автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Разработка и исследование процесса горячей прокатки на листовом стане с активным управлением формой раскатов

& ..'/ОЬ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

~ \'л> ДОНЕЦКИМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

\ * '

На правах рукошси

ЮСКОВ ГЕРМАН ВАСИЛЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ НА ЛИСТОВОМ СТАНЕ С АКТИВНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ФОРМОЙ РАСКАТОВ

Специальность'05.03.05 - "Процессы и машины обработки

давлением"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ДОНЕЦК - 1996

Диссертация является рукописью

Работа выполнена в Донецком государственном техническом

университете.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Ю.В.Коновалов

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор В.С.Горелик,

- кандидат технических наук, доцент К.Н.Савранский

Ведущая организация - Донецкий металлургический завод №

Защита . состоится " " июня 1996 г. в 12 часов в аудитории Б.353 на заседании специализированного совета Д 06.04.03 в Донецком государственном техническом университете (340000 г.Донецк, ул. Артема, 58). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке техническое университета.

Автореферат разослан мая 1996г.

Отзывы на автореферат просим направлять в адрес университета.

Ученый секретарь специализирован^* го совета Д 06.04.03, д.т.н.

С.М.Сафьянц

-3-

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы-Выход годного на ТЛС Украины составляет 77-85%, на ТЛС 5500 Японии - 955?, на ШСГП Украины 93-9555, а на ШСГП Японки 99%. Следовательно, чрезвычайно актуальной продолжает оставаться роблема повышения выхода годного при производстве горячекатэнного иста.

Переход на технологии горячего посада слябов в нагревательные эчи и освоение "транзитной" прокатки на широкополосных станах горя-эй прокатки (ШСГП) обусловили необходимость редуцирования слябов, го значительно снизило выход годного на станах этого типа и сделало ктуальной решение задачи его повышения.

Переход на непрерывнолитые слябы ухудшил положение с расходом эталла на толстолистовых реверсивных станах (ТЛС), поскольку толщина эпрерывнолитых слябов на каждом металлургическом предприятии обычно цна (иногда две), а размеров по ширине 5-9. В связи с этим вновь по-зсилась актуальность разработки способов, позволяющих снизить на ТЛС тхода металла в обрезь.

Цель работы . Исследовать особенности формоизменения раскатов а листовых станах горячей прокатки с активным управлением формой ра-катов и разработать предложения по повышению выхода годного.

Объекты исследования: -процесс формоизменения при прокатке сля-зв в универсальных черновых клетях современных широкополосных ста-эв и технология редуцирования непрерывнолитых слябов с активным уп-эвлением формой;

технология производства листовой стали при прокатке на толстолисто-зм реверсивном стане с активным управлением формой для снижения об-эзи.

Научная новизна.Модедарование процесса формоизменения в системе эртикальные валки - горизонтальные валки (ВВ - ГВ) широкополосно-

го стана на стальных образцах с масштабом моделирования 1:1 о позес лило получить не только качественную , но и количественную характ£ ристику параметров формоизменения.

На основе полученных экспериментальных данных разработаны мат« матические модели свободного и вынужденного уширения металла на.о< новной части раската учитывающие размеры и химический состав исхо; ной заготовки, параметры ящичного калибра, структуру металла, мат( риал валков. Созданные математические модели параметров формоизм! нения концевых участков раскатов при прокатке в системе ВВ-ГВ учит вают обжатие на гладкой бочке ВВ и в ящичных калибрах в зависимое от параметров калибра ВВ.

Разработано математическое обеспечение, позволяющее рассчитыва' траекторию профилирования слябов в системе ВВ-ГВ универсальной кто ти ШСГП.

Практическая значимость. Исследования выполнены в соответсвии координационными планами работ по научно-техническому направлен: "Создание и освоение экологически чистых, ресурсосберегающих технол' гий в черной металлургии", утвержденными в Минчермете СССР.

С использованием новых методик разработаны режимы прокатки ра катов в ГВ универсальных клетей ШСГП, позволяющие сохранить равноме ность их загрузки при совмещенном процессе "прокатка-редуцирование"

Созданные функциональные модели параметров процессов формоизм нения и профилирования концов сляба (раската) являются математиче ким обеспечением автоматизированной системы гидропрофилирования вертикальных валках черновых клэтвй ШСГП и позволяют прогнозирова форму раската в плане.

