автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Развитие теории и технологии высокоточной холодной прокатки тонких полос с заданным комплексом физико-механических свойств для кинескопов

На правах рукописи

ГОРБУНКОВ СЕРГЕИ ГРИГОРЬЕВИЧ

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ВЫСОКОТОЧНОЙ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТОНКИХ ПОЛОС С ЗАДАННЫМ КОМПЛЕКСОМ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЛЯ КИНЕСКОПОВ

Специальность 05.16.05 «Обработка металлов давлением»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в открытом акционерном обществе «ЩЕЛКОВСКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ЗАВОД»

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор

Гун Геннадий Семенович Дурнев Василий Дмитриевич Полухин Владимир Петрович

Ведущее предприятие:

ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат»

Защита состоится 16 февраля 2005 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 002.060.02 в Институте металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 119991, ГСП - 1, Москва, Ленинский пр., 49.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН.

Автореферат разослан января 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета. доктор технических наук, профессор

Шелест А.Е

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Прецизионные магнитно-мягкие холоднокатаные полосы используются для изготовления деталей кинескопов телевизоров и дисплеев, главными из которых являются теневые маски и магнитные экраны. Теневая маска представляет собой сетку с более чем полумиллионом растровых отверстий прямоугольного сечения. Эти отверстия обеспечивают точное попадание луча из соответствующей электронной пушки на люминофор красного, зеленого и синего свечений триад, нанесенных на экран кинескопа, чем обеспечивается высокое качество воспроизведения цветного изображения

Магнитный экран представляет собой цельноштампованную или сборную конструкцию, изготовленную из прецизионной обезуглероженной стальной полосы, размещенную внутри кинескопа и предназначенную для устранения влияния магнитного поля Земли на качество изображения. Магнитный экран обеспечивает точное выведение цвета в любой точке кинескопа цветного телевизора. Несмотря на появление жидкокристаллических матриц и плазменных панелей, цветные кинескопы с катодными пушками находят широкое применение в электронной промышленности, причем требования к качеству прецизионных полос, используемых при их изготовлении, непрерывно возрастают. При этом потребители регламентируют требования к химическому составу стали, точности и плоскостности полос.В частности, концентрация углерода должна быть равномерной по длине полос и не превышать 20 ррт. При сечении кинескопной полосы 0,07...0,25x420...650 мм допускаемая поперечная и продольная разнотолщинность составляют 2 и 4 мкм соответственно, местная волнистость в средней части полосы не более 1 мм/м.

Чрезвычайно высокие требования потребители предъявляют к качеству поверхности, дефекты на которой не допустимы. Одновременно с общепринятыми показателями шероховатости поверхности ^=0,65...0,85 мкм, ^ <5 мкм, Sm =100... 120 мкм), регламентированы и такие параметры, как Sk=+0,l...+0,5 и Sn=20...50 ед.

Механические свойства (ав, 5, НУ) потребители регламентируют как в состоянии поставки полосы в нагартованном состоянии, так и после имитирующего отжига образцов. Помимо этого, регламентированы величина зерна феррита, коэрцитивная сила Нс и магнитная проницаемость 13.

Следует отметить, что комплекс требований к кинескопным полосам и полосам для магнитных экранов настолько высок, что их производство способны осуществлять в мире только 3-4 специализированных предприятия, технология которых является предметом «ноу-хау».

В конце 80-х годов прошлого столетия на Щелковском металлургическом заводе был введен в строй металлургический комплекс по производству стальных прецизионных полос. Предполагалось, что при производственной мощности 15 тыс. тонн холоднокатаной полосы в год, завод обеспечит выпуск высококачественной кинескопной полосы и полосы для магнитных экранов. Однако из-за отсутствия комплексных научнообоснованных техноло-

гий в тот период времени не удалось получить продукцию требуемого качества, и завод простаивал, тогда как зарубежные предприятия все эти годы непрерывно совершенствовали свою технологию.

Разработать технологию производства прецизионных холоднокатаных полос с заданным комплексом физико-механических свойств для кинескопов оказалось возможным только на основе глубокого изучения процессов, происходящих при их обезуглероживании, деформационно-термической обработке, матировании. Кроме того, потребовалось развитие теории холодной прокатки применительно к высоконагартованным тонким полосам, что обеспечило возможность расчета и оптимизации технологических режимов.

Возможность решенной научно-технической проблемы состоит в том, что полученные результаты применимы к весьма широкому сортаменту прецизионных полос, используемых в приборостроении, электротехнической и других отраслях промышленности. Закономерности формирования микрорельефа валков при электроразрядном текстурировании, а также полос при матировании могут найти применение на металлургических предприятиях, производящих холоднокатаную автолистовую сталь.

Цель работы. Цель настоящей диссертационной работы состояла в разработке и освоении комплексной технологии производства прецизионных магнитомягких полос для магнитных экранов, а также кинескопных полос. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. На основе развития теории продольной прокатки уточнить модель очага деформации применительно к нагартованным тонким холоднокатаным полосам. Разработать алгоритм расчета формообразования прецизионной стальной полосы при холодной прокатке, учитывающий наличие в геометрическом очаге деформации зон упругости.

2. Создать компьютерную модель для расчета режимов холодной прокатки прецизионных полос.

3. Исследовать с позиций термодинамики процессы обезуглероживания стальной полосы в атмосфере увлажненного азота и разработать на этой основе режимы обезуглероживающего отжига, обеспечивающие снижение концентрации углерода до уровня менее 15 ррт.

4. Исследовать влияния деформационно-термической обработки на формирование микроструктуры, механических и магнитных свойств холоднокатаных полос из обезуглероженной стали.

5. Изучить процессы формирования микрорельефа валков при электроразрядном текстурировании и полос с различными прочностными свойствами при многопроходном матировании.

6. Разработать технологию получения прецизионных полос для магнитных экранов с заданными механическими, магнитными свойствами и качеством отделки поверхности.

7. Разработать технологию получения прецизионных полос из обезуг-лероженной стали для теневых масок различного назначения с заданными показателями качества.

Научная новизна.

1. Новые представления об очаге деформации при тонколистовой прокатке нагартованных стальных полос с учетом зон упругого сплющивания и восстановления полосы. Уточненный алгоритм расчета энергосиловых, кинематических и геометрических параметров прокатки полосы, обеспечивающий получение минимальной разнотолщинности и неплоскостности.

2. Закономерности процесса обезуглероживания нагартованной полосы из малоуглеродистой стали в атмосфере увлажненного азота с позиции термодинамики и методики расчета технологических режимов обезуглероживания распушенных рулонов.

3. Результаты исследований влияния деформационно-термических воздействий на формирование микроструктуры и физико-механических свойств кинескопных полос и полос для магнитных экранов различного назначения.

4. Теоретические и экспериментальные закономерности формирования микрогеометрии валков в процессе электроразрядного текстурирования и матирования полосы.

5. Комплексная технология производства кинескопных полос и полос для магнитных экранов различного назначения, обеспечивающая их высокое качество и конкурентоспособность.

Практическая значимость. Научные разработки, технические и технологические решения, изложенные в диссертации, послужили основой для создания комплексной технологии производства прецизионных магнитомяг-ких полос толщиной 0,09...0,15 мм для магнитных экранов и кинескопных полос толщиной 0,15.. .0,22 мм категорий прочности АК, АКХ, АКМ.

Основные результаты проведенных исследований нашли свое практическое применение и внесены в технологические инструкции цеха прецизионного проката ОАО «Щелмет». Новизна полученных технических решений подтверждена патентами Российской Федерации.

Разработанные режимы холодной прокатки полос применяются на реверсивном стане кварто 800 при производстве высококачественного проката широкого сортамента различного назначения.

На основании расчетов определены и внедрены в производство новые режимы обезуглероживающего отжига распушенных рулонов, благодаря которым существенно улучшены магнитные характеристики полос.

Результаты экспериментальных исследований формирования микрорельефа при электроразрядном текстурировании нашли применение при подготовке рабочих валков реверсивного стана кварто 800.

Созданные технологические режимы матирования используются для отделки поверхности нагартованных кинескопных полос.

Экономический эффект от внедрения результатов работы (в долевом исчислении) составил около 10 млн. рублей.

Личный вклад соискателя. При проведении исследований, результаты которых опубликованы в соавторстве, диссертантом определены идеология и постановка научных задач, лично разработаны расчетные методики и предложены основные идеи технических и технологических решений, вы-

полнено обобщение и анализ лабораторных, опытно-промышленных и промышленных экспериментов. Под руководством и при личном участии диссертанта осуществлено внедрение полученных результатов.

Апробация результатов диссертации. Основные положения работы доложены и обсуждены на:

1. 4-й Международной научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» / г. Череповец, 2003 г /

2. Materials Science & Technology 2004 / г. Нью Орлеан, США /

3. 5-м конгрессе прокатчиков / г. Череповец, 2004 г. /

4. 2-nd International Conference & Exhibition on New Developments in Metallurgical Process Technology / г. Рева дел Гарда, Италия, 2004 г. /

5. Технических советах ОАО «Щелмет» с 2002 по 2004 г.г.

6. Научном семинаре ИМЕТа им. А.А.Байкова РАН / Москва, 2004 г. /

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в монографии и 20 статьях; получено 6 патентов Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и выводов; изложена на 173 с. машинописного текста, содержит 41 рисунков, 24 таблиц, список использованных источников из 142 наименований и приложения на 20 с.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении кратко раскрыты сущность и дано обоснование актуальности рассматриваемой научно-технической проблемы, изложена структура диссертационной работы, сформулированы ее основные положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности процесса обезуглероживания нагартованной полосы из малоуглеродистой стали в атмосфере увлажненного азота с позиции термодинамики и технологические режимы обезуглероживания распушенных рулонов.

2. Уточненный алгоритм расчета технологических параметров прокатки полосы на реверсивном стане 800, обеспечивающий получение минимальной разнотолщинности и неплоскостности.

3. Результаты исследований влияния деформационно-термических режимов производства на формирование микроструктуры и физико-механических свойств кинескопных полос и полос для магнитных экранов различного назначения.

4. Теоретические и экспериментальные закономерности формирования микрогеометрии валков в процессе матирования и полосы электроразрядного текстурирования валков.

5. Комплексные технологии производства кинескопных полос и полос для магнитных экранов различного назначения, обеспечивающие их высокое качество и конкурентоспособность.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕЦИЗИОННЫХ СТАЛЬНЫХ ПОЛОС С ЗАДАННЫМ КОМПЛЕКСОМ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

В данной главе проведен подробный анализ требований различных отечественных и зарубежных потребителей к показателям качества кине-скопных полос и полос для магнитных экранов. Рассмотрены особенности технологий получения магнитомягких холоднокатаных полос (динамная сталь, электротехническая магнитомягкая сталь, прецизионные кинескопные полосы и полосы для магнитных экранов) и дана критическая оценка их соответствия современным требованиям. Показано влияние деформационно -термических режимов обработки на микроструктуру и свойства холоднокатаных полос, проанализировано влияние технологий горячей и холодной прокатки на показатели их точности и плоскостности.

Уделено внимание причинам образования дефектов на поверхности горячекатаных и холоднокатаных полос, что имеет первостепенное значение при решении поставленной в диссертационной работе проблеме.

Аналитический обзор и оценка по литературным источникам существующего уровня развития технологий производства прецизионных стальных полос с заданным комплексом физико-механических свойств позволил сформулировать постановку задач исследований и предопределил пути их решения в научном и практическом плане.

МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В качестве заготовки для производства кинескопных полос и полос для магнитных экранов использовали холоднокатаную полосу из конструкционной углеродистой качественной стали, стабилизированной алюминием, марки 08Ю (автолист).

Сталь кислородно-конвертерной выплавки с ограниченным верхним пределом содержания углерода (С<0,05%) подвергают вакуумированию и непрерывной разливке в слябы. Затем слябы прокатывают на непрерывном широкополосном стане в полосы толщиной 2,5...3,5 мм. Горячекатаные полосы должны иметь симметричный выпуклый профиль с разницей толщины между серединой и точкой, отстоящей от кромки на расстоянии 40 мм, не более 0,06 мм. Отклонение от плоскостности не должно превышать 15 мм/м.

Горячекатаные травленые полосы прокатывают на стане холодной прокатки в полосы толщиной 0,5...0,7 ±0,02 мм с суммарной степенью обжатия 78...80 %. Абсолютная разнотолщинность в пределах одной полосы не более 0,028 мм, профиль поперечного сечения симметричный выпуклый. Холоднокатаный подкат поставляют в неотожженном состоянии.

Измерение коэрцитивной силы производили при помощи коэрцитимет-ра КМО фирмы «List-magnetik» (Германия), работающего по методу компенсации поля, абсолютная погрешность измерения которого составляет 0,002

А/см. Перед измерением образцы подвергали отжигу в защитной атмосфере при температуре 600...740 ± 10°С и времени выдержки 10 минут.

Измерение толщины подката и прецизионных полос производили с использованием контактного толщиномера марки VMF/D фирмы Vollmer (Германия), абсолютная погрешность во всем диапазоне измерений которого 1,15...0,41мкм.

Для определения содержания в стали углерода использовали спектральный анализатор CS 800 фирмы «Eltra» (Германия). Погрешность в диапазоне 1.. .20 ррт не более 1 ррт.

