автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Регламентация качества поверхности подката, режимов холодной прокатки и дрессировки при производстве тонкой и тончайшей жести

и о •• О Г,.-¿1 с д1 -А, У О».

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО, ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ" ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ имени И.П.БАРДИНА

На правах рукописи

БАРМИН Георгий Юрьевич

УДК 621.771:23-416.002.64

РЕГЛАМЕНТАЦИЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ ПОДКАТА, РЕЖИМОВ ХОЛОДНОЙ ПР01САТКИ И ДРЕССИРОВКИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ТОНКОЙ И ТОНЧАИ'ЛЕЙ НЕСТИ.

Специальность 05.16.05 - "Обработка металлов давлением"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1990

Работа выполнена на Карагандинском металлургическом комбинате и в Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте черной металлургии им.И.П.Бардина.

Скороходов В.Н.

Официальные оппоненты - дбктор технических наук,профессор

Пименов А.Ф.; - кандидат технических наук Ашихмин Г.В

на заседании Специализированного совета К 141.04.02 Центральной ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института черной металлургии им.И.П.Бардина по адресу:107843, Москва,2-я Бауманская,9/23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЦНИИЧермета

Автореферат разослан 1990 г.

Научный руководитель - кандидат технических наук

Ведущая организация - Магнитогорский металлургический

комбинат.

Защита состоится

Ученый секретарь _ Специализированного совета

к.э.н.

С.В.МИХАИЛИНА

I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Качество поверхности черной жести является одним из важнейших эксплуатационных параметров,определяющих коррозионную стойкость и штампуемость жести после ее лужения. Актуальность обеспечения требуемого качества поверхности полосы особенно возрастает с переходом на более прогрессивную поставку белой жести потребителю в рулонах.В этом случае требуется более высокий уровень технологической гарантии производства жести с бездефектной поверхностью и требуемой микрогеометрией.Для обеспечения бездефектной поверхности жести на всех переделах ее производства необходимо изучение всего комплекса факторов,влияющих на качество поверхности жести,в том числе.наличия и трансформации при холодной прокатке поверхностных дефектов подката. Этот вопрос недостаточно освещен в литературе,особенно при производстве тонких,толщиной 0,18-0,22 мм,и тончайших,толщиной менее 0,16 мм,номеров жести,ввиду отсутствия до недавнего времени их массового производства в СССР.Исследования зарубежных авторов в этой области составляют "ноу-хау" представляемых-ими фирм,поэтому их публикации носят в основном обзорный характер. В связи с этим,освоение на Карагандинском металлургическом комбинате (КарМК) производства тонкой и тончайшей (0,15 мм) жести поставило--перед технологами ряд проблем по обеспечению качественной поверхности белой жести,связанных с особенностями технологии производства подката и технологического оборудования при прокатке жести на КарМК.

Цель работы. Исследование механизма трансформации дефектов поверхности подката и полосы в процессе холодной прокатки,влияние технологических факторов процесса на выкатываемость дефектов поверхности,определение требований к качеству поверхности

подката,разработка режимов прокатки и дрессировки жести обеспечи вающих высокий уровень качества поверхности и требуемые механические характеристики тонкой,толщиной 0,22i0,I8 мм и тончайшей, толщиной 0,15 мм и менее,жести.

Научная новизна. Определены закономерности трансформирована

дефектов поверхности полосы при больших суммарных деформациях в

в

процессе холодной прокатки.Установлена зависимость выкатываемос-ти дефекта поверхности от его размеров,механических характеристик деформируемого металла,технологических факторв холодной прокатки (обжатия и натяжения полосы,шероховатости поверхности рабочих валков,условий смазки)..

Разработана математическая модель формоизменения дефектов типа "раковина-вдав","риска","царапина","забоина" в процессе холодной прокатки до разрушения металла полосы,дана методика оценки и регламентации качества подката по допустимым размерам дефектов поверхности при производстве тонкой и тончайшей жести.

