автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии производства тонколистового проката из коррозионностойких сталей

центральный ордена трудового красного значил

НА7ЧН0-¡3CCЛЗкОВАТЕЛЬСХИЛ ИНСТИТУТ Ч2РН0.1 ШТАЛЛУРГЛи

• На правах рукописи Агипез Лесс*2 Асхатозяч

COB2P3ECTBOBAHÍIS ТЕХНОЛОГИ ПРОИЗВОДСТВА ТОНКОЛИСТОВОГО ПРОКАТА ИЗ КОРРОЗЛОННССТОЛХЛХ СТАЛаЗ

05.16.Сб. Обработка цетэллоз дазлааава

НАУЧНЫЙ ДОКЛАД на содсканлз ученой сгзпеня кандидата гзхнлческщ: язун

г. Иоскзз , 1992

Работа выполнена на Челябинской металлургическом комбинате

Научна", консультант

Официальные оппоненты

кандидат технических наук Грисков А.И.

доктор технических наук,про.; Никитин Г.С.

кандидат технических наук Синицын В.Г.

Ведущее предприятие - металлургический комбинат "Запорогсталь"

Зенита состоится 12 парта 1252 г. г 15.СО часов на заседании специализированного совета К I4I.04.C2 Центрального научно-исследовательского института чёрной ' металлургии ли. П.П.Бардина (107005, г.Москва, Б-5, 2-я Бауманская ул., 9/23).

Научный доклад разослан 12 февраля 1992 г.

Учёный секретарь специализированного совета

Л.д.Поиелова

: ........ген«

Отдел

I. ОШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность проблеем. Основными направлениями развития черной металлургии являются коренное улучшение качества и увеличение выпуска эффективных видов металлопродукции. Увеличение производства готового проката должно быть достигнуто без увеличения выплавки стали.

В связи с постоянно возрастающей потребностью в высококачественном холоднокатаном ласте из коррозионностойких хромо— никелевых и, особенно, безнихелавых сталей, ставится актуальная задача снижения расхода металла, повышения технологических возможностей установленного оборудования и качества производимого листа. Качество коррозионностойхого листа позволит повысить его конкурентоспособность на мировом рынке.

Цель работы - разработка технологических схеы для повышения пластичности и качества поверхности тонкого листа из хромистых, хромоникелевых и других сталей, снижения разнотолщин-ности и расхода металла, а тахае изыскание путеЯ повышения эффективности существующего оборудования для горячей и холодной прокатки.

Научна^ новизна. Разработан и широко используется алгоритм горячей прокатки. Исследованием установлены зависимости механических свойств полос из стали типа 08И8Т1 и 15Х25Т от температуры конца прокатки и смотки.

Аналитически и экспериментально установлены зависимости разнотолпшнности и разношараняоети от факторов горячей прокатки в черновой группе клетей стана 2300. Предложены способы прокатка подката из прецизионных сплавов типа 42Н, 47Н5, 5СН, 36Я.

4 1

Установлена математическая зависимость механических свойств от технологических параметров термообработки и дрессировки (на-гартовки) и содержания в стали углерода. Предложен способ регулирования механических свойств при термообработке полосовой стали в проходной печи. "" •

Установлена аналитическая зависимость от геометрической ассимыетрии при холодной прокатке от угла охвата прокатываемой полосой одного из рабочих валков стана кварто 1700. Разработаны условия осуществления ассимметричного процесса прокатки на реверсивном стане кварто 1700. Разработаны способы повышения прокаты-ваеыости сварных швов при холодной прокатке путем гидроизгиба и рассогласовывания скоростей валков. Предложены формулы для определения шероховатости листов.

Практическая ценность! На основе полученных результатов исследований разработала и внедрена в производство:

1. Технология горячей прокатки низкоуглеродистых сложноле-гированных нержавеющих сталей.

2. До минимума сведен риск поломок оборудования при горячей прокатко новых сталей.