Испытания механических свойств на растяжение производили на универсальной испытательной машине фирмы «Zwick», модель Т1-FR020TH.A50 (Германия). Погрешность измерения усилия и перемещения не более ±5%.

Измерения волнистости стальных листов и полос проводили на установке фирмы "Polymet" (Германия). Погрешность измерения ± 0,35%.

Измерение параметров шероховатости валков и полосы производили с использованием компьютеризированного переносного прибора Rank Taylor Surtronikc 3+ фирмы «Taylor Hobson Limited» (Великобритания). Погрешность измерения эталонного образца не превышает ±10%.

Для определения влияния степени деформации при холодной прокатке на механические свойства полос из низкоуглеродистой стали и магнитные свойства после имитирующего отжига были построены кривые наклепа (рис.1). Полосу толщиной 0,566 мм из обезуглероженной стали (с содержанием углерода 8 ррт) прокатывали на реверсивном стане 800 по многопроходной схеме. После каждого из проходов оставляли недокат, который маркировали в линии стана. Прокатку вели до конечной толщины 0,10 мм, что соответствовало максимальной накопленной степени деформации 82 %.

10 20 30 40 50 60 70 80 е, %

Рис.1. Зависимость механических свойств кинескопной полосы от величины относительного обжатия

Экспериментально полученные кривые наклепа в дальнейшем были использованы при расчетах режимов прокатки на реверсивном стане кварто 800 кинескопных полос и полос для магнитных экранов.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СТАЛИ С АТМОСФЕРОЙ УВЛАЖНЕННОГО АЗОТА В ПЕЧИ И РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАЮЩЕГО ОТЖИГА ИНЕ-

СКОПНЫХ ПОЛОС И ПОЛОС ДЛЯ МАГНИТНЫХ ЭКРАНОВ.

Одной из ключевых технологических операций, во многом определяющих качество прецизионных полос для кинескопов, является их обезуглероживание. С увеличением глубины обезуглероживания снижается коэрцитивная сила металла и повышается выход кондиционной продукции. По этой причине оказалось необходимым оптимизировать процесс обезуглероживания.

Для проведения обезуглероживания в цехе прецизионного проката ОАО «Щелмет» используются колпаковые печи, в которой производят обезуглероживающий отжиг распушенных рулонов в атмосфере увлажненного азота. Во время цикла обезуглероживающего отжига происходит также рекристаллизация нагартованного холоднокатаного подката.

Процесс обезуглероживания холоднокатаных полос осуществляется последующей химической реакции:

С+Н20 = С0+Н2 (1)

В целом этот процесс включает 3 основные стадии:

- диффузионный массоперенос в твердой фазе, который обеспечивает поступление углерода к поверхности, где осуществляется его окисление;

- собственно химическая реакция окисления;

- массоперенос в газовой фазе, в результате которого осуществляется доступ водяного пара к месту химической реакции и вынос газообразных продуктов из зоны реакции.

Помимо основных стадий, в условиях неравновесного процесса дополнительно существуют другие стадии, влияющие на общую скорость и глубину обезуглероживания. Так, по причине гораздо большей доли реакционной поверхности, занимаемой железом, по сравнению с углеродом, при взаимодействии с водяным паром, наряду с образованием окиси углерода, происходит образование окислов железа (рис.2). В последующем эти окислы расходуются на окисление углерода.

Для определения эффективных режимов обезуглероживающего отжига был проведен расчет скорости диффузии углерода в феррите (a-Fe) и аусте-ните (y-Fe).

Согласно диаграмме состояния Fe-C, сталь 08Ю представляет из себя а-Fe с небольшими примесями цементита. Коэффициент диффузии Da углерода в a-Fe в интервале температур 473-1073 К определяется уравнением

Н2+Н2+СО +Н20

Выходящая газовая смесь

Рис.2. Процессы в межвитковом зазоре при обезуглероживающем отжиге распушенного рулона

Для у-Бе в интервале температур 750-1300 К предэкспоненциальный множитель и энергия активации (2у сильно зависят от концентрации углерода, и в интервале концентрации углерода от 0,01 до 0,07% они равны 0,4см2/с и 36000 кал/моль соответственно. Следовательно, температурная зависимость коэффициента диффузии углерода в у-Бе характеризуется уравнением

0г=4,0-.ехр(-^]=4.10'ехр(-^). (3)

Сравнения результатов расчетов по уравнениям (2) и (3) показывает, что диффузионная подвижность углерода в у-Бе оказывается на два порядка ни-

же, чем в a-Fe. Следовательно, холоднокатаный подкат в процессе обезуглероживающего отжига должен, по возможности, сохранять ферритную структуру.

Расчеты по формуле (2) также показали, что при снижении температуры нагрева металла с 780 до 700 °С коэффициент диффузии углерода уменьшился вдвое. Следовательно, для интенсификации процесса обезуглероживания следует поддерживать максимально допустимую (по характеристике печи) температуру металла 700...720°С.

Процесс обезуглероживающего отжига с точки зрения термодинамики является неравновесным, так как осуществляется в открытой системе, в которой имеет место обмен веществом (углерод, кислород, водород и азот) с другими системами. Характерным признаком этого процесса является стационарность, что позволяет для его описания использовать стандартные термодинамические функции.

При реакции увлажненного проточного защитного газа с поверхностью стали, наряду с обезуглероживанием, может происходить окисление железа. Образование окисных пленок на поверхности стали замедляет реакцию обезуглероживания. Расчеты показали, что при увеличении содержания водяного пара в водородно-азотной смеси средняя скорость обезуглероживания вначале возрастает, затем сохраняется постоянной, а при дальнейшем увеличении отношения парциальных давлений пара и водорода Р(Н2О)/Р(Нг) выше значений, соответствующих окислению железа, начинает падать.

Расчеты численных значений свободной энергии образования FeO при различных температурах позволили установить следующее. При температуре 700° С и содержании водорода в защитном газе 5, 8 и 12% (соответственно парциальном давлении 0,05; 0,08 0,12 атм) парциальное давление паров воды, при котором термодинамически невозможно окисление железа до FeO, составляет соответственно 0,025 атм., 0,040 атм и 0,060 атм. Значения точки росы для указанных величин давлений водяного пара соответственно равны 21°С, 29°С и 36°С.

Итогом выполненного в данной главе диссертации термодинамического анализа соответствующих химических реакций может служить то, что на основе полученных результатов можно вычислить величины важнейшего технологического параметра процесса обезуглероживания стали - количества вводимой в систему воды, достаточного для связывания углерода, но недостаточного для образования окислов железа.

Термодинамические условия окисления железа смесями, состоящими из водяного пара и водорода, приведены на рис.3. Здесь представлены расчетные линии равновесия в системах Fe-FeO-HjO-b^; Ре-РезС^-НгО-Нг и FeO-РечОгНгО-Нг при различных температурах. Характерно, что опасность образования FeO и Fej04 тем больше, чем выше точка росы защитного газа и чем ниже температура. Поэтому в периоды нагрева и охлаждения садки точка росы должна быть низкой, а доля водорода в защитном газе по возможности высокой. В соответствии с диаграммой окисления железа (рис.3), точку росы

защитного газа при обезуглероживании холоднокатаных полос необходимо поддерживать не выше +21° С.

Проведенные выше расчеты позволили оптимизировать режимы обезуглероживающего отжига холоднокатаного подката. В качестве критерия оптимизации было принято минимальное остаточное содержание углерода.

ОД _|_I_|_|_

500 600 700 800 900 1000

Температура, °С

Рис. 3. Диаграмма окисления железа смесью Н2О-Н2

Оптимизированные параметры обезуглероживающего отжига приведены в табл. 1. Эти режимы отжига являются базовыми и рассчитаны для условий обезуглероживающего отжига садки из 3-х рулонов общей массой 12 т при сечении полосы 0,7x650 мм. В случае увеличения или уменьшения массы садки относительно базовой продолжительность этапов отжига прямо пропорционально увеличивают или снижают. Температура нагрева отжига принята равной 700 °С, т.к. в этом случае сталь сохраняет ферритное состояние, для которого характерна наиболее высокая скорость диффузии углерода к поверхности полосы. Для того, чтобы учесть вынос пара из подмуфельного пространства в атмосферу, исключить влияние неравномерности межвитко-вых зазоров, температурного поля печи, массы садки, ширины полосы и газовых потоков на остаточное содержание углерода по рулонам стопы и длине полос, количество воды, подаваемой в подмуфельное пространство на обез-

углероживание, принято с избытком (коэффициент избытка равен 4) по сравнению с расчетным, и составляет 8... 12 л.

Таблица 1.

Базовые технологические режимы обезуглероживающего отжига

Темпе^а-

№ п/п

Этапы отжига

Продолжительность, ч

тура, С

Состав атмосферы, %

1 2

3

4

5

6

7

8

9

10

Продувка Нагрев Выдержка Подача сухого защитного газа Обезуглерожив. увлажнен, газом Обезуглерожив. увлажнен, газом Продувка Выдержка Охлаждение Продувка_

20 20-700 700 700

700

700

700 720 720-50 30

100Ы2 95Ы2+5Н2 95И2+5Н2 95И2+5Н2

95Ы2+5Н2+Н20

95>Г2+5Н2+Н20

100Н2 100Н2 100Н2 100Ы2

По результатам экспериментальных обезуглероживающих отжигов было установлено, что для исключения окисных пленок на обезуглероженных полосах, после завершения обезуглероживания рулоны необходимо выдерживать при температуре 720 °С в атмосфере 100% Н2. Выдержка в водородной атмосфере позволила восстановить остаточные окисные пленки на поверхности полос.

2 4 в 8 10 12 14

Содержание углерода, ррт

Рис. 4. Гистограмма распределения содержания углерода при отжиге по оптимизированным режимам

На рис. 4 приведена гистограмма распределения остаточного содержания углерода в полосах, отожженных по разным режимам (массив содержал 200 значений).

Использование оптимизированных режимов обезуглероживающего отжига позволило снизить среднюю величину остаточного содержания углерода в подкате с 12... 18 до 4...8 ррт. Оптимизированные режимы внедрены в производство и внесены в технологическую инструкцию.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОДЕЛИ ТОНКОЛИСТОВОЙ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ И ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ДЕФОРМАЦИИ ПОЛОС НА РЕВЕРСИВНОМ СТАНЕ КВАРТО 800

Режимы холодной прокатки кинескопных полос и полос для магнитных экранов должны обеспечивать их прецизионную точность и плоскостность. Необходимые качественные показатели полос могут быть достигнуты только при оптимальных режимах прокатки и соответствующем качестве холоднокатаного подката.

Холодная прокатка тонких и тончайших полос имеет ряд особенностей, которые можно свести к следующему:

1. Прокатка тонких и тончайших полос характеризуется большими значениями отношения радиуса валка к толщине полосы - от 750 до 2000. В этих условиях существенное влияние на уровень энергосиловых параметров и эффективность процесса прокатки оказывают силы трения на контактной поверхности и упругие деформации валков.

2. Для обеспечения заданного диапазона работоспособности модели необходим обязательный учет влияния упругих деформаций полосы и температурных условий пластической деформации металла на параметры процесса прокатки.

3. Холодная прокатка тонких и тончайших полос, в том числе кинескоп-ной полосы осуществляется на высокой скорости и с удельными натяжениями (до 0,20...0,45от), поэтому необходимо обязательно учитывать влияние натяжения и температурно-скоростных условий прокатки.

4. При холодной прокатке кинескопной полосы значения нормальных контактных напряжений достигают 800... 1500 МПа и могут приводить к снижению обжимной способности клети в результате резкого увеличения контактной поверхности, вызванного упругим сплющиванием валков. В этом случае создаются условия прокатки близкие к предельным, когда полоса практически не обжимается валками. Поэтому в модель расчетов необходимо вводить ограничения по условию «выкаты-ваемости».

Построенные на классических представлениях теории холодной прокатки методики расчета параметров холодной прокатки, не учитывают перечисленных факторов и дают большую погрешность, достигающую 60 %.

Для повышения точности расчетов классическая схема очага деформации была дополнена участками упругого сплющивания и восстановления по-

лосы (рис. 5). Это существенно изменило геометрические, кинематические, силовые представления об очаге деформации, позволило уточнить характер контактного взаимодействия валков и полосы.

Рис.5. Схема очага деформации к расчету усилия прокатки

С учетом новых представлений об очаге деформации была построена математическая модель расчета режимов прокатки прецизионных полос (рис.6).

Рис. 6. Блок-схема математической модели холодной прокатки прецизионных полос.

При разработке алгоритма расчета энергосиловых параметров, поперечного профиля полосы, распределения напряжений по ее ширине и плоскостности были приняты следующие допущения:

- деформацию по ширине полосы считали плоской, а по высоте - равномерной;

- вне очага пластической деформации деформацию полосы считали упругой;

- неравномерность деформации по ширине полосы проявляется в виде продольных внутренних напряжений;

- утонения полосы по кромкам и изменения ширины не учитывали.

В соответствии с принятой схемой очаг деформации (рис.5) среднее нормальное контактное напряжение рср с учетом упругих деформаций валков и полосы определяли по формуле:

где ро , Pi - соответственно нормальные напряжения на границах упруго-пластического контакта полосы с валком;

- соответственно относительная протяженность участков упругого сжатия и упругого восстановления полосы и валков;

Рср.в , у - соответственно среднее контактное нормальное напряжение на

участке пластического контакта полосы с валком и относительная протяженность этого участка (^-<1,0).