Предложен способ прокатки в универсальной клети ШСГП, защите ный Авторским свидетельством, и разработано его математическое обе печение, позволяющее рассчитать параметры и активно управлять фо

¡ой раската с целью снижения концевой обрези.

Создан новый способ прокатки толстых листов (получен Патент на юобретение Российской Федерации), позволяющий получать листы толщи-юй менее зо мм с обжатыми кромками по всей длине и уменьшить боковую >брезь за счет уменьшения разноширинности по длине листов на ТЛС.

Разработанные схемы к режимы прокатки толстых листов с обрвзиы-Ш| необрезным!! и обжатыми кромками, учитывающие протяжку, прокатку 'на угол" и расчет обжатий в последнем проходе при разбивке ширины ю продольной схеме и протяжке при поперечной схеме могут быть ис-юльзованы при производстве горячекатаных листов толщиной менне зо мм уш повышения выхода годного за счет снижения боковой и торцевой обвези.

Основные положения, выносимые на защиту:

- методика расчета, приведенной толщины раската при обжатии в ВВ ; учетом вытяжки в них;

- методика определения приведенной толщины раската, основанная 1а энергосиловом принципе;

- математические модели формоизменения концевых участков раскатов при прокатке в системе ВВ-ГВ;

- математические модели для расчета свободного и вынужденного пипрения на основной части раската;

- новый способ прокатки в универсальной клэти ШСГП;

- новый способ прокатки толстых листов с обжатыми кромками;

- схемы и режимы прокатки толстых листов с обрезными, необрез-шми и обжатыми кромками.

Реализация результатов работы. Работа по исследованию параметров формоизменения при прокатке слябов в универсальных черновых клетях ИСГП выполнялась по договору с ДОННШЧЕРМЕТ и совместно с его сотрудниками. Результаты работы вошли составной частью в отчет ДОННШЧЕРШЗТ

-6" Разработать математическое описание и технологическое обеспечеш реализации основных функций САРШ подкатов в черновых грушах клете станов 2500 ШМК и ММК " и были продана НПО "ВНИИМЕТМАШ " для исжш зования при разработке АСУ ТП.

Разработанные режимы прокатки толстых листов с обрезными, неос резными и обжатыми кромками с целью снижения расхода металла и увел! чения выхода годного включены в технологическую инструкцию на лроиг водство листов на толстолистовом стане 2000 металлургического завод " Красный Октябрь " (г. Волгоград, Россия ).

Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения режиме составляет 944450 руб. (доля автора диссертации - 300000 руб.) ценах 1990 года.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы дс ложены и обсуждены на заседаниях секции ученого совета по прокатной производству ДОННМИЧЕРМЕТа, Донецк, 1989,1992г.; на ученом совете ме таллургического факультета Донецкого политехнического института, Дс нецк, 1989г.; Всесоюзной научно-технической конференции молодых уче ных, инженеров и рабочих "Создание и освоение экологически чистых ресурсосбврегащих технологий в черной металлургии", Донецк,1991 г. объединенном научном семинаре кафедры ОЩ ДонГТУ" и отделов прокатне го производства ДОННИИЧЕРМЕТ, Донецк, 1994-1996г.

Публикации. По материалам работы опубликовано 4 статьи, получе один патент, одно авторское свидетельство на изобретение, полоза? тельное решение о выдаче патента.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 162 страница машинного текста и состоит из ъ разделов, списка использованной лите ратуры из 81 наименования, содержит 38 рисунков, 25 таблиц, 4 прилс жения.

АНШТИЧЕСКМИ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

Анализ технических решений по управлению формой раската в плане а ШСГП показал, что в последнее время в мире широко внедряется ре-уцирование непрерывнолитых слябов по ширине в мощных клетях с верти-альными валками различной конструкции и компоновки. Во всех случаях ринимаются меры по устранению суженых участков раската и уменьшению лины концевых накатов, а следовательно - обрези.

Самый распространенный' прием- регулирование формы раската в пла-е при помощи гщфонажимных устройств во время обжатия раската в ВВ, наиболее применимый в реальных условиях - оптимизация деформацион-ых режимов, но для этого требуется математическая модель формирова-ия концевых участков.