3. Регламентированная прокатка безникелевых сталей на стане 2300/1700, позволившая повысить технологическую пластичность горячекатаного подката из безникелевых сталей типа 08П8Т1 и 15Х25Т и пластичность холоднокатаного листа с сокращением расхода металла на 40 кг/т и сокращением одного передела при производстве ленты дал ВАЗа. Доказана возможность производства высокохромистой жаростойкой стали 15Х25Т рулонным способом.

Внедрена прокатка листа с катаной кромкой взамен прокатки узких полос. Предложенный способ прокатки заготовок и полос из прецизионных сплавов типа 42Н, 47ЦД, 50Н позволил повысить выход

годного, точность по толщина при значительном повышении производительности прокатного оборудования и исключении малопроизводительной операции ковки заготовок.

Внедрение операции нагартовка-зачистка полос лентами позволила повысить выход холоднокатаного листа повышенного качества поверхности на 40£, а также освоить производство рулонных полос для сальфонов и цветных кинескопов с высоким качеством поверхности. ..Асимметричная холодная прокатка нержавеющей стали позволяет увеличить частное обжатие в условиях, критических по прочностным свойствам коррозионностойких сталей.

Освоение производства листа с заданной шероховатостью позволило обеспечить производство крупных емкостей и ж.д. цистерн для пищевых продуктов. Повышение коррозионной стойкости листа при этом позволяет повысить долговечность оборудования.

Внедрение технологии правки полос растяжением позволило довести выход холоднокатаного листа особо высокой плоскостности до 95%.

Внедрение способов повышения прокатываемости сварных швов позволит экономить -до 40 тонн холоднокатаной безникелевой стали на каждой 1000 тонн подката, с повышением качества поверхности и производительности прокатного оборудования.

Апробация работы. Основные результаты и отдельные разделы работы доложены и обсуждены на:

- конференции "Прогрессивные способы прокатки высокопрочных сталей". Челябинск, ЧПИ, 1982;

- конференции "Проблемы современной технологии и оборудования при производстве новых профилей проката". Челябинск, ГШРОМЕЗ, 1984;

Пчблиаадпя рабо^Осцзвнов содаргшяиа работ опубликовано ■ в 33 статьях и защищено' 18 изобрагвнаяии.

2. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Возможность производства листового проката из конкретной стали определяется знанием её физико-механических свойств, комплексом установленного оборудования и наличием оптимальной технологии обработки металла на этом оборудовании.

Одной из особенностей большинства коррозионностойких сталей является их повышенное сопротивление деформации, зависящее от степени легированности стали упрочняющими' элементами, а также ограниченность температурного интервала пластичности при горячей прокатке Поэтому значительная часть листа из коррозионностойких и, особенно, из жаростойких сталей и сплавов до настоящего времени производится из малогабаритных заготовок полистным способом на малопроизводител! ном оборудовании. Для перевода производства таких труднодеформируе-мых сталей и сплавов на современные высокопроизводительные станы необходимы инженерные методы определения соответствия деформируемости конкретных сталей возможностям установленного оборудования. Исключение аварийных ситуаций и потерь металла в брак при квалифицированном выборе технологии производства листов нового сортамента позволило бы повысить эффективность использования установленного оборудования. В то же время из-за повышения требований к качеству металла и увеличения скорости прокатки повышается дефицит в средствах термообработки проката. Указанное обстоятельство требует освоения прогрессивных технологий прокатки и отделки металла без коренного увеличения основных мощностей листопрокатных цехов. К числу таких способов производства листового проката относятся контроли- 1 руемая прокатка, комплексные процессы термообработки, травления, обрезки кромок и укрупнения рулонов, процессы регламентированной холодной прокатки с целью получения заданных свойств при уменьшенном количестве технологических операций.