Расчет параметров po.pi, — и проводили по формулам :

I, С

Ра

Pi

_ М5оу0£,.

" 1-V2 '

А ' п

1-v.2 '

1 + .I +

1-е 1Д5сг71£1

I

■= 1

1-J1-

£Б„+1Д5СГП§(1-£)

L. — 1 -*Оп

I К '

<7о ■

1Д5сгГ1

<?1

(5)

(6)

(7)

(8) (9)

(И)

1Д5<7п

<Jn,(rTi - соответственно предел текучести материала полосы на входе и выходе из очага деформации;

Iqg> qj _ соответственно заднее и переднее удельные натяжения; e,v„,E„ - соответственно относительное обжатие при прокатке, коэффициент Пуассона и модуль упругости материала полосы.

Для расчета рсрв воспользовались формулой В.М.Луговского. С учетом принятой модели очага деформации формула В.М.Луговского приняла вид

U5 OrJL

i-v:

2 h.

где

= £„| 1,05 + 0,1 Jl- 0,15^ j;

(12)

(13)

f, l„ - соответственно коэффициент трения при прокатке и протяженность участка пластического контакта полосы с валком;

hcp , От.ср - соответственно средняя толщина полосы и среднее значение сопротивления деформации (напряжение текучести) в очага деформации при прокатке, подсчитанное с учетом степени деформации , температуры и скорости деформации при прокатке.

Значения Лср могут быть подсчитаны по формуле

Л„ = М*> + К) (14)

После подстановки (5), (6) и (12) в формулу (4) окончательно получим

Щсг^Л), Д

1-й

2й„

С15)

Длину дуги контакта полосы с валком с учетом упругих деформаций валков и полосы подсчитывали по формуле

(16)

где х,=х,

1С =х, +>/лД/г + х12 , " " " пЕ, Рс>* ( IJ Ц 1с)

+ 1

(17)

Я, ЛИ - соответственно радиус рабочего валка и абсолютное обжатие при прокатке.

При выводе формулы (16) учтено также влияние асимметричности эпюр нормальных контактных напряжений. Экспериментальная проверка формулы (16) показала, что она обеспечивает получение данных о протяженности контакта полосы с валком при холодной прокатке с погрешностью 3-

Положение нейтрального сечения —, опережение 5С и коэффициента,

характеризующего точку приложения равнодействующей , определяли по формулам:

с~6

-21 = 1 аг, 2

1 —

(ДЛ + Д.Л 2-3^=-

5» I,

чА-ЯоК ь . 4/Ргг Л К '

1 -у2 +1,57 р I -—— У.

1 - 2,04^^-- у1 - 0,638^

(18)

; (19)

1Рср,

_2о_[ 1-И.+5.1+ ^ 1| + 2[ 1 + ^ +

(20) (21)

Е„ ' х, _ 1 ( ДАЛ

2 е

(22)

Для определения коэффициента трения при прокатке воспользовались эмпирической формулой

0,1у,2

[| + (0,4 + е)!*, ] ™1 +0,25^-0,005^

0,07-

2(1 + ц) + Зы,2

(23)

где Ксм - коэффициент, учитывающий влияние природы технологической смазки на коэффициент трения (для минеральных масел Ксм = 1,4; для растительных масел Ксм = 1,0);

/?г— шероховатость поверхности рабочего валка, мкм;

V] - скорость прокатки, или окружная скорость валков, м/с;

\>50 - кинематическая вязкость масла при температуре 50 °С, мм/с2.

Обычно расчет рср.с и /с производят методом итерации, поскольку совместное решение уравнений указанных параметров в явном виде в большинстве случаев невозможно. Принятые в настоящей работе уравнения для определения рср,с и 1С имеют такое решение. В результате совместного решения (4) - (6), (12) (16) (17) получили

1С = С + л/£>2 + С,

где

о-*

в

1,15

Л = 6

1-У, жЕ.

1Д5 <?п£Р

В = 1-2—-

I

1,15^

1-

ь» к

2/4

1 _ ^1/» К

+1

(24)

(25)

(26)

1-

2 п

(27)

(28)

"Ч+М с = ишв.

При использовании уравнения (24) для определения 1С необходимость в итерационной процедуре отпадает. Исключение итерационной процедуры при определении рср.с и 1С существенно упрощает составление программ и сокращает продолжительность расчетов.

В процессе холодной прокатки за счет тепла пластической деформации и тепла трения на контакте металла с валком полоса разогревается. В зависимости от условий деформации и охлаждения температура полосы повышается. При повышении температуры происходит существенное изменение предела текучести, а следовательно, и энергосиловых параметров.

Для расчета температуры полосы на выходе из очага деформации при холодной прокатке воспользовались формулой:

4

где

= //ы,

РпС,{К+К)

/тр.с^Л,

(29)

т--

К . 'о — соответственно среднемассовая температура валков и температура полосы на входе в очаг деформации;

/1/ - приращение температуры (разогрев) полосы при холодной прокатке без учета передачи тепла валкам;

У/, Ао , А/ - соответственно скорость полосы на выходе из очага деформации, толщина полосы на входе и выходе из очага деформации;

рп • сп, р„, се - соответственно плотность и теплоемкость материала полосы и валков;

Д, - коэффициент теплопроводности материала валков.

Формула (29) получена в результате решения известной задачи теплотехники об охлаждении тонкой пластины двумя массивными плитами применительно к условиям холодной прокатки. Она выгодно отличается тем, что учитывает особенности теплообмена полосы с валками, деформационные и скоростные условия холодной прокатки.

Обозначим изменение толщины полосы и остаточные напряжения в ней по ширине на входе в очаг деформации функциями Ио(у) и а0"ст(у). Изменение заднего удельного натяжения обозначим функцией а0(у), переднего а^у), коэффициента трения /и(у), предела текучести подката а „(у), температуры полосы ¡(у). Пусть Щу) характеризует изменение радиуса рабочего валка, а /(у) изменение его прогиба (у-расстояние от края полосы). Тогда поперечная разнотолщинность полосы на выходе очага деформации может быть описана уравнением:

8к]=-

М,

К

Эй,

Эй,

да„

Эсг,

г дм дат г

(30)

где Мс -модуль жесткости рабочих валков на сплющивание;

31г0, ЗИ, 3/, др, 5(Тт, 3(7о, соответственно поперечная разнотолщинность полосы на входе в клеть, неравномерность изменения по ширине полосы радиуса рабочих валков, их прогиба, предела текучести подката, переднего и заднего удельных натяжений.

Значения двух последних величин, а также неравномерность продольных напряжений на входе в клеть может быть описана следующими уравнениями:

5а. = -

1-1/2 я

-ТС& + 7- У (Г

1571)

д^ я. , ^ „

Э5 - ЭХ „ Э5 т Э5 „ (¡Я .. + -—<5ап + -—6а, +—<К +—ф + -—дат

дап

да.

да

&та = За""1 - 5ах -

Э// Е

1-у'

6а= да, ■

1 — V

дат

Л К

(31)

(32)

(33)

где с = --;

1-аг

Е - модуль упругости полосы; V - коэффициент Пуассона полосы;

И и 5 - средние по ширине значения радиуса рабочих валков и опережения;

а - коэффициент линейного теплового расширения; ? - средняя по ширине температура полосы;

<5г - неравномерность распределения температуры по ширине полосы.

Математическая модель процесса формообразования при холодной прокатке в виде соотношений (30)—(33) при заданных значениях óho, Sa°, 6ц, df, St позволяет определить поперечную разнотолщинность полосы на выходе из клети, а также неравномерность распределения удельных натяжений на входе и выходе очага деформации. Так как каждое из уравнений (4)-(7) является линейным относительно 3h¡, дал да,, и то решение этой системы не представляет трудностей и может быть выражено следующим образом:

Seг. =

5а, =

d, - к.

ь-

h

' 3 Л, J XS + ldh,

е, ds S + ldh,

as Y.

5+1Эст,х

A

i

л, 2

1+|ч

+1

k2 z,

^1d1+k,)+Lí\d2+-^-¿\{k2-kl)

5 +1 Эсг0

цг+к2

aj s + ^эл,

(34)

(35)

(36)

где Ei =

1-v2

&С"

1 Ль 1 + аТ

Э5 Э5 Э5 - Э5 - п —- ¿fu + —- ¿5? +—8ц + —т 8ег° Эйд ÍIR дц дат т

5 + 1 Я

*ч =

1

Ц=1

1

Mc-F, Е,

1

■л;

Mc-F,

[f0<&0 + (F2 - Мс )SR + MeSf + F¿Sa0T + FsSju];

S +119(7, Эй, '

г F _

2 ЭЯ' 3 да.

5 + 1

a?

Э5 9S ,

-—+тг—к1

aa0 Эй,

;

Э q

5 + 1 Э q

dS { Э5 Э<т0 Эсг,

_Э£_

Эй0 ' •' Эй,''2 Эя''3 Э(т0 ' 4 Эсг,"5 Э// "6 Ъат Соотношения уравнений (30)-(36) представляют собой инженерный алгоритм расчета процесса формообразования полос при холодной прокатке. Расчет по этой методике предполагает, что известны основные параметры режима прокатки и полосы (аргументы): Но, И], ¿Ио, В, да™", а0, а,, 61?, дц, дат°, д1. Искомыми параметрами (функциями) являются: дИ1, дао, да¡, да0ост.

С использованием разработанного алгоритма были рассчитаны режимы прокатки, позволяющие получать полосы с минимальной разнотолщин-ностью и неплоскостностью из холоднокатаного подката с различным профилем поперечного сечения. Результаты расчета режима обжатий на стане

800 полос для теневой маски типа АК приведен в табл.2, полос для магнитных экранов - в табл.3.

Таблица 2

Оптимизированные режимы прокатки полосы для теневой маски толщиной 0,15 мм типа АК на стане 800

Толщина, мм Обжатие, % Усилие про- Натяжение, кН Скорость прокатки, м/мин

Вход выход за проход сум-марное катки, т переднее заднее

_____________ 1 "1 эокатка

0,665 0,43 35,3 35,3 230-260 23 23 300-350

0,43 0,28 34,9 56,97 250-260 23 23 300-350

0,28 0,20 28,6 69,9 220-260 23 23 300-350

0,20 0,175 12,5 73,7 170-180 20 20 300-350

0,175 0,153 12,6 77,0 200-220 17 17 300-350

Таблица 3

Оптимизированные режимы прокатки полосы для магнитных экранов тол__щиной 0,15 мм на стане 800_ __

Толщина, мм Обжатие, % Усилие прокатки, т Натяжение, кН Скорость прокатки м/мин

Вход выход за проход суммарное Переднее заднее

1-я прокатка

0,56 0,39 30 30 200 23 23 300-350

0,39 0,30 23 46 260 16 16 300-350

0,30 0,23 23 59 _ 250 16 16 300-350

2-я прокатка

0,23 0,20 13 13 250-270 16 16 300-350

0,20 0,17 15 26 200 16 16 300-350

0,17 0,152 12 31 210 10 10 300-350

Дрессировка

0,152 0,15 0,8-1,2 0,8-1,2 25-35 9 9 100-200

Промышленные испытания показали, что новые режимы прокатки хорошо сочетаются с работой систем автоматического регулирования стана. Оптимизированные с помощью компьютерной модели режимы прокатки были внедрены в производство и обеспечили получение кинескопных полос и

полос для магнитных экранов, полностью удовлетворяющих требованиям потребителей по точности и плоскостности.

Для получения минимальной неплоскостности прецизионной полосы профиль межвалкового зазора должен быть эквидистантным поперечному профилю подката, чтобы обеспечить равномерную вытяжку по ширине. Это достигается при выполнении следующего условия:

г,(л)=г,-[дн (х)]1[2Х{х)\ (37)

где - функция, описывающая профиль рабочего валка в клети (станочную и тепловую профилировки, изменение профиля в процессе износа);

- функция, описывающая прогиб рабочего валка;

- функции, описывающие входную поперечную разнотол-щинность полосы и распределение вытяжек по ширине.

Из уравнения (37) можно определить станочные профилировки валков пирамиды, если известны изменение профиля валков при нагреве и износе, прогиб рабочего валка, входная поперечная разнотолщинность и вытяжка в процессе прокатки.

Для определения станочных профилировок необходимо рассчитать прогиб рабочего валка. Эта задача может быть сведена к определению перемещений балок консолей.

После анализа известных методик расчета прогибов валков в основу расчетов была положена известная методика В.И.Меринова, как наиболее приспособленная для случая прецизионной прокатки.

Рис. 7. Разработанная профилировка валкового узла стана кварто 800

Поскольку микронную точность при выполнении профилировки валков на вальцешлифовальном станке реализовать сложно, было предложено профилировать только одну пару: верхний опорный и рабочий валки. Нижние рабочий и опорный валки в этом случае предполагали с нулевой выпуклостью (цилиндрическая профилировка). Из решения уравнения (37) с учетом того, что реальный поперечный профиль подката выпуклый симметричный с поперечной разнотолщинностью 0,021...0,026 мм, были рассчитаны новые станочные профилировки валков стана 800 (рис.7).