Количественно определено влияние шероховатости поверхности рабочих валков на сглаживание дефектов поверхности при дрессировке жести.Установлен рациональный уровень соотношения шероховатости рабочих валков,обжатия металла и усилий дрессировки на двухклетевом стане,обеспечивающий высокий уровень качества поверхности и коррозионной стойкости белой жести.

Исследовано формирование механических свойств тонкой.и тончайшей жести при повторной холодной деформации,определены критерии для выбора технологической схемы при производстве жести методом двойной прокатки.

Практическая значимость. Исследования,выполненные в настоящей работе позволили определить требования к подкату при производстве жести толщиной менее 0,22 мм.Разработаны режимы холодной прокатки на стане 1400 жести толщиной 0,18-0,22 мм,снижающие

обрывность и обеспечивающие улучшение качества поверхности прокатываемых'полос.Предложен способ прокатки на непрерывном многоклетевом стане,обеспечивающий прокатку тонких полос без рас-, трескивания кромок.Разработана деформационная схема производства жести толщиной 0,15 мм методом двойной прокатки,позволяющая получать жесть с требуемым уровнем механических свойств и высоким качеством отделки поверхности.Разработаны способы дрессировки жести обеспечивающие оптимальный уровень шероховатости поверхности полосы перед лужением.

Реализация работы в промышленности. Внедрение результатов работы осуществлено в листопрокатном цехе № 3 (ЛПЦ-3) КарМК. Результаты работы включены в технологию производства тонкой (0,18-0,22 мм) жести (ТИ-309-ПЖ-02-86;ТИ-309-ПЖ-04-86) и новую технологию производства тончайшей жести толщиной 0,15 мм (ТИР 309-ПЖ-46-88).Внедрение результатов работы позволило стабилизировать работу 6-ти клетевого стана,значительно улучшить качество поверхности жести толщиной 0,18-0,22 мм;в 1,5-2,0 раза снизить отсортировку жести по дефектам поверхности;в кратчайшие сроки освоить на КарМК производство жести толщиной 0,15 мм и обеспечило значительный экономический эффект (, доля автора 121,6 тыс.рублей).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Всесоюзной научно-технической конференции молодых металлургов-исследователей "Проблемы повышения технического уровня производства черных металлов и сплавов" (г.Донецк, [987 г.),на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Улучшение качества поверхности холоднокатаной листовой стали" (г.Череповец, [988 г.),на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Опыт производства и применения металла с покрытиями" (Запорожье,1988 г.), 1а Всесоюзном научно-техническом семинаре "Улучшение качества

холоднокатаного проката" (г.Липецк,1989 г.).

Результаты исследования представлены на ВДНХ СССР,где в 1989 г. были удостоены серебряной медали.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 6 статьях,по результатам работы получено четыре авторских свидетельства,одно положительное решение.

Объем работы. Диссертация состоит из введения,5 глав,выводов и приложений,изложенных на ¿^страницах машинописного текста,включая /6 таблиц, ¿iO рисунков.

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Улучшение качества поверхности холоднокатаной полосы является одним из основных направлений повышения ее эксплуатационных свойств и эффективности производства холоднокатаной полосы в целом.При производстве жести необходимость улучшения отделки поверхности определяется влиянием микро и макрорельефа поверхности на целостность и качество покрытия,его коррозионную стойкость, стабильность процесса штамповки при последующей переработке жести.Вопросы формирования и обеспечения качественной поверхности полосы при холодной прокатке и дрессировке нашли отражение в работах A.M.Беняковского,В.Л.Мазура,В.И.Мелешко,А.И.Добронравова, А. П.Качайлова,М.И.Румянцева,П.Н.Смирнова.А.В.Третьякова,П.П.Чернова и др.

Наиболее современным в СССР является производство белой жести на Карагандинском металлургическом комбинате,отличительными особенностями которого являются¡холодная прокатка жести с большими суммарными обжатиями до 91-94% при скорости прокатки до 33 м/с, использование при прокатке и дрессировке рабочих валков большого диаметра (600 мм).производство тончайшей жести методом двойной прокатки,дрессировка и повторная прокатка жести на двухклетевых

станах с различным диаметром (420 и 600 мм) рабочих валков.

