518037 СССР.

27. А.с.1447890 СССР.

28. А.с.889162 СССР. 29; А.с.1435652 СССР.

30. А.с.1488346 СССР.

31. А.с.1419837 СССР.

32. А.с.1199814 СССР.

33. А.с.954456 СССР.

34. А.с.998521 СССР.

35. А.с.1168615 СССР.

36. А.с.835536 СССР.

37. А.с.1030107 СССР.

38. Панов Е.Д., Скороходов В.Н. Расчет локального сжатия поверхности рабочих валков в очаге деформации при прокатке полос// Изв.в.узов: Черная металлургия. 1988. Л 8. С.51-56.

39. В.Н.Скороходов, С.З.Афонин, А.Д.Дейнеко . Новая технология и оборудование для производства кинескопной полосы//Сталь. 1991 № 2. С.36-42.

Ю. Скороходов В.Н., Бармин Г.Ю., Чернов П.П. Выкатываемость

дефектов поверхности при холодной прокатке и качество полооы// Сталь. 1991. № 5. С.45-48. =1. Разработка рациональной профилировки валков стана 700-Э для прокатки кинескопной полосы/В.Н.Скороходов, А.Д.Дейнеко, А.И.Ермаков и др.//Черная металлургия. Еюл.ин-та "Черметинфор-мация". М., 1989. Вш.7. С.60-61. г2. Производство холоднокатаной полооы для •магнитных экранов кинескопов/И.А.Муотафаев, В.Н.Скороходов, Т.П.Логинова и др. Производство холоднокатаной полосы для магнитных экранов кинескопов//Черная металлургия:Бол.ин-та "Черме информация". М., 1987. ВЫП.9. С.43-45.

М ГП *Э8текяпса" зек.361, пр. 140. уч. *эд. лю*. 2 ,35. пач. лжет. 3,5

О? 25 . 05 . 92р.