Известные формулы для описания формоизменения при прокатке в си-теме ВВ - ГВ получены для определенных схем напряженно-деформирован-:ого состояния, в определенных диапазонах параметров и не в полной :ере соответствуют условиям прокатки полос в черновых универсальных ;летях ШСГП.

Не раскрыт в литературе вопрос по увеличению среднеинтегральной 'олиданы раската после значительных обжатий ширины, а соответственно, неизвестны нагрузки на оборудование горизонтальной клети при задаче раската с наплывами. Отсутствует методика, позволяющая оперативно и ;остаточно точно рассчитывать приведенную толщину раската при прокате в ВВ, годная для применения в АСУ ТП.

Существующие математические описания параметров формоизменения >аскатов учитывают отдельные факторы, влияние на процесс и не дают щенки комплексного влияния факторов таких как условия прокатки + юрма калибров +- форма слябов.

В литературе не обнаружено универсальных формул для процесса дедуцирования з линии ШСГП и математического описания при профилиро-

вании.

Анализ литературы по применению ВВ на TJIC показал, что выход го дного при производстве листа зависит от Форш, размеров и массы сля бов, схем и режимов прокатки листов, особенностей оборудования конк ретного стана.

Эффективным средством управления формой листов в плане являйте клети с вертикальными валками.

Можно считать решенной задачу производства листов и плит с ката ной кромкой при толщине их свыше 30-35 мл, задзча производства лис тов менее зо мм с катаной кромкой требует своего решения.

В соответствии,с поставленной в работе целью - "Исследовать осс бенности формоизменения раскатов на листовых станах горячей прокаа ки с активным управлением формой раскатов и разработать предложенк по повышению выхода годного" и выполненного анализа технической ле тературы сформулированы следующие задачи исследования:'

1.Изучить процесс редуцирования слябов в системе вертикальные горизонтальные валки на ШСГП.

2.Разработать математические модели формоизменения раскатов npi прокатке их в горизонтальных и вертикальных валках.

3.Определить наиболее рациональный способ управления формой рас катов и разработать'математическое обеспечение, позволяющее рас считать параметры управления формой раскатов при их редуциров! нии в лиши ШСГП.

4.Разработать схемы и режимы прокатки на ТЛС с активным управл* нием формой раскатов, обеспечивающих повышение выхода годного, том числе и за счет прокатки листов с обжатыми кромками.

ИССЛЕДОВАШЯ ДЕФОРМАЦИИ РАСКАТА В СИСТЕМЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ - ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ВАЖЙ В ЧЕРНОВЫХ КЛЕТЯХ СОВРЕМЕННЫХ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СТАНОВ

Деформация раскатов в вертикальных валках сопровождается начительным приконтактным утреннем .которое необходимо учиты-ать при расчетах нагрузки в последующих ГВ.

Приведенную толщину можно определить из выражения:

Но^НщМн- (1)

де

Hq, Вп~толщина и ширина раската на входе в ВВ;

Нпр,В1-приведенная толщина и ширина раската после обжатия в ВВ; - коэффициент вытяжки металла в ВВ.

Графо - аналитической обработкой данных получено выражение ,ля определения коэффициента вытяжки раската в ВВ вида

1 В 1 в

, . = 0,5-^2- Г Го, 19—— + i] + 0,12 Го,1 -3- - ill + I , (2)

В™ Ll Hr, J Ът 1 Н.

op О op и

'де -тг^ - параметр ггоокатки в ВВ. г'ср

После подстановки выражения (2) в (I) получены значения приве-;енной толщины раската в зависимости от параметров процесса прокатки i вертикальных валках и размеров раската.

Предварительная деформация раската вертикальными валками и обус-ювленное этим изменение входаой -толщины требует пересчета настройки 'оризонтальных валков, последовательно расположенных универсальных :летей. Принцип перестройки горизонтальных валков в этом случае зак-шиается в равномерном распределении общего прироста толщины от обжа-■ий в вертикальных валках на все прохода в горизонтальных валках чер-

-га-

НОВОЙ группы клетей.