Рассчитанная профилировка валкового узла реверсивного стана 800 была испытана при прокатке металла текущего сортамента стана. Испытания подтвердили, что она обеспечивает более высокую стабильность процесса прокатки.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МАТИРОВАНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ ПОЛОС ДЛЯ КИНЕСКОПОВ

В процессе матирования на поверхности нагартованной кинескопной полосы создается развитый микрорельеф с заданными параметрами шероховатости поверхности, которая оценивается по четырем параметрами: Ra, Sm, Sn, ¡к. Матирование осуществляют прокаткой нагартованных полос в рабочих валках с текстурированной бочкой реверсивного стана кварто 800. При этом микрорельеф готовой кинескопной полосы зависит как от шероховатости поверхности текстурированных валков, так и от режимов матирования.

Для оценки влияния параметров Яа/ шероховатости поверхности полосы на входе в клеть и валков ЯаЬ на шероховатость полосы /?„2, выходящей из клети, использовали соотношение:

-О (38)

Здесь N коэффициент формирования шероховатости, зависящий от коэффициента максимального напряженного состояния в очаге деформации.

Значение коэффициента N определяли по эмпирической зависимости (39) или (40), полученной обработкой экспериментальных данных в условиях матирования на стане кварто 800 с обжатиями до 5% при использовании метода давлений, то есть, с использованием экспериментальных данных об усилии матирования:

N = -0,58 + 1,15-гтах - 0,45-г2^ + 0,07• 73та1, при гвки<3; (39)

где - максимальное значение коэффициента напряженного состояния в очаге деформации при матировании.

Искомую величину г„ах определяли по формуле А.И.Целикова, заменив значение на При этом полагали, что достигается в нейтральном сечении очага деформации одновременно с

ра,р~ ДАи-2

где ¿ = 2/7/ДЛ;

/ = л/лДА ;

К ^;

ДА = А0 - А,;

ДА, , А, — абсолютное обжатие по толщине, толщина полосы до и после прохода, соответственно;

Л„,/?,/ - толщина полосы в нейтральном сечении, радиус валка и коэффициент трения, соответственно;

I - длина очага деформации без учета упругих деформаций валка и

полосы;

рт,х,<тГср,Д - максимальное контактное нормальное напряжение, значение сопротивления деформации и коэффициент Лодэ (/9=1,15).

Таким образом, соотношения (38)-(41) представляют собой математическую модель формирования шероховатости поверхности полосы при матировании.

Для теоретического определения параметров матирования математическая модель расчета энергосиловых и кинематических параметров прокатки была дополнена блоками расчета напряженного состояния металла в очаге деформации и параметра шероховатости поверхности полос.

План вычислительных экспериментов построили следующим образом. Произвели адаптацию математической модели процесса прокатки по реально замеренным на стане 800 усилиям с учетом известных толщин ленты в каждом проходе, скоростей прокатки, натяжений, шероховатости валков и полосы, а также с учетом ее исходного предела текучести.

Проводили расчеты программ матирования (один, два и три прохода матирования) кинескопной полосы размером 0,149x565 мм на стане 800 в текстурированных рабочих валках диаметром 190 мм. При двух- и трехпро-ходной схеме матирования одновременно рассматривали формирование шероховатости поверхности полос во всех последовательных проходах. При этом обеспечивали условия равного усилия прокатки в каждом проходе и одинаковой профилировки валков с целью обеспечения наилучших условий регулирования плоскостности ленты имеющимися средствами. Переднее и заднее натяжение устанавливали равными.

Результаты некоторых расчетов представлены на рис. 8 и 9. Расчеты показали, что наибольшее влияние на шероховатость поверхности полосы после матирования оказывают шероховатость поверхности текстурирован-ных валков, натяжение полосы и абсолютное обжатие. В меньшей мере влияет исходная шероховатость поверхности полосы. Показано, что шероховатость поверхности готовой полосы увеличивается с ростом обжатия, с ростом шероховатости поверхности тектстурированных валков и шероховатости по-

к

5+2

(41)

верхности исходной полосы. Увеличение натяжения приводит к уменьшению шероховатости поверхности готовой полосы.

В процессе расчетов было установлено, что заданные значения параметра Ra полосы достигаются уже после второго прохода при матировании, и после третьего прохода изменяются незначительно. Однако требуемое значение параметра Sm=100... 120 мкм гарантированно достигается после третьего прохода, поэтому для внедрения была принята трехпроходная схема матирования в текстурированных валках диаметром 190 мм с шероховатостью поверхности бочки 3,0 мкм. Базовая скорость матирования 5 м/с. Заднее и переднее натяжение варьируются в диапазоне 10-17 кН в зависимости от применяемого обжатия.

0,95

0,35 -I-1-1-

10 12,5 15 17,5

Натяжение, Т, кН

Рис. 9. Зависимость шероховатости полосы от натяжения при различном абсолютном обжатии: 1 - ЛИ = 2 мкм; 2 - ДЪ =3 мкм; 3 - ДЪ =4 мкм; 4 - Д11 = 5 мкм. Условия матирования: Яа1 = 0,2 мкм; ЯаЬ=2 мкм; отжиг в толщине 0,25 мм; скорость прокатки 5 м/с.

Для текстурирования рабочих валков (придания необходимой шероховатости поверхности) в ОАО "Щелмет" установлена машина фирмы «8агс1аё-Негки1е8», работающая по принципу электроразрядного текстурирования (ЕБТ). При осуществлении процесса ЕБТ на поверхности бочки создают микрократеры за счет импульсного электрического разряда через слой изолирующей жидкости, заполняющей зазоры между электродами и вращаемым валком.

С целью обеспечения заданного микрорельефа валка были проведены специальные эксперименты, позволившие установить количественные зависимости влияния режимов ЕБТ на шероховатость поверхности. Основными параметрами, влияющими на характер микрорельефа поверхности валков при текстурировании, являются рабочий ток I и продолжительность импульса (рисЮ, 11).

Ток I, А

Рис. 10. Зависимость параметров шероховатости Яа (1) и Я,к (2) от величины рабочего тока при текстурировании валка

30 36

Время т2, мкс

Рис. 11. Зависимость параметра Яа от продолжительности импульса %2 при ЕШ1

Объяснить совпадение вида зависимостей Ra от I и т2 можно тем, что подводимая во время электрического импульса энергия находится в прямой пропорциональной зависимости как от величины тока I, так и от продолжительности импульса т2. Поэтому они оказывают на параметр Ra аналогичное влияние.

Результаты экспериментальных исследований были использованы для разработки режимов текстурирования валков с шероховатостью Ra от 0,8 до4,5 мкм. В табл.4 приведены режимы текстурирования и достигнутые параметры шероховатости бочек рабочих валков (в скобках указаны заданные параметры).

Таблица 4

Влияние режимов текстурирования на шероховатость рабочих валков

№ Значения параметров Показатели шероховатости

режи- I, N. Иа, Рс, Кг,

ма А МКС МКС В раз МКМ см"1 МКМ

1 6 5 7 3,9 4 (0,8) 0,8 (170) 184 6,2

2 6 20 12 5 2

8 6 14 3 2 (2,0) 2,13 (150) 152 13,6

3 7 32 12 4,7 4 (3,0) 3,0 (100) 108 17,8

4 10 7 12 4,2 2 (3,5) 3,5 (90) 115 19,2

5 31 50 50 8,5 2 (4,5) 4,4 (80) 80 26

Примечание: при всех режимах частота вращения валка была 20 мин", скорость подачи текстурирующей головки 30-40 мм/мин.

Приведенные в табл.4 режимы текстурирования в дальнейшем были использованы для подготовки валков к матированию кинескопных полос и полос для магнитных экранов.

ИСПЫТАНИЕ ПРЕЦИЗИОННЫХ МАГНИТОНОМЯГКИХ ПОЛОС У ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И КОРРЕКТИРОВКА РЕЖИМОВ ИХ ПРОИЗВОДСТВА

Теоретические и экспериментальные разработки, изложенные выше, легли в основу новой комплексной технологии производства тонких полос с заданным комплексом физико-механических свойств для кинескопов. При этом учитывали состав и технические параметры имеющегося в цехе прецизионного проката ОАО «Щелмет» технологического оборудования, а также необходимые организационно-технические мероприятия, направленные на повышение рентабельности производства (увеличение производительности, экономия энергозатрат, снижение расходного коэффициента стали и др.).

Отработку комплексной технологии проводили на полосах для магнитных экранов, требования к качеству для которых ниже, чем для кинескопных полос.

Спроектированная базовая технологическая схема производства полос для магнитных экранов представлена на рис. 12.

Рис. 12. Технологическая схема производства полос для магнитных экранов цеха прецизионного проката ОАО «Щелмет»

В производство задают холоднокатаный подкат из стали марки 08Ю сечением 0,7х480...700 мм с продольной разнотолщинностью не более 0,028 и 0,004 мм соответственно. Поскольку допустимая поперечная разнотолщин-ность полос для магнитных экранов составляет 0,004 мм, а форма поперечного сечения не регламентирована, для снижения затрат было предложено использовать подкат с клиновидным сечением, получаемый при разрезке вдоль холоднокатаных полос удвоенной ширины.

Расчеты с использованием математической модели показали, что для обеспечения неплоскостности полос для магнитных экранов в пределах до 5мм/м, поперечная разнотолщинность клиновидного подката не должна быть более 0,005 мм.

Первоначально холоднокатаный подкат обрабатывают в линии инспекции, где производят его калибровку в клети кварто 920, оснащенной системой автоматического регулирования толщины.

Эксперименты показали, что наибольшее снижение продольной разно-толщинности подката достигается при относительном обжатии в клети квар-то на 4...5%. В этом случае амплитуда колебаний продольной разнотощин-ности снижается в среднем в 1,5...2 раза.

Годные рулоны перематывают из плотносмотанных в распушенные и подвергают обезуглероживающему отжигу.

Обезуглероженные рулоны подвергают вторичной обработке в линии инспекции с обжатием 10... 15%. Обжатие полос в линии инспекции позволяет исключить образование линий сдвига (линий Чернова-Людерса) при последующей реверсивной прокатке с повышенными натяжениями. Для обеспечения низких значений коэрцитивной силы холодную прокатку проводят за два этапа с промежуточным рекристаллизационным отжигом.

Первую холодную прокатку обезуглероженных полос осуществляют за 3 прохода до промежуточной толщины 0,23 мм.

Полосы в промежуточной толщине 0,23 мм подвергают рекристаллиза-ционному отжигу в одностопных колпаковых газовых печах с защитной атмосферой. Металлографические и рентгеноструктурные исследования позволили определить минимально допустимую температуру рекристаллизацион-ного отжига рулонов из низкоуглеродистой стали по стендовой термопаре, равную 630-640 °С. Для снижения термических напряжений в рулонах, приводящих к свариванию витков, реализовали двухступенчатую схему нагрева садки с выдержкой при промежуточной температуре 550 °С в течение 3,5 ч (рис.13).

Время отжига

Рис. 13. Схематическая диаграмма рекристаллизационного отжига плотносмо-танных рулонов в колпаковой печи

Вторую холодную прокатку ведут на реверсивном стане кварто до конечной толщины 0,10-0,15 мм по оптимизированным режимам.

Прокатанные полосы подвергают второму рекристаллизационному отжигу и дрессировке в режиме постоянного давления прокатки. Отделку полос завершают на линии правки растяжением с изгибом.

Поскольку полосы для магнитных экранов и кинескопные полосы являются профильным видом продукции ОАО «Щелмет» и близки по основным показателям качества, технологические режимы отдельных переделов производства полос для магнитных экранов был использованы при разработке технологии производства кинескопных полос.

Испытание механических и магнитных свойств, упаковка

Рис. 14. Технологическая схема производства кинескопных полос в цехе прецизионного проката ОАО «Щелмет»

Обобщенная технологическая схема производства кинескопных полос в цехе прецизионного проката представлена на рис. 14.Поскольку требования к точности кинескопных полос существенно выше, не допускается использование подката с клиновидной формой сечения. Форма подката, как показали расчеты по предложенной в главе 4 математической модели, должна быть симметричной. Холоднокатаный подкат для теневых масок, вырезанный из средней части полосы, вначале обрабатывают в линии инспекции. В линии инспекции осуществляют все те же операции, что и с подкатом для магнитных экранов. Прошедшие обработку и контроль в линии инспекции, рулоны направляют на обезуглероживающий отжиг. Обезуглероженные полосы повторно обрабатывают в линии инспекции.

Для получения полос категорий прочности АК и АКХ прокатку обезуг-лероженного подката ведут без промежуточного отжига до конечной толщины. При данной схеме производства, помимо рекристаллизационного отжига и второй холодной прокатки, исключается необходимость проведения очистки полосы в линии обезжиривания и перемотки после отжига. Это существенно снижает затраты на производство, хотя приводит к ухудшению магнитных свойств (росту коэрцитивной силы).

Для того, чтобы получить кинескопные полосы с пониженными значениями коэрцитивной силы (АКМ, АКХ), необходим рекристаллизационный отжиг полос в промежуточной толщине. Поэтому после первой холодной прокатки рулоны направляют на агрегат обезжиривания, где производят очистку поверхностей от жировых и механических загрязнений (остатков технологической смазки) и смотку при пониженном натяжении для уменьшения вероятности сваривания витков.