При освоении в новом цехе КарМК технологии производства тонкой .(0,18-0,22 мм) жести возникла проблема повышенной обрывности полос и образования рваной кромки при холодной прокатке,а так же повышенной отсортировки жести по поверхностным дефектам. Анализ показал,что это связано прежде всего с высокими степенями обжатий при холодной прокатке 91-94%.В условиях КарМК уменьшение толщины подката нецелесообразно,так как приводит к снижению его качественных характеристик:разнотолщинности,плоскостности, равномерности механических свойств,а так же снижает производительность стана горячей прокатки,что делает это решение неприемлемым. Известно,что обрывность полос и качество поверхности полосы при холодной прокатке зависит от качества поверхности подката и технологических режимов прокатки.Поэтому более рациональным является регламентация и улучшение качества подката,а так же совершенствование режимов холодной прокатки.Другими проблемами при освоении производства жести на КарМК были пониженная коррозионная стойкость белой жести,а так же освоение впервые в СССР производства жести толщиной 0,15 мм методом двойной прокатки.

После анализа научной и технической литературы для достижения цели работы поставлены следующие задачи исследования:

- Определение механизма трансформации и разрушения полосы с дефектом при холодной прокатке,разработка методики регламентации качества подката в зависимости от условий холодной прокатки и суммарного обжатия полосы.

- Совершенствование режимов холодной прокатки с целью улучшения выкатываемости дефектов подката,снижения обрывности полос и исключения образования поверхностных дефектов.

- Исследование формирования микрогеометрии поверхности и разработка режимов дрессировки жести на двухклетевом дрессировоч-

ном стане 1400,обеспечивающие,при заданном уровне механических свойств,рациональный уровень микрогеометрии черной жести.

- Определение рациональной технологической схемы двойной прокатки тончайшей жести,обеспечивающей заданный уровень механических свойств и качество поверхности прокатываемых полос.

РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИИ К КАЧЕСТВУ ПОДКАТА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ПОЛОС

Практика показывает,что одной из основных причин образования дефектов поверхности при холодной прокатке полосы являютс дефекты подката.Исследования трансформации поверхностных дефектов при холодной прокатке проводили на реверсивном стане кварте 200 КарМК с варьированием размера и формы поверхностного дефект наяяжения полосы и шероховатости рабочих валков.При прокатке ис пользовали полосы из сталей 08кп,08пс,08ю толщиной Ко=0,5...3, мм.Замер глубины дефекта проводили специальным прибором на базе рычажного монометра и профилографом фирмы "Mokt" (ФРГ) .Исследс вания показали.что трансформация полосы с поверхностным дефекте имеет четыре основные стадии (Рис.I):

I - Стадия интенсивного изменения глубины дефекта (стадия

выкатывания дефекта) ;

II - Стадия полного сглаживания дефекта;

III - Стадия поверхностного разрушения металла

IV - Стадия сквозного разрушения металла..

После сквозного разрушения металла ,очаг разрушения при

последующей деформации увеличивается по ширине полосы,что приводит к ' ее обрыву в линии стана.

В ходе исследований установлено следующее:

полного сглаживания дефекта при холодной прокатке не происходи1

I. При большой глубине поверхностного дефекта

и разрушение металла наступает на стадии выкатывания дефекта.

2. С увеличением суммарной деформации полосы уменьшается критическая глубина дефекта,приводящая к разрушению металла при прокатке.

3. Чем больше интенсивность сглаживания поверхностного дефекта,тем при большей суммарной деформации наступает стадия поверхностного разрушения полосы.

Экспериментально определили факторы,влияющие на процесс разрушения полосы с дефектом при холодной прокатке:размер дефекта,напряженное состояние при холодной прокатке,шероховатость поверхности рабочих валков.Влияние формы дефекта,в частности его радиуса закругления (Яз),на величину деформации разрушения полосы с дефектом при прокатке в исследуемом диапазоне (Я5=0,25тЮ мм) не установлено,что объясняется компенсацией худших условий напряженного состояния при деформации более острого дефекта большей интенсивностью его сглаживания при холодной прокатке.