7 :

Особое место при разработке новых эффективных видов продукции отводится вопросам повышения качества поверхности холоднокатаного • ; листа из коррозионностойких и, превде всего, экономнолегированных и безникелевых сталей и сплавов типа 08Х18Т1, 15Х25Т, 18ХТИ), 06Х18Тч ; и др. Сложность производства холоднокатаного листа указанного сортамента состоит в склонности этих сталей к сниженип технологической пластичности из-за роста зерна феррита при нагреве до высоких температур. Кроме того, поверхность проката из этих сталей склонна к образование массовых дефектов. Поэтому при разработке технологии производства листа из хромоникелевых и, особенно, из безникелевых сталей,разработке способов повышения качества поверхности листа.должно придаваться решающее значение. А эта задача связана с выбором оптимальной степени деформации при холодной прокатке, правке полос растяжением (либо при дрессировке) наряду с выбором оптимальной технологии термообработки. С решением задач по повышении качества листовой продукции непрерывно связаны задачи обеспечения стабильности процесса холодной прокатки, высокой плоскостности полос и минимальной разнотолщинности полос.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО ПОДКАТА

Освоение горячей прокатки листа из сталей с неизвестным сопротивлением деформации и при отсутствии надежных средств измерения усилия прокатки связано с известным техническим риском. Возможные при этом поломки оборудования и брак по недокатам и дефектам поверхности сдерживают освоение зачастую сапой необходимой продукции. Метод сравнения прочностных свойств внедряемой и базовой марок стали связан фактически с большими ошибками.

Уменьшения до минимума ошибок в назначении режима нагрева коррозионностойких сталей перед их горячей прокаткой, достигали при

использовании результатов испытания пластичности (относительных ве личин сужения и удлинения образцов металла), см. рис. I.

§

с1*7 о

о

£

0 У \5

.1

8-/0 %

1

^ во

« 80 I

¡4"

«I

2

о 3

/ ^ щ !

900 /ООО п00 12110 ь

800 900 № то 1200 £ "С •

Рис. I Пластичность сталей в зависимости от температуры:

I - 12Х18Н10Т, 2 - 03Х2Ш21М4Б

3 - 03Х20Н16АГ6.

Исключая повшенное окисление границ зерен, нагрев слябов, назначенный по такому принципу, позволяет исключать нарушение сплошности поверхности, снизить многократно глубину залегания дефектов [1].

Использование результатов испытаний сталей на пластометре НИИ для расчёта усилий и моментов прокатки показало удовлетворительную сходимость их результатов с фактическими данными (с использование« месдоз). В конечном виде формулы для определения усилия Р и момента прокатки представляются в следующем виде:

п I/с. 4 ж ,С 5

.ЬП -И -В(йоо)'!0/ мИ

«и*

где К - постоянная для каждой данной марки стали, Ша,

Кш п1-3 Со ■ 0,Ю5а- 6.67', М/^

коэффициент напряженного состояния, /7/- скорость вращения валков, об/мин., & С ~ величины, определяемые для каждой марки метре.

(1)

(2)

(3)

стали на пласто-

У - коэффициент плеча равнодействующей, по данным А.Гуркова:

У - 0,498-0,02.83/Не,

Зная максимально допустимые нагрузки на стане, расчётным путем определяют принципиальную возможность прокатки полос заданных размеров из указанных размеров заготовок. Подобный расчёт необходим в процессе планирования контролируемой прокатки, так как понижение температуры конца прокатки до необходимого уровня может привести к значительным перегрузкам на стане.

3.1. СТАБИЛИЗАЦИЯ РАЗМЕРОВ РАСКАТА В ЧЕРНОВОЙ ГРУППЕ КЛЕТЕЙ

Прокатка недостаточно прогретого металла с обжатиями, при недостаточной проработке металла приводит к несплошности металла по кромкам листов на глубину до 80 мм. Рациональное

перераспределение обжатий при улучшении прогрева металла позволяет исключить несплошность металла по кромкам, стабилизируя ширину годной части полосы [ 2 3. Прокатка полос чередованием прокатки поперек, а затем вдоль приводит к значительной разноширинности раската (бочкообразности). Исследованием [з] определена статистическая зависимость величины разноширинности от соотношения продольной и

<20

поперечной вытяжек при прокатке, рис. 2

где/, - продольная вытяжка, - поперечная вытяжка

10

V

\ \

ч

0,4 05 О,£ 07 0,8 /<,/л

Рис. 2 Зависимость разноширинности раската от отношения

Проведение указанной работы способствовало внедрению технологии прокатки листа с катаной кромкой и открывает возможность прокатки для ЛПЦ-2 подката шириной 1500 мм.