Рекристаллизационный отжиг кинескопных полос проводят по тем же режимам, что и полос для магнитных экранов. Отожженные полосы подвергают перемотке и повторной холодной прокатке до промежуточной толщины. Суммарная степень деформации при второй холодной прокатке (промежуточная толщина полос) должна обеспечивать св=500-600 Н/мм2 для полос категории АКМ и а^бОО Н/мм2 для полос категории АКХ.

После повторной холодной прокатки полосы подвергают матированию в текстурированных валках. Менее нагартованные полосы категории АКМ матируют за три прохода при усилии прокатки до 1000 кН, а более нагарто-ванные полосы категории АКХ - также за три прохода при усилии прокатки до 1100 кН в рабочих валках с номинальным диаметром бочек 195 мм.

Матированные полосы подвергают отделке в линии правки растяжением с изгибом, где, кроме правки, подрезают кромки полос до заданной ширины, контролируют качество обеих поверхностей полос визуально и с помощью лазерного дефектоскопа, измеряют толщину по длине полос, производят электростатическое промасливание и смотку в рулоны. Здесь же производят отбор проб для измерения толщины, поперечной разнотолщинности, механических свойств, загрязненности, а также имитационного отжига.

После имитационного отжига производят измерение механических и магнитных свойств, по результатам которых аттестуют готовую продукцию.

В период освоения комплексных технологий основным потребителем полос для магнитных экранов являлось JSC «Ekranas» (Литва). Полосы для кинескопных масок поставляли в ОАО «Теневая маска».

Магнитомягкие полосы поставляли потребителям в соответствии с действующими нормативными документами. Переработка металла у потребителей показала, что профильная продукция ОАО «Щелмет» является конкурентоспособной и полностью удовлетворяет предъявляемым требованиям.

Внедрение разработанных комплексных технологий обеспечило получение экономического эффекта около 10 млн. рублей в год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана комплексная технология производства прецизионных магнитомягких полос для теневых масок и магнитных экранов кинескопов. Новая технология освоена в цехе прецизионного проката ОАО «Щелмет». Выпускаемая продукция широкого сортамента полностью удовлетворяет требованиям отечественных и зарубежных потребителей.

2. В развитие теории тонколистовой холодной прокатки модель очага деформации дополнена участками упругого сплющивания и восстановления полосы, а также расчетом изменения механических свойств металла по длине очага деформации с упругими участками. Это позволило существенно повысить достоверность расчетов энергосиловых и кинематических параметров холодной прокатки. Ошибка расчетов усилия прокатки не превышает ± 7 %.

3. С учетом предложенных теоретических положений разработана и реализована компьютерная модель расчета режимов холодной прокатки прецизионных полос на реверсивном стане 800. Компьютерная модель позволяет оптимизировать режимы деформации по проходам по критерию минимальной разнотолщинности готовой полосы при заданных параметрах поперечной разнотолщинности и неплоскостности подката.

4. Выполнен термодинамический проведен анализ процессов, происходящих при обезуглероживании стали в печи с атмосферой увлажненного азота. Показано, что скорость диффузии углерода в y-Fe на два порядка ниже, чем в a-Fe. Поэтому в процессе обезуглероживающего отжига сталь должна сохранять ферритную структуру. Определен оптимальный температурный диапазон обезуглероживающего отжига.

5. Расчеты кинетики химических реакций обезуглероживания показали, что окисная пленка, образующаяся на поверхности металла, ухудшает условия протекания обезуглероживания. Установлено, что образование окисной пленки термодинамически невозможно при парциальном давлении паров воды не более 0,025 атм. Следовательно, допустимая точка росы газовой атмосферы печи не должна быть выше +21°С.

6. Проведен расчет количества воды, теоретически необходимого для обезуглероживания стали марки 08Ю. Однако в силу того, что процесс обезуглероживания в печи протекает в незамкнутой системе при неравновесных условиях с выносом части водяного пара из рабочего пространства печи, фактическое количество воды, расходуемой на обезуглероживание стали, следует брать относительно теоретически необходимого с коэффициентом избытка, равным 4.

7. Определены оптимизированные базовые технологические режимы обезуглероживания холоднокатаных полос из стали 08Ю в печи фирмы «Эбнер». Использование оптимизированных режимов позволило снизить остаточное содержание углерода в стали в 2,5-3 раза.

8. Проведено промышленное опробование и внедрение в производство оптимизированных режимов прокатки кинескопных полос и полос для магнитных экранов. Внедрение оптимизированных режимов прокатки на реверсивном стане кварто 800 позволило обеспечить требуемую прецизионную точность холоднокатаных полос: поперечная разнотол-щинность не более 2 мкм; продольная разнотолщинность не более 4 мкм.

9. С использованием новой методики расчета энергосиловых режимов прокатки осуществлена оптимизация станочной профилировки-валковой пирамиды реверсивного стана 800. Верхняя пара: опорный -цилиндрическая бочка с краевыми скосами на длине 200 мм с глубиной 50 мкм, рабочий - с выпуклой бочкой +10 мкм. Нижняя пара: рабочий и опорный валки с нулевой выпуклостью. В результате использования новой профилировки достигнуто снижение неплоскостности полос всего сортамента стана: волнистость в средней части полос не превышает 1 мм/м при числе волн не более 4.

10. Разработана новая методика и компьютерная модель для расчета параметра шероховатости поверхности полос в процессе матирования по многопроходной схеме. Методика учитывает шероховатость поверхности подката, рабочих валков и коэффициент напряженного состояния металла в очаге деформации.

11. Впервые с использованием математической модели проведены расчеты и построены зависимости показателя шероховатости от технологических параметров матирования. Это позволило научно обосновать технологию матирования кинескопных полос для различных потребителей.

12. Расчетами установлено, что значение параметра полосы от 0,6 до 1,0 мкм может быть достигнуто при двухпроходной схеме матирования. Однако, для получения заданной плотности пиков, число проходов следует увеличить до трех.

13. Проведены эксперименты по исследованию влияния параметров электроразрядного текстурирования на микрорельеф поверхности бочки при текстурировании рабочих валков. Установлены количественные зависимости параметров шероховатости поверхности

от режимов текстурирования. Определена оптимальная технология текстурирования бочек рабочих валков, обеспечивающая высокую стойкость и изотропность поверхности.

14. Разработаны, испытаны и внедрены в производство новые режимы матирования кинескопных полос, включающие обкатку (калибровку) валков в клети. Установлено, что калибровка валков в клети обеспечивает снижение высоты микровыступов при одновременной унификации их размеров и повышении стойкости шероховатой поверхности валков. Уточнены режимы матирования полос с различным уровнем прочности (АКМ, АК, АКХ).

15. Внедрение результатов работы в ОАО «Щелмет» обеспечило получение экономического эффекта около 10 млн. рублей в год.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В

РАБОТАХ

1. Василев Я.Д., Дементиенко А.В., Горбунков С.Г. Производство жести методом двойной прокатки. Металлургия, 1994, 125 с.

2. Горбунков С.Г., Повышение эффективности автоматического регулирования параметров процесса прокатки жести. Металлургическая и горнорудная промышленность, 1990, № 3, с. 19-20.

3. Горбунков С.Г. Развитие теории и технологии производства прецизионных магнитно-мягких холоднокатаных полос. Труды V конгресса прокатчиков. М.: 2004, с. 101-104.

4. Горбунков С.Г. Разработка технологии производства холоднокатаных полос из прецизионных магнитно-мягких сплавов. Производство проката, 2004, №2, с.26-29.

5. Горбунков С.Г. Оптимизация технологии производства кинескопных полос на основе развития теории тонколистовой прокатки. ОАО «Щелмет», Щелково, 2004, 38с. Деп. В ВИНИТИ 13.08.2004, № 1398-В004.

6. Горбунков С.Г. Математическое моделирование формирования шероховатости поверхности и разработка технологии матирования прецизионных полос для кинескопов. ОАО «Щелмет», Щелково, 2004, 37 с. Деп. в ВИНИТИ 13.08.2004, № 1397-В2004.

7. Горбунков С.Г. Исследование процессов взаимодействия в стали с атмосферой увлажненного азота в печи и разработка режимов обезуглероживающего отжига холоднокатаных полос. ОАО «Щелмет», Щелково, 2004, 30 с. Деп. в ВИНИТИ 13.08.2004, № 1396-В2004

8. Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Петров СВ. и др. Разработка и освоение технологии производства прецизионных холоднокатаных полос для магнитных экранов. Сталь, 2002, №9, с.61-64.

9. Горбунков С.Г., Ашихмин Г.В., Шумилов В.П. и др. Расчет технологических режимов прокатки прецизионных полос. Металлургическая и горнорудная промышленность, 2002, №8-9, с 38-42.

Ю.Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Петров СВ. и др. Технологические особенности производства прецизионных кинескопных полос. Бюлл. НТИ. Черная металлургия. 2002, вып. 9, с.30-33.

11.Горбунков С.Г., Долженков А.Ю., Трайно А.И. и др. Формирование микрорельефа поверхности при текстурировании валков и матировании прецизионной полосы. Сталь, 2003, № 1, с. 77-80.

12.Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Ефименко СП., Трайно А.И. Режимы производства прецизионных полос с заданными параметрами шероховатости поверхности. Черная металлургия, Бюл.НТИ, 2003, вып. 3, с. 61-65.

13.Горбунков С.Г., Русаков А.Д., Трайно А.И., Юсупов B.C. Основные направления развития микрогеометрии поверхности. Техника машиностроения, 2003, № 6, с. 77-80.

Н.Горбунков С.Г., Трайно А.И., Долженков А.Ю. и др. Разработка режимов матирования кинескопной полосы. Производство проката, 2003, № 7, с. 14-16.

15.Горбунков С.Г., Алексеев В.И., Трайно А.И. Оптимизация режимов обезуглероживающего отжига стальных холоднокатаных полос. Производство проката, 2003, №8, с.44-46.

16.Горбунков С.Г., Сидоркин В.И., Шестаков А.В. и др. Оптимизация режимов обезуглероживающего отжига стальных холоднокатаных полос. Теория и практика производства листового проката. 4.1. Липецк, ЛГТУ, 2003, с.100-105.

17.Горбунков С.Г., Трайно А.И., Юсупов B.C. Исследование структуры и магнитных свойств полос для теневых масок и магнитных экранов. Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства. Материалы IV Международной научно-технической конференции. г.Череповец, 2003. - с.207-210.

18.Горбунков С.Г., Трайно А.И., Юсупов B.C. Формирование магнитных свойств стальных холоднокатаных полос для теневых масок и магнитных экранов кинескопов. Обработка сплошных и слоистых материалов, г. Магнитогорск, МГТУ. 2003 г. - с. 128-134.

19.Мазур В.Л., Зенченко Ф.И., Сосковец О.Н., Горбунков С.Г., Чмелев А.А., Чернов П.П., Добронравов А.И. Рациональная форма поперечного сечения. Сталь, 1988, № 3, с. 50-54.

20.Сафьян A.M., Горбунков С.Г., Сорокин С.А., Бендер Е.А., Толдин Н.Я. Повышение срока службы валков при холодной прокатке. Черная металлургия, 1987, №7, с. 46-48.

21.Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Долженков А.Ю. и др. Разработка режимов матирования кинескопной полосы. Сб. тр. «Теория и практика производства листового проката», Липецк: ЛГТУ, 2003, ч.1, с. 105-109.

22.Горбунков С.Г., Русаков А.Д., Трайно А.И., Юсупов B.C. Опыт использования параметра шероховатости поверхности - мера асимметрии плотности распределения отклонений профиля - при производстве прецизионной кинескопной полосы. Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства. Материалы 4-й Международной научно-

техни-ческой конференции, посвященной 120-летию И.П.Бардина, Череповец: ЧГУ, 2003, с. 210-212.

23.Gorbunkov S.G. Traino A.I., Yusupov V.S., Garber E.A. The Technology of the Production of Precision Steel Strips for Braun Tubes Materials Science & Technology. New Orleans, LA, 2004, p.89.

24.Gorbunkov S.G. Traino A.I., Yusupov V.S., Garber EA Technological Features of the Production of Precision Soft-Magnetic Steel Strips for Details of CRT. / Developments in Metallurgical Process Technology. Materials of 2-nd International Conference, Riva del Garda, p. 236-237.

25.Патент Российской Федерации № 2223333 от 10.02.2004. Способ обезуглероживающего отжига стальных полос. Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Петров СВ.и др. Бюлл.№4, 2004 г.

26.Патент Российской Федерации № 2223334 от 10.02.2004. Способ производства стальных полос для магнитных экранов. Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Дьяконов В.И. и др. Бюлл.№4, 2004 г.

27.Патент Российской Федерации № 2223335 от 10.02.2004. Способ производства кинескопной полосы. Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Петров СВ. и др. Бюлл.№4, 2004 г.

28.Патент Российской Федерации № 2223336 от 10.02.2004. Способ производства кинескопной полосы. Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Петров СВ. и др. Бюлл.№4, 2004 г. 2004 г.

29.Патент Российской Федерации № 2228807 от 20.05.2004. Способ матирования кинескопной полосы. Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Долженков А.Ю. и др. Бюлл.№14, 2004 г.

30.Патент Российской Федерации № 2228809 от 20.05.2004. Способ подготовки к эксплуатации рабочих валков листопрокатной клети. Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Долженков А.Ю. и др. Бюлл.№14, 2004 г.

Формат 60 х 90 1/16 Тираж 100 экз.