Проведенные исследования наряду с теоретическим анализом позволили установить следующую схему трансформации и разрушения полосы с дефектом при холодной прокатке:На I стадии сглаживание дефекта поверхности происходит за счет течения металла в зону дефекта из соседних зон полосы.На этой стадии металл непосредственно под дефектом деформируется за счет растягивающих напряжений, что приводит к интенсивному использованию ресурса пластичности металла на этой стадии деформации полосы с дефектом.Очевидно, что уровень растягивающих напряжений в зоне дефекта при прокатке полосы с дефектом равен пределу текучести,так как стадия поверхностного разрушения полосы,при отсутствии полного сглаживания дефекта наступает при деформации близкой по величине к деформации разрушеная металла при одноосном растяжении.При полном сглалива-

нии дефекта поверхностное разрушение полосы наступает при значительно больших деформациях.Это можно объяснить частичным восстановлением ресурса пластичности металла при переходе от одноосного растяжения,при деформации полосы под дефектом,к всестороннему сжатию при прокатке,а так же значительно меньшим использованием ресурса пластичности металла на единицу деформации в процессе холодной прокатки полосы.

Исходя из результатов исследования разработали математическую модель разрушения металла при холодной прокатке полосы с дефектом.Для описания процесса разрушения металла при холодной прокатке полосы с дефектом использовали феменологическую теорию разрушения металла при деформации,трактующую деформацию как процесс деструкции металла,приводящий к использованию ресурса пластичности и разрушению металла.При определении степени использования ресурса пластичности принята величина:

т = лД

•р , (1)

. где!\- величина деформации металла , где

р^ -площадь поперечного сечения полосы до и после деформации);

Д.р- деформация металла до разрушения

где Рр -площадь поперечного сечения полосы при разрушении металла).

По известной методике рассчитано уравнение для определения деформации разрушения низкоуглеродистых сталей:

0.5,5(^^4)

(2)

гдеЛрО- степень деформации до разрушения при одноосном растяжении;

61,62,65 - главные нормальные напряжения; б<р - сопротивление деформации.

С. учетом известных допущений для условий холодной прокатки $2*0, &з=рх-1,15(>т, 6q>-6r, Рх = Рср , tlf~ > уравнение (2) можно записать:

0,565(2^-0,15) vA.p= «Аров (з)

где Uff - коэффициент напряженного состояния.

Прокатку полосы с дефектом можно представить как немонотонный процесс состоящий из двух стадий:

I - Прокатка полосы с дефектом.деформация металла в зоне дефекта за счет растягивающих напряжений.

II - Полное сглаживание дефекта,деформация полосы рабочими валками.

Для описания процесса на I стадии принят критерий интенсивности сглаживания дефекта,определяемый как снижение относительной глубины дефекта на единицу логарифмической деформации:

^(^/ho-^AO/^fVKi) (4)

rfle(jo,hi- исходные глубина дефекта и толщина полосы;

&,fu- глубина дефекта и толщина полосы на 1-й стадии деформации.

Исследована зависимость критерия от коэффициента напряженного состояния.размеров дефекта и шероховатости поверхности рабочих валков.Методом Брандона определена эмпирическая зависимость' критерия от исследуемых параметров:

ширина и длина поверхностного дефекта;

ко - толщина подката;

- шероховатость поверхности рабочих валков.

'Полученная зависимость позволяет теоретически определить величину деформации до полного сглаживания дефекта.Для определения коэффициента использования ресурса пластичности на первой стадии деформации полосы с дефектом принята следующая схема напряженного состояния по толщине полосы:

«-»(■-¿ЬгУЧ „,

бз«вг<-дбт J

где I - толщина полосы и глубина дефекта на С -ой стадии деформации;

О. - расстояние от поверхности полосы без дефекта;

К - коэффициент,учитывающий влияние внешних зон;

£ - коэффициент Лоде.