Данная методика реализована в виде программ на персональном ком пьютере "ХТ" и использована для расчета настройки черновой групп клетей стана 2500 НЛМК при реализации совмещенного процесса проката и редуцирования .

Однако, из-за сложностей в определении коэффициента вытяжки промышленных условиях,при отсутствии АСУ ТП на реальном ШСГП примене ние описанной методики может быть затруднено. В этом случав предлагг ется методика определения среднего приращения толщины, сущность коте рой заключается в приравнивании одного из энергосиловых параметре при "проглаживают" в ГВ (мощности, силы или момента прокатки) пре' варительно обжатых раскатов в ВВ и при прокатке в ГВ аналогичных шк ских раскатов с обжатием, значение которого может быть принято : приведенное приращение толщины в ВВ.

Приведенная толщина раската в ВВ является начальной при послед; щем обжатии в ГВ и определяется как суша

н т = н „ + ан., , (3)

пр о в

где - среднее по ширине уширение при прокатке в вертикальн валках (приращение толщины). Для натурных условий ( с учетом масштабного коэффициента) пол чили выражение:

г АВ , Вп л-Г'49

Д^ = 0,СЮ4б[—§- (б (369,2 - ДВв]] , (4)

во "о

где АНр - обжатие в ГВ;

АВв - обжатие в ВВ универсальной клети.

Полученное по уравнению (4) обжатие в ГВ принято за приведен] приращение толщины раската после обжатия в ВВ

АНг = а^.

Таким образом, по заданным размерам сляба и обжатию в ВВ опреде лили приведенное приращение толщины и по зависимости (3) приведенную толщину сляба после ВВ.

При редуцировании и при прокатке в ГВ универсальной клети возникает уширение раскатов, имеющее две составляющих 6В (свободное) и ВВд (вынужденное).

В результате проведения лабораторных исследований получена математическая модель вынужденного (дополнительного ) 8ВД уширвния:

авд = 0,395.Ксм.Ккал.Кс^.Км.АВ. (В0/П0)0'2. (гНзЛООО)-0'15? (Б)

Ккал.= °'8 / Ь + ) ' Ь - . (6)

где 5В - вынужденное уширение в ГВ, .обусловленное наплывами на боковых кромках сляба после обжатия в ВВ;

\ап ~ коэффициент, учитывающий параметры ящичного калибра;

Ксм - коэффициент, учитывающий смежность проходов (дробность

деформации) в вертикальных валках при реверсивной прокатке;

Кстр "" к09®?1^911?> учитывающий структуру металла, прокатываемого е ВВ (для литых слябов в первом проходе К®Тр=0,7...0,8, для катаных слябов и в последующих проходах К®Тр=1);

В , В - ширина калибра у разъема и дна соответственно;

Км - коэффициент, учитывающий марку стали (для углеродистых и низколегированных сталей Км=1);

й - радиус вертикальных валков; в

Ьр - глубина ручья ВВ.

Для составляющей свободного уширения 6ВС получена зависимость: бВс = Кс?р' 3'04, АНг'(АНг^о)0,454'№о/но)"1'15'Кмв'ки- <7>

где 6ВС - свободное уширение в ГВ;

- коэффициент, характеризующей структуру металла, прокатк-

"0,6.,,0,8, для казака слябов и в последующих прохода:

кЕтР=Т):

К - коэффициент, учитывающий материал валков (для стали КМБ=

=1, для чугуна КМБ=1,1...1,3).

Уширение öBr. из двух составляющих /1

при прокатке в ГВ универсальной клети приводит к искажению Форш ра ката в клане, так как концевые участки и центральная часть раска при установившемся процессе прокатки деформируются по разному.

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПАРАМЕТРОВ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ РАСКАТА НА ОТДЕЛЬНЫХ УЧАСТКАХ ДЛИНУ СЛЯБА ПРИ РЕДУЦИРОВАНИИ В CKGTEME- ВВ-ГВ

Форма раската в плане, после прокатки в ВВ и ''проглаживаяия' ГВ показана на рис.1(а а после прокатки в ГВ - ка рис.1,6.