Объем 2,4 п.л. Заказ 628

Отпечатано с готовых оригинал-макетов в типографии Издательства «Учеба» МИСиС, 117419, Москва, ул. Орджоникидзе, 8/9 ЛР №01151 от 11.07.01

Ob./b

i

t. s

487

Введение

Оглавление

Глава 1. Технологические особенности производства прецизионных стальных полос с заданным комплексом качественных характеристик

1.1. Анализ требований различных потребителей к качеству кинескопных полос

1.2. Анализ требований различных потребителей к качеству полос для магнитных экранов

1.3. Современные технологии получения магнитомягких холоднокатаных полос

1.3.1. Динамная сталь

1.3.2. Электротехническая магнитомягкая сталь

1.3.3. Полоса для магнитных экранов

1.3.4. Кинескопная полоса

1.4. Влияние условий деформирования при горячей, холодной прокатке и отжига на микроструктуру холоднокатаных полос

1.5. Влияние технологии горячей и холодной прокатки на точность и плоскостность холоднокатаных полос

1.6. Анализ причин образования дефектов на поверхности горячекатаных и холоднокатаных полос

1.7. Основные задачи исследования

Глава 2. Материалы, оборудование и методики проведения экспериментальных исследований

Глава 3. Исследование взаимодействия стали с атмосферой увлажненного азота в печи и разработка оптимальных режимов обезуглероживающего отжига

3.1. Исследование влияние параметров отжига и морфологии стали на процесс обезуглероживания

3.1.1. Расчет коэффициента диффузии углерода в феррите и аустените

3.1.2. Определение влияния температуры нагрева стали на коэффициент диффузии углерода

3.1.3. Влияние фазового состава стали 08Ю на скорость обезуглероживания

3.2. Термодинамика реакций окисления железа и углерода проточным

3.3. Равновесие в системе Fe-H20-Fe0-H

3.4. Определение теоретически необходимого количества воды, расходуемой на обезуглероживание

3.5. Термодинамика реакций взаимодействия углерода с водяным паром

3.6. Разработка оптимизированных режимов обезуглероживающего отжига холоднокатаного подката для магнитных экранов

Глава 4. Совершенствование модели тонколистовой холодной прокатки и оптимизация режимов деформации полос на реверсивном стане кварто

4.1. Особенности холодной прокатки и причины снижения точности расчетов энергосиловых параметров

4.2. Особенности построения уточненного алгоритма расчета энергосиловых параметров тонколистовой прокатки

4.3. Модель очага деформации

4.4. Определение энергосиловых и кинематических параметров

4.5. Определение сопротивления деформации

4.6. Определение температуры полосы

4.7. Методика расчета поперечного профиля и внутренних напряжений полосы

4.8. Определение упругих деформаций валкового узла стана 800 и свойств полосы

4.9. Режимы прокатки прецизионных полос различного сортамента

4.10. Оптимизация профилировок валкового узла реверсивного стана

Глава 5. Разработка технологии матирования прецизионных полос для кинескопов 114 * 5.1. Матирование полос для теневых масок

5.2. Разработка и оптимизация с помощью математического моделирования технологии матирования холоднокатаных полос для теневых масок для обеспечения стабильного уровня параметров шероховатости поверхности

5.2.1. Методика расчета шероховатости прокатываемой полосы в модели пластического течения металла в очаге деформации

J 5.2.2. Расчет шероховатости полосы и определение оптимальных условий процесса матирования

5.2.3. Исследование на компьютерной модели формирования шероховатости поверхности полосы при однопроходной схеме матирования

5.2.4. Исследование на компьютерной модели формирования шероховато-^ сти поверхности полосы при двух- и трехпроходной схемах матирования

5.3. Исследование и разработка режимов текстурирования рабочих валков стана кварто

5.4. Экспериментальная проверка и корректировка режимов текстурирования валков и матирования кинескопной полосы

5.4.1. Влияние калибровки клети на шероховатость текстурированных вал-Ч ков j 5.4.2. Экспериментальная проверка и корректировка режимов матирования холоднокатаных полос

Глава 6. Испытание прецизионных магнитомягких полос у потребителей и корректировка режимов их производства

6.1. Технология производства полос для магнитных экранов

6.2. Развитие технологии производства кинескопных полос различных категорий прочности

6.2.1. Производство кинескопных полос категорий АК и АКХ

6.2.2. Производство кинескопных полос категорий АКМ (АКХ) 156 Выводы 157 Библиографический список 160 Приложения

Одним из условий успешной хозяйственной деятельности и развития металлургического предприятия в России является производство конкурентно способных высокорентабельных видов металлопродукции. К таким видам металлопродукции в полной мере относятся прецизионная стальная кине-скопная полоса и полоса для магнитных экранов кинескопов цветных телевизоров и дисплеев.

М/

Комплекс требований к кинескопным полосам и полоса/для магнитных экранов настолько высок, что их производство способны осуществлять в мире только 3-4 специализированных предприятия.

Производство кинескопных полос в СССР было начато в 60-е годы прошлого столетия для замещения аналогичной продукции, закупаемой по импорту. По мере совершенствования конструкции кинескопов изменялись требования к кинескопным полосам.

Вначале для изготовления масок кинескопов использовали листы и полосы из кипящей малоуглеродистой стали в отожженном и нагартованном состоянии, производство которых осуществляли на ММК по технологии получения жести. Но поскольку точность листов и полос оказалась недостаточной, специально для производства кинескопных полос был спроектирован и изготовлен ВНИИМетмашем 20-валковый стан 700Э, установленный в Л11Ц-3 ММК. Существующая технология и оборудование обеспечивали получение кинескопных полос для теневых масок дельта-структуры (с растровыми отверстиями круглой формы) при выходе годных масок 30-50%.

Переход на более современные теневые маски со щелевой структурой потребовал существенного изменения технологии производства кинескопных полос. Возникла необходимость использования стабилизированной алюминием и более чистой стали взамен кипящей. Поэтому производство кинескопных полос осуществляли по кооперации нескольких металлургических предприятий (HJIMK, ММК, Ашинский метзавод), причем холоднокатаный подкат подвергали обезуглероживанию в непрерывных агрегатах для отжига динамной стали. Однако качество производимых полос не удовлетворяло всем требованиям электронной промышленности: остаточное содержание углерода и коэрцитивная сила превышали допустимые значения, размеры зерна микроструктуры имели недопустимо большой разброс, разнотолщинность не укладывалась в заданные пределы.

Одновременно с переходом на теневые маски со щелевой структурой, кинескопы стали оснащать магнитными экранами, что потребовало освоения нового вида продукции — прецизионных полос для магнитных экранов.

В конце 80-х годов прошлого столетия на Щелковском металлургическом заводе был введен в строй металлургический комплекс по производству стальных прецизионных полос. Предполагалось, что при производственной мощности 15 тыс. тонн холоднокатаной полосы в год, завод обеспечит выпуск высококачественной кинескопной полосы и полосы для магнитных экранов. Однако вследствие ряда причин (недостаточности научной и технической проработки, нестабильности работы технологического оборудования, организационных проблем и др.) в тот период времени не удалось получить продукцию требуемого качества.

Развитию теории и технологии производства кинескопной полосы посвящено большое число исследований. В частности, следует отметить работы

A.Ф.Пименова, В.Н.Скороходова, В.П.Полухина, А.И.Трайно, Л.Н.Смирнова,

B.П.Шумилова, А.П.Фролова, А.И.Добронравова, А.И.Ермакова, и др., направленные на повышение качества и расширение сортамента кинескопных полос. Тем не менее, ряд важнейших вопросов, таких, как динамика процессов обезуглероживания, оптимизация режимов прокатки по критериям точности и плоскостности, формирования механических и магнитных свойств стали, электроразрядного текстурирования валков и матирования полос изучены недостаточно глубоко.

В то же время исследованиям и разработке технологии производства полос для магнитных экранов из сверхнизкоуглеродистой стали также не было уделено должного внимания. Все это не позволяло организовать производство кинескопных полос и полос для магнитных экранов с качественными показателями, отвечающими мировому уровню. Поэтому автор взял на себя смелость восполнить имеющийся пробел.

Достижение заданного химического состава стали, высокой точности кинескопных полос и полос для магнитных экранов, их физико> механических свойств и микрогеометрии поверхности потребовало проведения широких теоретических и экспериментальных исследований. В этих исследованиях, проводимых непосредственно автором и под его руководством сотрудниками ОАО «Щелмет», принимали участие ученые и специалисты ИМЕТ им.А.А.Байкова РАН.

В результате выполнения настоящей диссертационной работы с использованием термодинамических принципов изучен процесс обезуглероживания стали в атмосфере влажного азота, разработан уточненный алгоритм расчета энергосиловых и кинематических параметров очага деформации, учитывающий наличие зон упругого сжатия и восстановления полосы, формы ее поперечного сечения. Сформулированы требования к холоднокатаному подкату для теневых масок и магнитных экранов. Разработаны режимы деформационно-термической обработки сверхнизкоуглеродистой стали и ис-v следовано их влияние на микроструктуру и комплекс физико-механических свойств. Определены режимы электроразрядного текстурирования рабочих валков с заданными параметрами микрогеометрии. Создана математическая модель переноса шероховатости текстурированных валков на полосы с различной степенью наклепа. Это позволило успешно решить крупную техническую проблему производства в условиях ОАО «Щелмет» широкого сортамента кинескопных полос и полос для магнитных экранов, полностью отвеЧ чающих требованиям потребителей.

На защиту выносятся следующие основные положения: 1. Закономерности процесса обезуглероживания нагартованной полосы из малоуглеродистой стали в атмосфере увлажненного азота с позиции термодинамики и технологические режимы обезуглероживания распушенных рулонов.

2. Уточненный алгоритм расчета технологических параметров прокатки полосы на реверсивном стане 800, обеспечивающий получение минимальной разнотолщинности и неплоскостности.

3. Результаты исследований влияния деформационно-термических режимов производства на формирование микроструктуры и физико-механических свойств кинескопных полос и полос для магнитных экранов различного назначения.

4. Теоретические и экспериментальные закономерности формирования микрогеометрии валков в процессе матирования и полосы электроразрядного текстурирования валков.

5. Комплексные технологии производства кинескопных полос и полос для магнитных экранов различного назначения, обеспечивающие их высокое качество и конкурентоспособность.

ВЫВОДЫ

1. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны комплексные технологии производства прецизионных магнитомягких полос для теневых масок и магнитных экранов кинескопов. Новые технологии освоены в цехе прецизионного проката ОАО «Щелмет». Выпускаемая продукция широкого сортамента полностью удовлетворяет требованиям отечественных и зарубежных потребителей.

2. С позиций термодинамики проведен анализ процессов, происходящих при обезуглероживании стали в печи с атмосферой увлажненного азота. Проведенный анализ и расчеты показали, что скорость диффузии углерода в y-Fe на два порядка ниже, чем в a-Fe. Поэтому в процессе обезуглероживающего отжига сталь должна сохранять ферритную структуру. Определен оптимальный температурный диапазон обезуглероживающего отжига.

3. Установлено, что наличие цементита в структуре стали типа 08 не приводит к снижению скорости обезуглероживания. Причиной этого является развитая граница между ферритной и ультрамелкодисперсной це-ментитной фазой, размер частиц которой не превышает 1 мкм.

4. Расчеты кинетики химических реакций обезуглероживания показали, что окисная пленка, образующаяся на поверхности металла, ухудшает условия протекания обезуглероживания. Установлено, что образование окисной пленки термодинамически невозможно при парциальном давлении паров воды не более 0,025 атм. Следовательно, допустимая точка росы газовой атмосферы печи не должна быть выше +21°С.

5. Проведен расчет количества воды, теоретически необходимого для обезуглероживания стали марки 08Ю. Однако в силу того, Установлено, что процесс обезуглероживания в печи протекает в незамкнутой системе при неравновесных условиях с выносом части водяного пара из рабочего протранства печи, фактическое количество воды, расходуемой на обезуглероживание стали, следует брать относительно теоретически необходимого с коэффициентом избытка, равным 4.

6. Определены оптимизированные базовые технологические режимы обезуглероживания холоднокатаных полос из стали 08 Ю в печи фирмы «Эбнер». Использование оптимизированных режимов позволило снизить остаточное содержание углерода в стали в 2,5-3 раза.

7. В развитие теории тонколистовой холодной прокатки модель очага деформации дополнена участками упругого сплющивания и восстановления полосы, а также расчетом изменения механических свойств металла по длине очага деформации с упругими участками. Это позволило существенно повысить достоверность расчетов энергосиловых и кинематических параметров холодной прокатки. Ошибка расчетов усилия прокатки не превышает ±7%.

8. С учетом предложенных теоретических положений разработана и реализована компьютерная модель расчета режимов холодной прокатки прецизионных полос на реверсивном стане 800. Компьютерная модель позволяет оптимизировать режимы деформации по проходам по критерию минимальной разнотолщинности готовой шси^инимальной^азштбшцинностипготов!)^ полосы при заданных параметрах поперечной разнотолщинности и неплоскостности подката.

9. Проведено промышленное опробование и внедрение в производство оптимизированных режимов прокатки кинескопных полос и полос для магнитных экранов. Внедрение оптимизированных режимов прокатки на реверсивном стане кварто 800 позволило обеспечить требуемую прецизионную точность холоднокатаных полос: поперечная разно-толщинность не более 2 мкм; продольная разнотолщинность не более 4 мкм.