С учетом принятой схемы уравнение (3),для условий прокатки полосы с дефектом преобразовано до вида:

- „ па.дв5^П<г-й,15)Ц-сУ] Лр=Лр о-У ,

где с — ——

\ii-8l

После определения коэффициента использования ресурса пласти #

ности металла ("У ) на стадии выкатывания дефекта требуется опре делить величину запаса ресурса пластичности.которую для немонотонного двухстадийного процесса деформации можно представить в виде зависимости:

и/м-У**-

Изменение относительной глубины дефектов "риока" в цроцеоое холодной прокатки полоо толщиной 2,3 мм и шириной 120 мм

Диаметр рабочих валков 55 мм, шероховатооть поверхности валков Ка 0,18 мкм, величина полных переднего и заднего натяжений при прокатке по 8 кН.

Обозначено: б1 - глубина дефекта; К- - толщина прокатываемой полосы; ££ - суммарное обхатие при прокатке.

Рио. I

Алгоритм раочета деформации разрушения металла ( Дрп ) при црокатке подооы о поверхностным дефектом

ббоЗ данных: Л;Ив:¿л;6гв;лро;ав;;Л1; Ш;К»;Лго|У/о; у*<>; а к:п.

чЛр1«>Лрос

I

Лр1=Лро-£

1^1+1

Гг л;

1

УЛ-УГН'У*

1

|Эа х ^Хнет

I

г/

* Хрп

Печать результат» конец

Рис.2.

Коэффициент )Х в представленной зависимости учитывает влияние изменения напряженного состояния на ресурс пластичности металла. Известно,что в ряде случаев изменение напряженного состояния при деформации приводит к частичному "залечиванию"образовавшихся на первой стадии деформации микропор.то есть происходит частичное восстановление ресурса пластичности.Для учета данного эффекта введен коэффициент .который для случая смены напряженного состояния одноосного растяжения напряженным состоянием при холодной .прокатке установлен равным 1,48.

В результате проведенных исследований разработан алгоритм для расчета деформации разрушения при прокатке полосы с поверхностным дефектом (Рис.2).Алгоритм использован для определения максимально допустимой глубины дефектов подката при прокатке жести с суммарным обжатием до 90т93%.Установлено,что глубина дефектов "риска" и "раковина-вдав" на подкате не должна превышать 0,04-0,045 Ко (к, - толщина подката) .Наличие других дефектов на подкате не допускается.

Предлагаемую методику,при обеспечении автоматического контроля качества поверхности подката,можно использовать так же для предотвращения порывов полосы из-за дефектов поверхности подката.

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ МИКРОГЕОМЕТРИИ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛОСЫ ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ

Одной из основных причин образования поверхностных дефектов при холодной прокатке является обрывность полос в линии прокатного стана и связанное с ней травмирование поверхности валков и полосы. На обрывность полос при холодной прокатке существенное влияние оказывают режимы холодной прокатки.Проведенными в промышленных и лабораторных условиях исследованиями установлено;применение

при холодной прокатке валков,насеченных дробью,способствует выкатыванию поверхностных дефектов и сдерживает развитие разрушения металла по ширине полосы.На основании этого,при прокатке жести на шестиклетьевом стане рекомендовано применение в клетях № 1,2 и 5 валков,насеченных дробью.Наиболее благоприятным с точки зрения уменьшения обрывности полос при холодной прокатке^ являются режимы обжатий с повышенными деформациями в последней клети стана.

Фактором,ограничивающим величину обжатия полосы в последней клети шестиклетьевого стана при прокатке жести толщиной 0,18-0,22 мм является образование на поверхности рабочих валков 6-ой клети дефекта в виде бугристой поверхности,получившей в литературе название "лимонная корка".Установлено,что причиной образования дефекта является аномальный износ поверхности рабочего валка вследствии неблагоприятных условий контакта поверхности рабочих валков и полосы.Показано,что наиболее значимыми факторами,влияющими на образование дефекта являются,помимо скорости прокатки,шероховатость рабочих валков пятой клети и обжатие в клети № 6. Предложено при прокатке жести толщиной 0,18т0,22. мм ограничить шероховатость рабочих валков (йа) 5-ой клети на уровне 2,5-3,0 мкм,обжатие в клети № 6 на уровне 40%.