В зависимости от формы бочки ВВ, относительного обжатия в BI отношения В/Н выражения для определения уттт образца имеют вид {■ обжатии в ВВ и "проглаживаник" наплывов в ГВ): ВВ с гладкой бочкой

ваемого в ГВ (для литого сляба в первом проходе К

'стр

6Bv=öB_+öB„ у> Д

(8)

ВВ с ящичными калибрами

Передний конец сляба

вания" в ГВ (поперечное сечение II);

б - после прокатки в ГВ. Гп. ЗГз - вогнутости переднего и заднего торцов шснатэ; 6п' е3 ~ Утяжа ширины на переднем-и заднем концах раската; 1П , 13 - длина криволинейных участков переднего и заднего

концов раската; 1>вг - длина образца после прокатки;

Ввг'Нвг ~ ширина и толщина образца в среднем сечении по длине после прокатки;

1д - длина переднего и заднего уширенных концов;

гТ -г

1д - -выпуклость пэрвднего и заднего торцов; - уиирение переднего и заднего концов.

Рас I.

28,

АВ В

- 0,223 —

р, I

Н

К5 кал,п

т,5

I- 2,i39-iy (вр- вд)

I - 34,23•hp/B

(II)

где п = коэффициент, учитывающий влияние параметров ящичного калибра;

Задний конец сляба

26„ АВ В

—- = - 0,188— - 0,69 -К „ „ ;

В в Н J кал'3

(12)

К'

'кал, з

I- 1,64>hp/(Вр- Вд) I - 26,245.hp/B

(13)

Получены также выражения для определения длины 1 , 1в утянут по ширине концов сляба, математические модели вогнутости переднего заднего торцов раскатов 13 в зависимости от формы бочки ВВ, отн< сительного обжатия в ВВ и отношения В/Н.

РАЗРАБОТКА СПОСОБА АКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ФОРМОЙ РАСКАТА И ЕГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИИ В СИСТЕМЕ ВВ-ГВ ШИРОКОПОЛОСНОГО СТАНА

Превалирующую долю в искажении формы, а следовательно , в мас-< обрези имеют участки раската переменной ширины , особенно на широю раскатах.

Дня минимизации концевой обрези в процессе прокатки необходш исключение участков концов переменной ширины путем получения сужен

концов 0П и §3 на подкате в чистовую группу в пределах заданной, технологически допустимой величины, которая обусловлена изменением ширины концевых участков в чистовых клетях. С этой целью разработан способ прокатки в универсальной клети ШСГП с активным управлением формой раскатов в плане.

Способ прокатки осуществляется следующим образом. Исходный сляб с прямоугольным сечением задают в ВВ универсальной клети, установленные с начальным зазором Зд.

После захвата переднего конца сляба обжатие в ВВ увеличивают , определяя его в диапазонах изменения параметров В/Н=4...10: ЛВ/АН=1,0...4,5; ЛВ/В=0,03... 0,15 по формуле

АВ^= АВ - £-2,5.<1/1п) + 1,5.(1/1п)2]], (14)

где 1 - текущая длина сляба (О ^ И 1 );

1П- прогнозируемая длина переднего .утянутого по ширине конца рас ката в случае прокатки сляба в ВВ без профилирования и последующей прокатки в ГВ. После окончания профилирования переднего конца сляба зазор между ВВ устанавливают равным заданному

1=1

Вр = В - АВП п . (15)

При отом Еысота и ширина наплывов у кромок сляба достигают максимальной величины.

Заднюю часть сляба прокатывают в ВВ с переменным уменьшающимся к торцу обжатием, определяя его по уравнению:

, г г 1 - (Ь-13)-, Д -№-13> п 2. Щ = АВ - о3|-0,55-|---— ] + 1,55-^-] |

-а

где 1, - текущая длина сляба (Ь-1Ч) ^ 1 $ Ь и прогнозируемая длина заднего утянутого по ширине конца раската в случае прокат-

ки сляба в ВВ баз профилирования и последующей прокатки в ГВ.

Деформацию в ВВ узких граней заднего конца сляба с переменны? уменьшающимся обжатием АВ* производят вплоть до еыходз заднего торц: сляба из ВВ, при этом межвалковый зазор увеличивают до величины Бк. Уменьшающееся обжатие и неполный жесткий конец обусловливают уменьшение неравномерности деформации по ширине, выражающееся в уменьшены высоты и ширины прикромочных наплывов до нулевых значений на задне> торце.