10.С использованием новой методики расчета энергосиловых режимов прокатки осуществлена оптимизация станочной профилировки валковой пирамиды реверсивного стана 800. Верхняя пара: опорный - цилиндрическая бочка с краевыми скосами на длине 200 мм с глубиной 50 мкм, рабочий - с выпуклой бочкой +10 мкм. Нижняя пара: рабочий и опорный валки с нулевой выпуклостью. В результате использования новой профилировки достигнуто снижение непоскостности полос всего сортамента стана: волнистость в средней части полос не превышает 1 мм/м при числе волн не более 4.

11. Разработана новая методика и компьютерная модель для расчета параметра Ra шероховатости поверхности полос в процессе матирования по многопроходной схеме. Методика учитывает шероховатость поверхности подката, рабочих валков и коэффициент напряженного состояния металла в очаге деформации.

12. Впервые с использованием математической модели проведены расчеты и построены семейства зависимости параметра Ra от технологических параметров матирования. Это позволило научно-обоснованно проектировать технологию матирования кинескопных полос для различных потребителей.

13. Расчетами установлено, что значение параметра Ra полосы от 0,6 до 1,0 мкм может быть достигнуто при двухпроходной схеме матирования. Однако, для получения заданной плотности пиков, число проходов следует увеличить до трех.

14. Проведены эксперименты по исследованию влияния параметров электроразрядного текстурирования на микрорельеф поверхности бочки при текстурировании рабочих валков. Установлены количественные зависимости параметров шероховатости поверхности Ra, Рс, RSk от режимов текстурирования. Определена оптимальная технология текстурирования бочек рабочих валков, обеспечивающая высокую стойкость и изотропность поверхности.

15. Разработаны, испытаны и внедрены в производство новые режимы матирования кинескопных полос, включающие обкатку (калибровку) валков в клети. Установлено, что калибровка валков в клети обеспечивает снижение высоты микровыступов при одновременной унификации их размеров и повышении стойкости шероховатой поверхности валков. Уточнены режимы матирования полос с различным уровнем прочности (АКМ, АК, АКХ).

1. Полухин П.И., Полухин В.П., Пименов А.Ф. и др. Прокатка на многовалковых станах.-М.: Металлургия. 1981.-248с.

2. Kim G-S, Kim К-Н, Jin Y. Development of ultra-low carbon steel for color braun tubes. Processing of IF steels 2000. p.263-269.

3. Tsunematsu S., Yamanaka Y. Magnetic shield steel sheet /Sumitomo Metals (Japan), vol.48, №3, 1996. p.45-48.

4. Kamio M., Tsuji M., Kawauchi S. Al-killed cold-rolled steel sheet with excellent demagnetization characteristics and process for prodacting the same, and shadow mask and color television using the same / Patent US № 4609412, 1986.

5. Полоса стальная холоднокатаная для теневых масок кинескопов приемников цветного телевидения. Технические условия ТУ14-1-5403-2000.

6. Полоса стальная холоднокатаная отожженная для магнитных экранов цветных кинескопов. Технические условия ТУ-14-114-004-2001.

7. Полоса стальная холоднокатаная отожженная для магнитных экранов цветных кинескопов. Технические условия ТУ-14-106-621-2001.

8. Казаджан Л.Б. Магнитные свойства электротехнических сталей и спла-вов.-М.: ООО «Наука и технологии», 2000.-224 с.

9. Холоднокатаные электротехнические стали: Справочное издание/ Мо-лотилов Б.В., Миронов Л.В., Петренко А.Г. и др.-М.:Металлургия, 1989.-168 с.

10. Dutta M.S., Patnaik В.В., Singh K.S. Processing of cold rolled dynamo grade steel at Rourkela steel plant// Tool and Alloy Steel, 1986, 20, № 3. p.l 17-121.

11. Svantner J., Chacalak M. Vplyv velkosti deformacie za studena na texturu a magnetike vlastnosti izotrophych elektrotechnickych plechov// Hutny Listy, 1989, 44, № 6.-S.380-385.

12. Ванчиков B.A. и др. Основы производства изотропных электротехнических стал ей.-М. Металлургия, 1985. 272с.

13. Настич В.П., Чеглов А.Е., Миндлин Б.И. и др. Способ производства холоднокатаной полуобработанной электротехнической стали. Пат. №2135606 Россия, МПК C21D8/12. Бюлл. №24, 1999 г.

14. Пакл П., Чеч Д. Способ производства магнитомягкой листовой или полосовой стали. А.с. ЧССР №253953, МПК H01F1/14, 1989 г

15. Цырлин М.Б., Соколовский М.Я., Николаев И.Н. Способ производства релейной электротехнической стали. Пат. №2055912 Россия, МПК C21D8/12. Бюлл. №7, 1996 г.

16. Цырлин М.Б., Соколовский М.Я., Николаев И.Н. Способ изготовления изотропной и релейной электротехнической стали. Пат. №2039094 Россия, МПК C21D8/12. Бюлл. №19, 1995 г.

17. Ясима Ю., Фудзии М., Мория С. Способ производства высокочистого электромагнитного листа из мягкой стали. Заявка №62-278225 Япония, МПК C21D8/12, В21В1/00. 1987 г.

18. Бурко Д.А., Пименов В.А. Тонколистовые высокопластичные стали для штамповки деталей автомобилей. -Национальная металлургия, № 2, 2001 г. С.40-43.

19. Мустафаев И.А., Скороходов В.Н., Логинова Т.П. и др. Производство холоднокатаной полосы для магнитных экранов кинескопов. -Черная металлургия, 1987, №9. с.43.

20. Мехед Г.Н., Трайно А.И., Пименов А.Ф. и др. Сталь. Авт.св. СССР №1261970, МПК С22С38/42, опубл. В Б.И. №37. -1986.

21. Гунда К., Мияхара К., Юдзитори Й. и др. Холоднокатаный стальной лист для магнитостатической экранировки. Заявка 62-124257, Япония. МПК С22С38/06, С22С38/00. -1987.

22. Такада М. Производство стального листа для защитных экранов. Заявка 2175820, Япония. МПК C21D9/46, C21D8/02. -1990.

23. Добронравов А.И. Производство кинескопной полосы: Учебное пособие. Магнитогорск, изд.МГМА, 1997. 134с.

24. Скороходов В.Н. Исследование тонколистовой холодной прокатки, решение проблемы производства и повышения качества тонких листов и полос специального назначения. Диссертация на соиск. уч. степ, докт.техн.наук. М., 1992. 419 с.

25. Усуки С., Такаки И. Способ декарбюризирующего отжига стальных полос для кинескопов. Заявка 63-130715, Япония. МПК C21D9/45, C21D1/26.-1988.

26. Отчет по НИР «Освоение технологии производства высокоточной холоднокатаной полосы на Щелковском листопрокатном заводе». Шифр работы: 16/92/10272. ЦНИИчермет, М., 1993.-109 с.

27. Kubota М., Tsuda Т. Process for producing steel strip material of shadow mask for tube for color TV. Patent USA № 4309886, ICI B21B1/00, 1982.

28. Kim G., Hwang SY. Effect of decarburization atmosphere on the yield point elongation of extra-low carbon steel for shadow mask /Jornal of the Korean Inst, of metals and materials, vol.39, № 3, 2001, p.282-286.

29. Kim G., Jin YS. Decarburisation annealing of extra-low carbon steel for shadow mask /43-rd Mechanical working and steel processing, vol.39, 2991, p.595-602.

30. Wang B. Industrial trial of shadow mask strip production /Iron and Steel, vol.32, № 8, 1997. p.70-72.

31. Baik SC, Oh KH, Lee DN. Analysis of the deformation of a perforated sheet under uniaxial tension /Journal of Materialse Processing Technology, vol.58, №2-3, 1996. p.139-144.

32. Baik SC, Oh KH, Lee DN. Forming limited diagram of perforated sheet / Metall. Mater. (USA), vol. 33, № 8, 1995. p.1201-1207.

33. Usuki S, Takagi K. Influence of annealing atmosphere on mechanical properties of extra-low carbon aluminium-killed steel used as material of shadow mask/Nisshion Steel Tech.Rep., № 48, 1983. p. 12-19.

34. Кащенко Ф.Д., Фролов А.П., Ермаков А.И. и др. Исследование свойств низкоуглеродистой полосы для теневых масок кинескопов цветного телевидения // Изв. вузов. Черная металлургия. 1989. №3. с.116-120.

35. Скороходов В.Н., Ермаков А.И., Ашихмин Г.В. и др. Технологические особенности прокатки тонкой высокоточной кинескопной полосы. -Всб.: Науч.-техн. прогресс в металлург, и хим. пр-вах. Череповец. 1989. с.305-317.

36. Скороходов В.Н., Афонин С.З., Дейнеко А.Д., Бендер Е.А. Новая технология и оборудование для производства кинескопной полосы// Сталь.-1991. №12. с.36-42.

37. Добронравов А.И. Производство кинескопной полосы: Учебное пособие. Магнитогорск, изд.МГМА, 1997. 134с.

38. Добронравов А.И. Совершенствование техники и технологии производства кинескопной лент. Бюлл. НТИ Черная металлургия.-1998. №78, с.33-35.

39. Полухин П.И., Заугольников Д.Н., Тылкин М.А. и др. Качество листа и режимы непрерывной прокатки. Алма-Ата, изд. «Наука», 1974. -399 с.

40. Гусева С.С., Гуренко В.Д., Зварковский Ю.Д. Непрерывная термическая обработка автолистовой стали. М.: Металлургия, 1979.-224 с.

41. Беняковский М.А., Мазур B.JL, Мелешко В.И. Производство автомобильного листа. М.: Металлургия, 1979.-256 с.

42. Коцарь C.JI., Белянский А.Д., Мухин Ю.А. Технология листопрокатного производства. М.: Металлургия, 1997. -272 с.

43. Беняковский М.А., Богоявленский К.Н.,Виткин А.И. и др. Технология прокатного производства. Кн.2. -М.: Металлургия, 1991. 423с.

44. Мазур B.JL, Сафьян A.M., Приходько И.Ю., Яценко А.И. Управление качеством тонколистового проката. Кшв: Техшка, 1997. -384 с.

45. Полухин П.И., Хензель А., Полухин В.П. и др. Технология процессов обработки металлов давлением. -М.: Металлургия, 1988. 408 с.

46. Клименко В.М., Онищенко A.M., Минаев А.А. и др. Технология прокатного производства. Киев: Выща школа, 1989. 311 с.

47. Сафьян М.М., Мазур B.JL, Сафьян A.M., Молчанов А.И. Технология процессов прокатки и волочения. Листопрокатное производство. Киев: Вища школа, 1988. 351 с.

48. Грудев А.П., Машкин Л.Ф., Ханич М.И. Технология прокатного производства. М.: Металлургия, 1994. 656 с.

49. Мелешко В.И., Иванченко В.Г., Притоманова М.И. и др. Листопрокатное производство. Сб. №1. М.: Металлургия, 1972 (МЧМ СССР) с.11-16.

50. Кузема И.Д. и др. // Металловедение и термическаяобработка: Труды Ждан. Мет.ин-та, т. 15.-Днепропетровск, 1969.-е. 158-170.

51. Долженков Ф.Е., Беняковский М.А., Иванченко В.Г. и др. Листопрокатное производство. Сб. №2. М.: Металлургия, 1973 (МЧМ СССР) с.5-9.

52. Пименов А.Ф. Исследование и разработка технологии холодной прокатки кинескопной стали для цветного телевидения. Диссертация на соиск. уч. степ, доктора техн. наук. М., 1973. 274 с.

53. Ермаков А.И. Разработка и внедрение технологии производства холоднокатаной полосы для щелевых кинескопных масок. Диссерт. на соиск. уч.степ. канд.техн.наук. М., 1989. 134 с.

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

55. Пименов А.Ф., Никитина Л.А., Трайно А.И. Основные направления совершенствования производства листового проката// Черная металлургия, Бюл.НТИ, 1984, №10, с.8-17.

56. Пименов А.Ф., Полухин В.П., Липухин Ю.В. и др. Высокоточная прокатка тонких листов. М.: Металлургия, 1988. -176 с.

57. Железнов Ю.Д., Боровик Л.И., Мухин Ю.А. -В кн.: Листопрокатное производство. М.: Металлургия, 1973. с.22-25.

58. Будагьянц Н.А., Карсский В.Е. Литые прокатные валки. М.: Металлургия, 1983. 175 с.

59. Трайно А.И., Юсупов B.C., Гарбер Э.А и др. Исследование износа рабочих валков НШС// Производство проката, 2000, №7. -с. 12-14.

60. Трайно А.И., Гатитулин P.P., Сосковец О.Н. и др. Горячая прокатка на стане 1700 с использованием полидисперсной аэрозоли // Сталь, 1990, №3. -с. 63-66

61. Грудев А.П., Подберезный Н.П., Максименко О.П. Применение технологической смазки при горячей прокатке// Труды 2-го конгресса прокатчиков. М., АО «Черметинформация», 1998. —с. 117-119.

62. Тубольцев Л.Г., Килиевич А.Ф., Адамский С.Д. и др. Горячая прокатка листовой стали с тхнологическими смазками. М.: Металлургия, 1983. 160 с.