Одной из причин обрывности полос и образования дефектов поверхности в прикромочной зоне является растрескивание кромки полосы при прокатке,обусловленное,при хорошем качестве подката, несоответствием межвалкового зазора профилю полосы в прикромочной зоне.Установлено так же увеличение вероятности растрескивания кромок с увеличением суммарного обжатия полосы.Известным решением для предотвращения растрескивания кромок является применение специальных профилировок рабочих валков,однако оно недостаточно эффективно при холодной прокатке полос с изменяющимся по компании

рабочих валков сортаментом.В ходе исследований установлено влияние на величину рванин по кромке соотношения сил ( Р ) прокатки в 5 и .6 клети стана и определен его рациональный диапазон

=1,05т1,25.позволющий существенно снизить вероятность растрескивания кромок при холодной прокатке,разработан новый способ холодной прокатки (положительное решение по заявке № 4499372/31-02 от 28.10.88).

. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕСТИ ДВОЙНОЙ ПРОКАТКИ ТОЛЩИНОЙ 0,15 мм

При разработке технологической схемы производства тончайших полос методом двойной прокатки одним из самых важных является выбор распределения деформации между первой и второй холодной прокаткой.Выбор распределения холодной деформации в свою очередь регламентируется устойчивостью процессов первой и второй холодной прокатки,качеством поверхности и требуемым уровнем механических свойств холоднокатаной полосы.

Большое значение для' качества поверхности и устойчивости процесса холодной прокатки имеет величина использования ресурса пластичности.Экспериментально определена зависимость обрывности полос при холодной прокатке от коэффициента использования ресурса пластичности.Установлено,что с увеличением использования ресурса пластичности при холодной прокатке увеличивается обрывность полос,причем наиболее интенсивный рост обрывности полос наблюдается при значениях коэффициента ресурса пластичности более 0,65£ 0,7.Отмечено так же,что в этом диапазоне при изменении величины коэффициента использования ресурса пластичности навидается так же значительное изменение механических свойств холоднокатаной полосы после рекристализационного отжига.Исследована возможность

формирования требуемых механических свойств жести методом двойной прокатки.Методом шагового регрессионного анализа определена зависимость нового аттестационного параметра жести-угла пружинения ( оС ) от условного предела текучести (602) и толщины жести (¡1 к).которая с долей объясненной вариации 98% описывает. ся корреляционным уравнением:

(

оС =■ 59,3 * О, ¡452 OZ17k К

На основании проведенных исследований разработан новый способ производства тонких полос из малоуглеродистой стали ( а.с. I555377 и определены критерии при выборе деформационной схемы производства жести методом двойной прокатки.В качестве критериев приняты обеспечение требуемых механических свойств при минимально возможном использовании ресурса пластичности на первой стадии холодной деформации,а так же ограничение величины деформации при повторной холодной прокатке деформацией разрушения при одноосном растяжении.

На КарМК опробованы и оценены по разработанным критериям .5 возможных вариантов технологических схем производства жести толщиной 0,15 мм.Для условий КарМК определена наиболее рациональная технологическая схема,включающая первую холодную прокатку полос с суммарным обжатием 90-91% до толщины 0,22 мм, промежуточный отжиг в AHO,повторную прокатку жести до конечной толщины 0,15 мм с обжатием 30-32%.

Анализ качества поверхности жести двойной прокатки по сравнению с рядовой жестью толщиной 0,22 мм показал,что для жести толщиной 0,15 мм отсортировка в пониженную сортность по дефектам "раковина-вдав"и "сквозные разрывы"ниже соответственно в 5,7 и 1,4 раза,что делает целесообразным производство полос с высокими требованиями к качеству поверхности методом двойной прокатки.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕЖИМОВ ДРЕССИРОВКИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОТДЕЛКИ ПОВЕРХНОСТИ ЖЕСТИ

Процесс дрессировки полосы в значительной мере определяет качество поверхности дрессированной жести,так как при дрессировке полосы происходит частичное сглаживание поверхностных дефектов .Сглаживание дефектов поверхности при холодной прокатке зависит от величины и условий холодной деформации (натяжения полосы и шероховатости поверхности рабочих валков).