После обжатия в ГВ передний конец раската принимает вид в плане, близкий к прямоугольному с прямоугольным поперечным сечением .

На рис.2 представлены профилограммы ширины В по длине Ь исходного сляба (прямая В), раската на выходе из ГВ, прокатанного в ВВ бе; профилирования концов (кривая В), а также траектория изменения зазор! ВВ по длине сляба (кривая Б). Кривая Б имеет три участка: начально! длиной 1 , на котором мезквалковый зазор Б уменьшают от начально! величины Бн до рабочей Бр, средний с постоянным рабочим зазором Эр 1 конечный участок длиной 1 , на котором межвалковый зазор увеличиваю-от рабочей до конечной величины 5К.

Опробование разработанного способа на ШСГП 2000 показало, чт< предлагаемый способ прокатки позволяет снизить расход металла в обре зь на 8 кг/т , уменьшить Бремя цикла прокатки в универсальной клеи за з прохода на Ю %. Способ защищен авторским свидетельством.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ИСКАЖЕНИЯ ФОРШ В ПЛАНЕ ГОРЯЧЕКАТАННЫХ ЛИСТОВ НА ТОЛСТОЛИСТОВОМ РЕВЕРСИВНОМ СТАНЕ

Стан гооо металлургического завода " Красный Октябрь" (г. Волго град) предназначен для производства листов толщиной 4--.35 мм, шири ной 1000...1700 мм, длиной эооо...бооо мм .

В своем составе стан 200О имеет з клети-, горизонтальный окалино

-17-

Профилограмма В и траектория изменения зазора Б ВВ по длине сляба

5,8 Ч

в

V

«а

N _\

I».

Рис

ломатель дуо 1120*1250 мм, вертикальную клеть 970*700 мм, клеть квар-ТО 1120/1800*2000 мм.

В процессе проведения исследований на стане 2000 установлено, что все листы из нержавеющих и углеродистых сталей по характеру отклонений размеров исходных слябов и формы кондов можно разделить на две группы: листы, прокатанные по продольной схеме (рис.з.а) и листы, прокатанные по поперечной схеме (рис.з.С).

В результате исследований установлено, что искажения формы исходных слябов усугубляются при традиционной продольно-поперечной прокатке. Передний и задний концы сляба начинают деформироваться на 2-3 проходе в ГВ из-за наличия утяжек в то время как средняя часть уже обжата и имеет место вытяжка и уширение.

Неравномерность вытяжек при разбивке ширины и продольной прокатке приводит к сужению концов и искажению формы листов в плане, что обусловливает необходимость больших припусков на боковую обрезь для выполнения заказа по ширине.

Средняя разноширинность листов по всему сортаменту стана 2000

для продольной схемы прокатки составляет от 93 мм до 11 о мм, для по перечной схемы от 35 мм до 61 мм ( нержавеюще стали ) и от 83 мм до 118 мм ( углеродистые марки сталей) , что приводит к значительной боковой обрези.

Схема замера листов в потоке стана

а- продольная схема прокатки; б- поперечная схема прокатки.

Рис.3

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОКАТКИ НА ТОЛСТОЛИСТОВОМ СТАНЕ С АКТИВНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ФОРМОЙ РАСКАТОВ.

Целью предлагаемой технологии прокатки является уменьшение боко вой обрези за счет снижения выпуклости по ширине и средней разноши ринности раскатов в партии листов, а также получение листов с обжаты ми кромками по всей длине.

Разработан способ прокатки толстых листов с ойкаташ

кромками, защищенный патентом, включающий поэтапную разбивку ширины и продольную прокатку в ВВ и ГВ, отличающийся тем, что коэффициенты вытяжки на этапах разбивки ширины, кроме последнего, устанавливают в зависимости от суммарного коэффициента вытяжки и отношения ширины к толщине сляба, между этапами производят два продольных реверсивных прохода в ВВ и проглаживающий проход в ГВ. При суммарном коэффициенте вытяжки при разбивке ширины, превышающем 2,3...2,5 на первом этапе разбивки ширины производят две пары реверсивных проходов с задачей раската под углом чо - 20° к линии прокатки, причем между параш меняют направление угла задачи.