Проблемы повышения точности проката на стане 2200, как показало исследование состоят в значительной степени во влиянии гидросбива на возникновение температурного "клина" по длине полосы. Аналитически установлено, что температурный градиент по длине полосы обратно пропорционален мгновенной скорости прохождения полосы под гидросбивом и толщине полосы ^ длиной (рис. 3):

>

(СЛ __

Время и расстояние по при температуре прокатки длине полосы.

а-ШТ-Ге, ъ , V, '

^МО-с-Г'УЛФ, 17/3 (5) ^ /

коэффициент теплопередачи,

С— удельная теплоёмкость при температуре прока

7 температура воды ^Р* 3 -Схема изменения температуры

\Ь ^ИУоГы. °С, Действием гвдро-

^ - плотность металла , Г/мм* £) - диаметр пятна охлалщения, мм

Исследование, проведенное при прокатке полос толщиной 10, 12 и 18 мм и последующая разделка их на полосы для измерения их толщины показало, что продольная разнотолщинность полос толщиной 18 мм не превышала 0,05 мм, полос толщиной 12 мм - 0,1-0,18 мм, а полос толщиной 10 мм - 0,20-0,29 мм. В соответствии с изменяющимся при этом прогибе валков увеличивалась и поперечная разнотол щинность. Смотка полос по способу "койл-бокс" перед прокаткой в чистовой группе позволит компенсировать температурный клин.

3.2. РАЗРАБОТКА РЕГЛАЫШТИРУОШХ РЕЖИМОВ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ПОЛОС

С целью получения металла с заданным повышенным комплексом физико-механических свойств в последнее время всё более широкое распространение получает технология регламентируемой прокатки.

Внедрение способа регламентируемой прокатки заготовки и подката из прецизионных железо-никелевых сплавов 42Н, 47НД и 50Н (обжатие 15-20 %' и температура конца прокатки 800-850 °С) позволило на всех переделах использовать высокопроизводительное оборудование, исключив ковку сутунок из слитка массой 0,5-0,7 т. Экономия металла составила более 100 кг/т, а качество прокатываемой ленты -на уровне мировых стандартов [ б].

В работах [ 7, в] приводятся результаты исследования и внедрения контролируемой прокатки подката безникелевой стали марок 08XI8TI и I5X25T для последующей холодной прокатки. Работа была проведена с целью повышения технологической пластичности подката, улучшения свариваемости и повышения пластических свойств холоднокатаной стали для ВАЗа.

Возможность прокатки полос при пониженных температурах в непрерывной группе клетей стана 2300/1700 провели по алгоритму [i] ,

который после подстановки известных величин представлен в виде: ^ / 0,411 DJ22Q п0,!Ъ9 , /-

Р~5,Ъ5йк - И ■В„,

где л h - обжатие, мм ,

f^ - радиус рабочих валков, мм.

Расчётные усилия прокатки были ниже, чем при прокатке стали марки I2XI8HI0T, в том числе, и при температуре конца прокатки 800°С.

Исследованием с использованием математического планирования эксперимента установлена зависимость температуры конца прокатки от основных параметров прокатки полос на стане 2300/1700:

tKn^Q54-in4- /.8-tt„+0,255 ■!/„■/], граЗ (?)

гДе ~Ьп ~ температура полосы перед непрерывной группой клетей, °С,

цп - толщина полосы перед непрерывной группой клетей, мм,

J^/ - скорость полосы в последней клети стана, м/с,

^ - конечная толщина полосы, мм.

Определены статистические зависимости пластичности горячекатаных и холоднокатаных полос от температурных условий окончани, горячей прокатки и суммарного обжатия при холодной прокатке, %.