63. Полоса холоднокатаная в рулонах (подкат) из стали марки 08Ю для теневых масок кинескопов приемников цветного телевидения. Технические условия ТУ 14-106-622-2001.

64. Белянский А.Д., Кузнецов Л.А., Франценюк И.В. Тонколистовая прокатка. Технология и оборудование. М.: Металлургия, 1994. 380 с.

65. Франценюк И.В., Железнов Ю.Д., Кузнецов Л.А., Камышев В.Г. Современный цех холодной прокатки углеродистых сталей. М.: Металлургия, 1984. 184.с.

66. Скороходов В.Н., Ермаков А.И., Ашихмин Г.В. и др. Влияние клино-видности подката на процесс прокатки кинескопной полосы // Изв.Вузов. Черная металлургия.- 1989, №3. -с.74-78.

67. Felht D. Stahl-fehlerfibel. Leipzig, 1975. 188 p.

68. Сосковец O.H., Фельдман Б.А., Чернов П.П. и др. Классификатор дефектов поверхности слитков, слябов и листового проката. В 3-х частях. М., Черметинформация, 1990. —180 с.

69. Юдин М.И., Трощенков Н.А., Авраменко И.Н. Рулонный способ производства холоднокатаных листов. М.: Металлургия, 1986. 243 с.

70. Беняковский М.А., Сергеев Е.П. Дефекты поверхности автомобильного листа. Альбом. М.: Металлургия, 1974 г. 72с.

71. ГОСТ 21014-88. Прокат черных металлов. Термины и определения дефектов поверхности. М.: Изд.стандартов, 1988 г.

72. Белов В.К., Добронравов А.И., Кутуев Р.Я. и др. Устранение причин возникновения дефекта «сетка» на кинескопных масках //Черная металлургия, 1988, №12, с.47-49.

73. Капесо Т., Suzuki S., Ogata R. etc. Soft magnetic materials for magnetic shielding //Sumitomo Search, № 49, 1992, p. 1-6.

74. Скороходов B.H., Ермаков А.И., Ашихмин Г.В. и др. Влияние клино-видности подката на процесс прокатки кинескопной ленты //Изв.вузов. Чер.металлургия, 1989, №1, с.71-74.

75. Фролов А.П., Черкасский Р.И. Совершенствование режимов холодной прокатки полос для теневых масок кинескопов //Черная металлургия, 1988, №2, с.40-41.

76. Пименов А.Ф., Шварцман З.М. Устранение полос на поверхности кинескопной ленты //Черная металлургия, 1983, №22, с.53-55.

77. Фролов А.П. Повышение качества кинескопной полосы для щелевых масок путем совершенствования технологии холодной прокатки и отделки. Диссерт. на соиск. уч.степ. канд.техн.наук. Магнитогорск, 1990. 185 с.

78. Шварцман З.М., Черкасский Р.И., Суховерхов Ю.Н. Исследование причин появления дефекта «светлые полосы» на поверхности кинескопной ленты //Сталь, 1986, №12, с.76-77.

79. Shinozaki М., Опо Т., Hujino Н. Propertiese of pure iron plate and sheet for magnetic shield use "EFE" // Kawasaki Steel Giho, v.23, 1991, № 1, p.82-84.

80. Kaneko Т., Suzuki S., Ogata R. Soft magnetic steels for magnetic shielding // Sumitomo metals, v.43, 1991, № 7, p.66-71.

81. Скороходов B.H., Алексеева Д.И., Гулей Г.Г. и др. Дефекты, возникающие при производстве теневых масок и пути их устранения //Тез.докл.всес.науч.-техн.семин. «Улучш. качества холоднокат. проката», М., 1989, с.30-31.

82. Grabke H.J. «Bericute der Bunsen Gesellschaft», 1965, Bd. 69, № 5, s.409-414.

83. Grabke H.J. «Arch. Eisenhuttenwesen», 1975, Bd. 46, № 2, s.75-81.

84. Фромм E., Гебхард Т.Е. Газы и углерод в металлах. М.: Металлургия, 1980.-711 с.

85. Wells С., Batz W., Mehl R.F. Trans. AIME, 1950, v. 188, s. 553-559.

86. Исследование процессов взаимодействия в стали с атмосферой увлажненного азота в печи и разработка режимов обезуглероживающего отжига холоднокатаных полос / Горбунков С.Г.: ОАО «Щелмет», Щелково, 2004, 30 с. Деп. в ВИНИТИ 13.08.2004, № 1396-В2004.

87. Onsager L. Reciprocal Relation in Irreversible Processes. Phys. Rev., 1931, 37, p.405-425.

88. Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. М.: Издат. иностр. лит-ры, 1960. -124 с.

89. Майер А. Черные металлы, 1963, № 19, с.22-30.

90. Авербух Б.Д. и др. Уральская металлургия, 1940, № 4, с.25-28.

91. Медведев В.А., Бергман Г.А., Гурвич JI.B. и др. Термические константы веществ. Справочник в 10 вып. под ред. Глушко В.П. М.: ВИНИТИ, 1965-1981.

92. Уикс К.Е., Блок Ф.Е. Термодинамические свойства 65 элементов, их окислов, галогенидов, карбидов и нитридов. М.: Металлургия, 1965. -240 с.

93. Справочник химика, т.1. JI.-M.: ГХИ, 1962. -1070 с.

94. Richardson F.D. Iron and Steel Inst., 1953, v. 175, №1, p.33-50.

95. Smith R.P. Amer. Chem. Soc., 1946, v.68, №7, p.l 163-1175.

96. Горбунков С.Г., Алексеев В.И., Трайно А.И. Оптимизация режимов обезуглероживающего отжига стальных холоднокатаных полос // Производство проката, 2003, №8, с.44-46.

97. Способ обезуглероживающего отжига стальных полос. Патент Российской Федерации № 2223333 / Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Кондратьева С.И. и др. Бюлл. №4, 2004 г.

98. Горбунков С.Г., Сидоркин В.И., Шестаков А.В. и др. Оптимизация режимов обезуглероживающего отжига стальных холоднокатаных полос // Теория и практика производства листового проката. 4.1. Липецк, ЛГТУ, 2003, с.100-105.

99. Гарбер Э.А., Шадрунова И.А., Трайно А.И. Анализ очага деформации и уточненный расчет усилий холодной прокатки полос толщиной менее 0,5 мм на непрерывных станах // Металлы, 2002, №4, с.32-3 8.

100. Целиков А.И., Никитин Г.С., Рокотян С.Е. Теория продольной прокатки. М.: Металлургия, 1980. 320 с.

101. Теория прокатки. Справочник./ Целиков А.И., Томлёнов А.Д., Зюзин В.И. и др. М.: Металлургия, 1982. 335 с.

102. Василев Я.Д., Шувяков В.Г. Алгоритм расчета давления металла на валки при холодной прокатке без применения итерационной процедуры // Изв. АН СССР. Металлы. 1986, с. 110-115.

103. Оптимизация технологии производства кинескопных полос на основе развития теории тонколистовой прокатки / Горбунков С.Г.: ОАО «Щелмет», Щелково, 2004, 38с. Деп. В ВИНИТИ 13.08.2004, № 1398-В004.

104. Василев Я.Д., Дементиенко А.В., Горбунков С.Г. Производство жести методом двойной прокатки. М.: Металлургия, 1994. 124 с.

105. Грудев А.П. Внешнее трение при прокатке.- М.: Металлургия, 1973.

106. Третьяков А^д,. Теория, расчет и исследование станов холодной прокатки .- М.: Металлургия, 1970. -358 с.

107. Василев Я.Д., Шувяков В.Г. Определение влияния упрочнения на средний предел текучести в очаге деформации // Изв. Вузов. Черная металлургия, 1984, №3, с.134-135.288 с.

108. Роберте В. Холодная прокатка стали / Пер.с англ. М.: Металлургия, 1982. - 544 с.

109. Ярита И., Накагава К. Сопротивление деформации и коэффициент трения при холодной деформации низкоуглеродитой стали // Дзюнкацу, 1974,-т. 19, №1, с. 45-54.

110. Василев Я.Д., Шувяков В.Г. Исследование температуры разогрева полосы при холодной прокатке // Изв. АН СССР. Металлы, 1984, №4, с.86-90.

111. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник / Аметистов Е.В., Григорьев В.А., Емцев Б.Т. и др. М.: Энергоиздат, 1982, Т.2.-512 с.

112. Белосевич В.К., Нетесов В.П. Совершенствование процесса холодной прокатки.- М.: Металлургия, 1971. 272 с.

113. Белосевич В.К. Трение, смазка, теплообмен при холодной прокатке. -М.: Металлургия, 1989.-256 с.

114. Расчет технологических режимов прокатки прецизионных полос // Горбунков С.Г., Ашихмин Г.В., Шумилов В.П. и др.- Металлургическая и горнорудная промышленность, 2002, №8-9, с 38-42.

115. Горбунков С.Г. Развитие теории и технологии производства прецизионных магнитомягких холоднокатаных полос. Труды V конгресса прокатчиков. М.: 2004, с. 101-104.

116. Горбунков С.Г. Разработка технологии производства холоднокатаных полос из прецизионных магнитомягких сплавов. Производство проката, 2004, №2, с.26-29.

117. Gorbunkov S.G. Traino A.I., Yusupov V.S., Garber E.A. Technological Features of the Production of Precision Soft-Magnetic Steel Strips for Details of CRT. Materials Science & Technology. New Orleans, LA, 2004, p.89.

118. Разработка и освоение технологии производства прецизионных холоднокатаных полос для магнитных экранов // Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Петров С.В. и др. Сталь, 2002, №9, с.61-64.

119. Технологические особенности производства прецизионных кинескопных полос // Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Петров С.В. и др. — Бюлл. НТИ. Черная металлургия. 2002, вып. 9, с.30-33.

120. Способ производства стальных полос для магнитных экранов. Патент Российской Федерации № 2223334 / Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Дьяконов В.И и др.- Бюлл. №4, 2004.

121. Способ производства кинескопной полосы. Патент Российской Федерации № 2223335 / Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Петров С.В. и др. -Бюлл. №4, 2004.

122. Горбунков С.Г., Трайно А.И., Юсупов B.C. Формирование магнитных свойств стальных холоднокатаных полос для теневых масок и магнитных экранов кинескопов // Обработка сплошных и слоистых материалов. г. Магнитогорск, МГТУ. 2003 г. с. 128-134.

123. Целиков А.И. Прокатные станы. М., Металлургиздат, 1946. 560 с.

124. Целиков А.И., Смирнов В.В. Прокатные станы. М., Металлургиздат, 1958.-432 с.

125. Трайно А.И., Кожухов В.В., Тулин А.Н. и др. Оптимизация параметров профилировок валковой системы //Сталь, 1984, №4, с. 49-51.

126. Пратусевич Я.А. Вариационные методы в строительной механике. М., Гостехиздат, 1948,- 400 с.

127. Горбунков С.Г., Русаков А.Д., Трайно А.И., Юсупов B.C. Основные направления развития микрогеометрии поверхности. Техника машиностроения, 2003, № 6, с. 77-80.

128. Математическое моделирование формирования шероховатости поверхности и разработка технологии матирования прецизионных полос для кинескопов / Горбунков С.Г.: ОАО «Щелмет», Щелково, 2004, 37 с. Деп. в ВИНИТИ 13.08.2004, № 1397-В2004.

129. Мазур B.JI. Производство листа с высококачественной поверхностью. Киев: Техшка, 1982. 166 с.

130. Мазур B.JL, Тимошенко В.И. Теория прокатки (гидродинамические эффекты смазки). М.: Металлургия , 1989, 192 с.

131. Способ матирования кинескопной полосы. Патент Российской Федерации № 2228807 / Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Долженков А.Ю. и др. Бюлл. № 14, 2004.

132. Горбунков С.Г., Долженков А.Ю., Трайно А.И. и др. Формирование микрорельефа поверхности при текстурировании валков и матировании прецизионной полосы. Сталь, 2003, № 1, с. 77-80.

133. Горбунков С.Г., Трайно А.И., Долженков А.Ю. и др. Разработка режимов матирования кинескопной полосы. Производство проката, 2003, № 7, с. 14-16.

134. Моррис Дж. Преимущества процесса EDT валков. /-Мат-лы конференции «Повышение эффективности прокатного производства».- С-Пб, 18 апреля 2002г., доклад № 6 на CD-Rom носителе.

135. Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Ефименко С.П., Трайно А.И. Режимы производства прецизионных полос с заданными параметрами шероховатости поверхности. Черная металлургия, Бюл.НТИ, 2003, вып. 3, с. 61-65.

136. Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Долженков А.Ю. и др. Разработка режимов матирования кинескопной полосы. // Сб. тр. «Теория и практика производства листового проката», Липецк: ЛГТУ, 2003, ч.1, с. 105-109.

137. Способ подготовки к эксплуатации рабочих валков листопрокатной клети. Патент Российской Федерации № 2228809 / Горбунков С.Г., Шестаков А.В., Долженков А.Ю. и др. Бюлл. № 14, 2004.

138. Gorbunkov S.G. Traino A.I., Yusupov V.S., Garber E.A. The Technology of the Production of Precision Steel Strips for Braun Tubes/ Developments in Metallurgical Process Technology. Materials of 2-nd International Conference, Riva del Garda, p.236-237.