Величина деформации при дрессировке жести ограничивается необходимостью получения требуемых механических свойств.Проведенными исследованиями установлено,что изменение механических свойств дрессированной жести зависит как от величины деформации так и от толщины дрессируемой жести.Это объясняется влиянием различной степени использования ресурса пластичности при холодной прокатке жести разной толщины на ее механические свойства после отжига.На основании проведенных исследований определены рациональные режимы деформации при дрессировке жести различной толщины для получения требуемой группы твердости.

Установлено,что увеличить интенсивность сглаживания поверхностных дефектов при дрессировке можно увеличивая шероховатость рабочих валков.Исследования показали,что при дрессировке жести на двухклетевом стане с обжатием 1,0-2,0% целесообразно использовать в первой клети валки насеченные дробью с шероховатостью ( йа) до 3,5 мкм.что позволяет устранять при дрессировке дефекты поверхности глубиной до''5*7% от толщины полосы.Применение валков с большей шероховатостью нежелательно,так как затрудняет получение требуемой микрогеометрии поверхности готовой жести.

Качество жести электролитического лужения в значительной

мере зависит от микрогеометрии поверхности стальной основы.Установлено, что нормирование величины микрогеометрии поверхности (ßa.) жести перед лужением необходимо производить с учетом характера микрогеометрии (количество пиков микрорельефа поверхности) и толщины электролитического покрытия (a.c.lS09K4 ).На основании исследований определены предельно-допустимые значения шероховатости ( На) черной жести для 1,11,III классов покрытия которые равны соответственно 0,36,0,52 и 0,66 мкм.

Для обеспечения требуемой шероховатости поверхности жести, проведены исследования формирования микрогеометрии поверхности полосы при дрессировке на двухклетевом дрессировочном стане с применением в первой клети валков насеченных дробью,во второй клети шлифованых (полированых) валков.Определено рациональное соотношение величины шероховатости рабочих валков в первой (R§{) и второй (Кд2> клети стана ^^ <8,обеспечивающее равномерную шероховатость полосы по компании рабочих валков.Установлено.что на величину шероховатости жести в диапазоне деформаций дрессировки большое влияние оказывает соотношение сил дрессировки в первой (Pj ) и во второй (Pg ) клети стана.С увеличением соотношения снижается величина шероховатости и увеличивается ее равномерность по ширине и длине полосы.Получены зависимости шероховатости дрессированной полосы от соотношения сил прокатки и шероховатости поверхности рабочих валков,на основании чего разработан новый способ прокатки полос (а.с. 1493340 ).

В результате проведенных исследований разработаны и внедрены эффективные режимы дрессировки жести на двухклетевом дрессировочном стане 1400 КарМК,включающие применение в первой клети рабочих валков насеченных дробью с шероховатостью (На,) 2,5-3,5 мкм, во второй клети шлифованых валков с шероховатостью 0,3-0,5 мкм и

Рг

использование соотношения сил дрессировки "рГ >1.

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Впервые исследован механизм трансформации поверхностных дефектов при холодной прокатке и определена зависимость выкаты-ваемости дефектов от геометрических размеров и формы дефектов, суммарного обжатия,натяжения полосы и шероховатости поверхности рабочих валков при холодной прокатке.Установлено,что увеличение шероховатости поверхности рабочих валков и снижение натяжения полосы повышает интенсивность сглаживания дефектов поверхности полосы.

2. Разработана новая методика оценки и регламентации качества подката по наличию наиболее характерных дефектов поверхности

типа "риска" и "раковина-вдав" в зависимости от суммарного обжатия и режимов холодной прокатки.Рассчитана допустимая глубина этих дефектов при прокатке жести толщиной 0,22т0,18 мм из подката толщиной 2,3-2,5 мм с обжатием 91-94% (^И =11*14) .которая не должна превышать 4,0*4,5% от толщины подката или 0,08-0,11 мм.