Для горячекатаной стали 08Х18Т1 [7] :

$¿=.50-00^:*« +о аь±* (8)

Для горячекатаной стали 15Х25Т [8J :

^=^15-0052^0^25 4 (9)

где температура конца прокатки, °С;

- температура смотки полос, °С:

Как показали исследования, при сварке полос в линии непрерывного закалочно-травильного агрегата (НЗТА) волокнистая структура безникелевых сталей благоприятна для сварки полос транспорт' ними и прокатываемыми швами. При сварке полос с рекристаллизован ной структурой феррита, полученной при температуре конца прокатк (7^-/7= 900 °С) в зоне термического влияния (ЗТВ) шва наблюдается рост зерна до размеров 2-3 балла - происходит собирательная рекристаллизация, ответственным за которую является термический цикл сварки. При сварке полос с нерикристаллиэованной структуро ( 800 °С) в ЗТВ наблюдается начальная рекристаллизация; вели чина зерна в ЗТВ при этом в 2-3 раза меньше, чем при ~Ькц » 900

Диффузия углерода из основного слоя в плакирующий (при остывании подката) приводила к получению холоднокатаного листа из трехслойной стали марки Т1(08П8Н10Т+ст.10+08Х18Н10Т) с низкой способностью к пластическому изгибу. Регламентация температуры конца прокатки и скорости охлаждения позволили ограничить процес сы диффузии [ 35] .

4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ СТАЛИ РАЗЛИЧИЙ КЛАССОВ

В процессе проведения работы в цехе холодной прокатки освоено производство хромо-никелевых и хромо-марганцевых сталей аусте-нитного и аустенитно-ферритного классов, а также хромистые стали ферритного и феррито-мартенситного классов. Толщина листа в горячекатаном состоянии составляла 3-6 мм; толщина холоднокатаного листа - 0,3-3,0 мм.

Технологический маршрут производства холоднокатаного листа из коррозионностойких сталей включает следующие операции :

сварка полос, термообработка, дробеметнал обработка (или щелочное травление), электролитическое травление, обрезка кромок полос, холодная прокатка с обжатием 40-70 %, термообработка и травление в НЗТА-2 повторно (либо светлый отжиг), дрессировка (либо правка растяжением) и, наконец, порезка полос на лист или ленту. При необходимости полосы после предварительной прокатки зачищаются на агрегате осмотра и зачистки. Впервые в стране были объединены в единый Процесс все операции подготовки подката к холодной прокатке. В линии НЗТА-1 для этого были установлены машина автоматической аргоно-дуговой сварки, проходная термическая печь, дробеметнал установка, две ванны электролитического травления в нейтральном электролите и ванна пассивации [12] .

Холодная прокатка нержавеющих сталей на ЧМК осуществляется на одноклетьевых реверсивных станах кварто и 20-валковом стане 1700. В условиях значительной разницы между прочностными свойствами прокатываемых сталей мощность станов позволяет прокатывать полосы шириной до 1550 мм, толщиной 0,5 мм и более [18, 16, 17 ].

Холодная прокатка на стане кварто 1700 ведётся в нечётное количество проходов с обжатиями до 20 % на хромо-никелевых сталях

и

и до 27 % на безникелевьгх сталях. Этому способствует высокая жесткость клети (7 Ш/мм) и достаточно мощный индивидуальный привод Степень загрузки стана по усилию прокатки и по допустимому крутяще му моменту при прокатке полос сечением 1,0x1030 мм не превышала 67 %. Загрузка электродвигателей по номинальной мощности не превышала 37 % номинальной мощности главного привода и 28 % мощности привода натяжных барабанов [1^ .

Установлено, что нестабильность заданной величины натяжения полосы и соотношения скоростей верхнего и нижнего рабочих валков может вызвать колебательные процессы с получением брака по пробуксовке и навару валков. Процесс пробуксовки обычно сопровождается значительным утонением прокатываемой полосы при снижающемся на 30-50 % усилии прокатки; на поверхности полосы появляются поперечные полосы с периодом повторения 2,3-2,5 мм. Порыва полос можно избежать плавным изменением соотношения величин переднего и заднего натяжений и скорости прокатки.

Исследованием установлено, что возможности повышения скорости прокатки и интенсивности обжатия коррозионностойких сталей ограничены явлением схватывания металла полосы и рабочего валка при разогреве металла в очаге деформации. При скорости деформации 60-80 с"1 наблюдалось микросваривание по точечным неровностям на сопрягающихся поверхностях полосы и валка, которое может привести к кольцевому навару валка, так как процесс ццет лавинообразно. Наиболее подвержена этому явлению сталь типа 12Х18Н10Т с отношением хрома к содержанию никеля в стали 1,65-1,70 в отожженном состоянии, сплав 06ХН28МДГ, 08Х18Т1 и др. "мягкие" стали [20,21] . Основной мерой против навара валков рекомендовано интенсивное охлаждение прокатываемой полосы и валков, ограниченная скорость деформации.