Задача сляба под углом к линии прокатки в первых двух парах проходов разбивки ширины уменьшает динамические нагрузки главной линии клети.

Новый способ позволяет получить, листы с обжатыми кромками по всей длине, а также уменьшить боковую обрезь за счет снижения выпуклости по ширине и средней разноширинности в партии листов.

Разработана методика, позволяющая за счет корректировки обжатия в последнем проходе при разбивке ширины (при продольной схеме прокатки ) и в последнем проходе при протяжке (при поперечной схеме прокатки ) обеспечить прокатку раскатов в диапазоне боковых припусков на обрезь.

Разработаны и включены в проект технологической инструкции на производство .листов на стане 2000 режимы прокатки, учитывающие все вышеперечисленные предложения, что позволяет снизить расход металла в обрезь и увеличить выход годного.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

i.Выход годного на TIC Украины составляет 77-S5 %, а на стане 5500 Японии достигает 95 % -Выход годного на ШСГП Японии был достиг-

нут 99 %, на ШСГП Украины - 93-95 %, однако переход на технологию горячего посада слябов в нагревательные печи, а в еще большей стелет: освоение транзитной прокатки обусловили необходимость редуцирования слябов,что значительно снизило выход годного на ШСГП. Следовательно, разработка технических и технологических решений по повышению выход? годного на ТЛС и ШСГП продолжает оставаться чрезвычайно актуально* проблемой.

2.Изучен процесс редуцирования слябов в системе ВВ-ГВ на ШСГП I разработаны математические модели для расчета свободного ] вынужденного уширения на основной части раската отличающиеся от известных тем, что находятся в зависимости от размеров и химсостава исходной заготовки, параметров ящичного калибра, структуры металла, ма териала валков, математические модели утяжки ширины, длины и вогну тости концов раската в ВВ ( с ящичными калибрами и на гладко бочке), отличающиеся от известных тем, что находятся в зависимости о параметров калибров ВВ, формы исходной заготовки и параметров прокат ки в широком диапазоне изменения, модели в ГВ, а также общая матема тическая модель формоизменения концов раската при естественно процессе прокатки (без активного влияния на форму концов).

3.Предложен новый способ прокатки в универсальной клети ШСГП, отличающийся от известных тем, что с целью повышения выхода годного, боковые грани переднего и заднего концов раскатов профилируют с пере менным обжатием в ВВ, которое утанавливают в функции прогнозируемь величин утяжек ширины и длины искаженных концов раската после ГВ щ прокатке в ВВ без профят-фования (способ защищен авторским свидс тельством) и разработано математическое обеспечение для расчета пар. метров управления формой раската в системе ВВ - ГВ. Опробование ра; работанного способа на ШСГП 2000 показало, что расход металла обрезь снижается на 8 кг/т, время цикла прокатки в универсальной кл«

ги за три прохода уменьшается на 10%.

4.Установлены значительные колебания массы, размеров и формы злябов на ТЛС 2000 ,что обусловливает среднюю разноширинность готовых листов. Это одна из основных причин потерь металла в обрезь.

5.Лабораторные исследования и промышленное опробование позволили выявить оптимальный реким с использованием прокатки раскатов "на угол" и увеличение обжатия при протяжке.

Применение этих мероприятий позволило уменьшить разноширинность в среднем на 100 мм (при поперечной схеме прокатки) и уменьшить длину искаженных концов готовых листов на I..Л,5 м (при продольной схеме прокатки) по сравнению с традиционной технологией.

6.Разработан новый способ прокатки толстых листов с обжатыми кромками, отличающийся от традиционных тем, что производят поэтапную разбивку ширины с обжатием боковых кромок в ВВ после каждого этапа и при суммарном коэффициенте вытяжки при разбивке ширины, превышающем 2,3...2,5, на первом этапе разбивки ширины производят две пары рвверсиЕНЫХ проходов с задачей раската под углом 10-20° к линии прокатки, причем между параш проходов меняют направление угла задачи. Ка изобретение получен патент России.

?.Новый способ позволяет получить листы с обжатыми кромками по всей длине, уменьшить боковую обрезь за счет снижения выпуклости по яирине и средней разноширинности листов в партии .