3. Проведены исследования влияния технологических параметров холодной прокатки на обрывность,качество поверхности и кромки прокатываемых полос,определены и внедрены рациональные режимы колодной прокатки на 6-ти клетьевом стане 1400 жести толщиной 0,18-0,22 мм,включающие применение валков насеченных дробью в 1,2 (Яа =5*6 мкм) и 5 (|?а=2,5тЗ мкм) клети,обжатие в 6-ой клети стана на уровне 36-40% и регламентированное соотношение сил прокатки в 5 и 6 клети (Рц^Рд) на уровне 1,05-1,25.

4. При производстве тончайшей жести толщиной 0,15 мм методом двойной прокатки,для обеспечения требуемого угла пружинения в диапазоне 110-133 град, и высокого уровня качества отделки поверхности, определена и внедрена деформационная схема включающая обжатие при первой прокатке 90-91% при повторной прокатке 30-32%.

5. Определен рациональный уровень соотношения шероховатости рабочих валков (Ral/ßa2 <8) и сил прокатки (Pg/P-^I) между первой и второй клетями стана при шероховатости рабочих валков (На) в первой клети 2,5*3,5 мкм во второй клети менее 0,5 мкм, обеспечивающие получение жести с бездефектной и нормированной,в зависимости от толщины покрытия,шероховатостью поверхности.

6. Внедрение результатов работы повысило стабильность работы бтТИ клетьевого стана 1400 при прокатке тонкой,толщиной 0,22*0,18мп, СТИ, снизило обрывность полос с 6-7 шт/1000т до 2-3 шт/1000 т, снизило отбраковку жести по дефектам поверхности с 3-3,5 до.

I,5-2%,обеспечило промышленное производство тончайшей жести 0,15 мм,что дало значительный экономический эффект (общий 660 тыс. рублей,долевой автора 120 тыс.рублей).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

'I. Улучшение качества поверхности черной жести.-Металлург, 1985,№ 6,с.36*37 (в соавторстве).

2. Предупреждение порывов при холодной прокатке тонких полос.-Сталь,1985,№ 7,с.35*42 (в соавторстве). ■

3. Совершенствование режимов дрессировки жести на двухклеть-евом стане 1400.-Сталь,1986,№ 8,с.56*60 (в соавторстве).

4. Технологические особенности производства жести на КарМК.-Сталь,1988,№ II,с.25*29 (в соавторстве).

5. Оптимизация микрогеометрии стальной основы для улучшения эксплуатационных свойств жести.-Сталь,1990,№ 7,с.61*63 (в соавторстве) .

6. Выкатываемость дефектов при холодной прокатке.-Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического семинара "Улучшение качества холоднокатаного проката",Липецк,1989,с.10 (в соавторстве)

7. A.c. № 1493340.Способ прокатки полос.-Опубл. в Б.И. 1989,

Р 26,с.51 (в соавторстве).

8. А.С. № 1509144.Способ подготовки поверхности, полосы перед нанесением электролитического покрытия.-Опубл. в Б.И. 1989,

№ 35,с.37 (в соавторстве).

9. А.с. № 1546183.Способ холодной прокатки.-Опубл. в Б.И. 1990 № 8,с.55 (в соавторстве).

10. А.с. № 1555377.Способ производства тонких полос из малоуглеродистой стали.-Опубл. в Б.И. 1990,№ 13,с.129 (в соавторстве) .

11. Решение ВНИИГПЭ о выдаче авторского свидетельства по заявке № 4499372/31-02 от 28.10.88. Способ- ХОЛОДНОЙ лромтки ПОЛОС, (в соавторстве).

Черметинформация, зак.940, тир.150, уч.-изд.л.1,3, печ.л.1,5, усл.кр.-отт.1,75, подписано к печати 1.10.90 г.