Из известных работ Вцдрина В.Н., Агеева Л.Ы., Синицына В.Г., Гриакова А.И. и др. о влиянии рассогласования скоростей валков на энергосиловые параметры холодной прокатки практически возможно применение на стане кварто 1700 несколько вариантов асимметричной прокатки. Использование заданного рассогласования скоростей вращения верхнего и нижнего валков при индивидуальном приводе наиболее рационально. За счёт противонаправленного действия подпиршо-- щих сил трения на верхней и нижней поверхностях средней зоны трех-эонного очага деформации было отмечено определённое снижение контактных напряжений при прокатке.

Изготовив и установив в системе управления приводом стана кварто 1700 блок управления рассогласования скоростей, провели исследование , асимметричного процесса прокатки стали 08-12Х18Н1ОТ[25]

Изменяя величину рассогласования скоростей от 0 до 10 %, получали снижение усилий прокатки в зависимости от толщины прокатываемой полосы с 17-20 МН до 11-14 Щ. Уменьшение количества проходов с 13 до 7 при прокатке полос сечением 0,5x1030 мм из стали 12Х16Н10Т указывает на определённое повышение возможностей стана холодной прокатки [25] при рассогласовании скоростей вращения рабочих валков. Эффект снижения усилия прокатки отмечается при условии, что отношение диаметра рабочих валков к толщине прокатываемой полосы -Д 350; с увеличением этот эффект повышается. П Ь

С упрочнением прокатываемой полосы и повышением эффективности применяемой смазки процент снижения усилия прокатки также повышается

(таблица). Оптимально рассогласование Ку = —~ «3 + 8,5

'г

Значительная разница в эффективности асимметричной прокатки, отмечаемая в литературе, предположительно обусловлена несопоста-• вимыми условиями контактного трения при экспериментах в лабораторных и промышленных условиях (см.зависимость коэффициента трения от скорости прокатки по Ш.Гелей).

Параметры симметричной (числитель) и асимметричной (знаменатель) прокатки стали 12Х18Н10Т

на стане кварто 1700 (2,5 0,8x1030 мм)

№ прохода 1 ! Н Т V 1 К 1 1 |т„ ! * 1 р ! 1 Г 1 и ! К„ 1 X 1 л0 1 X ! Х1 1 М1 1 «2

мм мм % Кн Кн Мн м/с - - - Кн.м Кн.м

I 2,5 2,0 20 1,25 260 "ГШ 90 90 16,1 16,1 1,5 № 0^435 07235" 0,438 СГ^ЗЗ 34.8 3^8 34,0 зз^т

2 2,0 1,65 17,5 1,21 360 "ЗНГ 290 23СП 18,0 14,5 4 0,43 0,42 0ТГ59 47,8 -13,1 47,3 £2,3

3 1,65' 1,40 15,2 1,18 320 32Г 260 ' 25<Г 4 г! 07 0,437 0,603 0,434 0,191 38,8 -31,6 3,80 94,3

4 1,40 1,20 14,3 1,17 320 32£Г 260 2Б1Г 20,0 1БТЗ 4 1,0 0,448 (ОТ 0,445' 33,0 ^¿74 32,0 751Т

5 1,20 1,05 12,5 1,14 290 2Ш 230 23(Г 20,4 ТБТБ 4 0,459 0\5ОТ 0,456 отгза 25,4 25,4 Б577

6 1,05 0,95 0,5 1,П 280 Ш~ 210 ¡ШГ 19,7 15У- 4 01476 0ТШ5 0.476 0,270 ~ 14,2

7 0,95 0,88 7,4 1,08 270 200 2КГ 19,2 ТСГ 4 1,0 1,04 0,487 0,487 0,29 ' 7.32 7,30 5075

8 0,88 0,83 5,7 1,06 190 таг 190 ШГ 19,4 ШТБ 4 1,0 ш 0,482 отш 01482 отж 9,99 -4(575 9,93 5Й7Т