8.Разработаны и включены в проект технологической инструкции на производство листов на стане 2000 режима прокатки, учитывающие вышеперечисленные предложения. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения режимов составляет 944450 руб. (доля автора диссертации В00000 руб.)чв ценах 1990 года.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ:

I.Юсков Г.В., Руденко Е.А., Литвинова Т.е. К вопросу снижения

концвЕой обрези подката из слябов значительно большей ширины // Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф. "Создание и освоение экологически чистых, ресурсосберегающих технологий в черной металлургии" ( г.Донецк, 22 - 24 мая 1991 г. ).- Донецк, 1991.-с.61.

2.Юсков Г.В., Руденко Е.А., Литвинова Т.е. Математические модели утяжки ширины на участках переднего и заднего концов сляба при прокатке в вертикальных валках// Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф. "Создание и освоение экологически чистых, ресурсосберегающих технологий в черной металлургии"(г.Донецк, 22 - 24 мая 1991 г.).- Донецк , 1991 . -с . 61-62 .

3.Юсков Г.В., Рудэнко Е.А., Литвинова Т.С. Математические модели прогнозирования веерообразного уширения на участках переднего и заднего концов раската при прокатке в горизонтальных валках// Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф. "Создание и освоение экологически чистых, ресурсосберегающих технологий в черной металлургии" (г.Донецк, 22 - 24 мая 1991г.).- Донецк, 1991. -с.62-63.

4.К расчету настройки горизонтальных валков универсальной клети/ В.В.Оробцев, О.Е.Таллер, Г.В.Юсков и др.// Металлургическая и горнорудная промышленность.-I991.-М.-с.38-40.

5.А.С-.1665596 .СССР, МКИ 5 В 21 В 1/26 /Способ прокатки слябов I универсальной клети / Ю.В.Коновалов, Е.А.Руденко, Г.В.Юсков и др. (СССР).-.№4730848/02, Заявл.22.08.89; Опубл.22.03.91,Бюл.N27.-9с.:илл,

6.Патент.2019324, Российская Федерация, МКИ 5 В 21 В 1/3* /Способ прокатки толстых листов с обжатыми кромками/13.В.Коновалов Е.А.Руденко, Г.В.Юсков и др.-14с.:илл.

-23-АН0ТА.Ц1Я

Юсков Г.В.Тозробка та досл1дження процесу гарячоч прокатки на листовому стан1 з акшвним управлчнням формою розкат1в"

Дисертацчя на здобуття наукового ступеня кандидата технччних наук за фахом 05.03.05.- "Процеси та машини обробки тиском"

Донецький деркавний технтчний унчверситвт, Донецьк, 1996.

Захщаеться 4 наукових прац1, I авторське свчдоцтво, I патент та I позитивно р-шення про надання патенту.

У дисертацп дано теоретичне обгрунтування та нове ривення проб-ми розробки технолог1й виробнщтвз листового прокату на товетолис-вих та широкоштабових станах гарячоч прокатки, яке полягае в удое-заленн1 на шдставч теоретичних та експеримантальяих моделей формо-1нення розкат1в s метою знкження розходу металу в обрчз.

Ключов1 слова: дистова прокатка, ун1нереальна чорноза кл1ть, математична модель, формозмчкення.

ABSTRACT

Yuskov S.V."Develpoment ana research of process of hot processing by pressyre on a sheet the rolling mills with active management of form oi sheets"

Thesis for candidates degree on the speciality 05.03.05 "Processes and machines of treatment oy pressure".

Donetsk State University, Donetsk, 1996.

There are defended 4 scientific works and ■ certificates of invention.

In the dissertation the theoretical, suastaation ana new decision a problem of development of the nKN0W-3»W of sheet hire on sheet broadband rolling mills hot rolling is given, which consists of movement on the basis of theoretical sad experimental of models ige of the form sheets with the purpose of decrease of the charge i metal In ¿junk.

Подп. в печать Формат 60x84 Бумзгз тип. №2 .

Ризографическая печать. Усл. печ. л. . Усл. кр.-отт. /^¡1/ . Уч .-изд. л.. Тираж О экз. Заказ № 55 ¡3(> р^

Донецкий государственный технический университет, 340000, г.Донецк, ул. Артема, 58 МЧП "ЛИК", г. Донецк, 230-й стрелковой дивизии, 16