9 0,83 0,80 3,6 1,04 170 г?и 150 ТоГ 19,7 14,6 4 1,02 • ГТ52 0,490 <5^751 0,490 0,211 5_,ео -1(379 5.80 7y.fi

Установлено, что прокатка с огибом полосой одной из рабочих валков обуславливает возникновение рассогласования (ассимметрии) в 2-3 % [и]. Направление главных нормальных напряжений на контакте верхнего и нижнего валков с полосой находится в зависимости

от угла задачи полосы в валки: гЛ

где С - расстояние от оси очага деформации до опоры полосы на входе и выходе полосы стана, мм, /77 - занижение уровня задачи полосы в валки,

- коэффициент, учитывающий условия трения на верхнем и нижнем валках,

Д' ~ угол нейтрального сечения.

иг ^ рср и*

Исследование процесса дрессировки холоднокатаных полос на стане кварто 1700 с целью повышения их плоскостности после термообработки показало, что для получения полос высокой плоскостности необходимая величина деформации в валках с вогнутостью до 0,05 мм не превышает 1,5 %. С учётом определённого упрочнения £22] обжатие при дрессировке в определённых случаях (например, лента для ВАЗа) снижается до 0,5-0,7 %. Использование оптимальных станочных профи-лировок и противоизгиба рабочих валков позволяет за счёт.уменьшения обжатия при дрессировке достигать повышения уровня пластичности холоднокатаной ленты из стали 08Х18Т1 до 38-44 % (по ГОСТ 5582-75 - не менее 30 %). Повышению эффективности процесса регулирования плоскостности полос при прокатке и дрессировке посвящены предложенные устройства [ 28 , 26 , 2?] , в которых с целью-воздействия на профиль прокатываемой полосы используется ролик петледержателя с регулируемым профилем его бочки, а также различные

варианты использования рассогласования скоростей рабочих валков с той же целью.

С целью ускорения полировки и улучшения штампуемости изделий из листов в работе [31] приводится технология дрессировки холоднокатаных полос с повышенными до 4 % обжатиями на полированных рабочих валках. При этом снижение шероховатости с 0,5 - 0,7 мкм до 0,1 - 0,3 мкм достигается путем лишь дополировки валков до шероховатости 0,01-0,06 мкм. Эта же цель может быть достигнута путем рассогласования скоростей рабочих валков при дрессировке.

Сравнительное исследование основных параметров прокатки полос на 20-валковом стане 1700 и стане кварто 1700 показало, что удельный расход энергии на 20-валковом на 15-40 % ниже, чем на стане . кварто 1700 [1В] . При этом на стане кварто 1700 достигаются меньшие обжатия; чем на 20-валковом стане,в случае прокатки интенсивно упрочняющихся аустенитно-мартенситных сталей типа 05Х13АЛ2Ф и др. Высокая жесткость клети и валковой системы позволяют при значительно более интенсивном обжатии обеспечивать прокатку с разнотолщин-ностью вдвое меньшей, чем на стане кварто 1700. Повышению точности прокатки, а также стабильности настройки стана в значительной степени способствовала разработка и установка на 20-валковом стане по результатам исследования измерителя усилия прокатки[Э2^] .

Значительно меньшая минимально достижимая толщина полосы на 20-валковом стане оказалась одним из решающих факторов, обеспечивших успешное освоение технологии производства холоднокатаных полос сечением 0,3+0,5x1000 мм для сильфонов из стали 03Х18Н1СТ и 05Х18Н10Т. Основной особенностью разработанной технологии является гарантируемая способность получаемого проката к глубокой вытяжке [зз].

Влияние суммарного обжатия на стойкость сварных швов

стали 18-10

Суммарное

обжатие, % 30 50 60 70

Частота

порывов. £ 0,5 0,9 '4,1 3,8

Значительно выше частота порывов на ферритной стали типа

08Х18Т1[34]

Влияние недотрава на заднем конце горячекатаной полосы на стойкость швов связано со скачками величины коэффициента трения и натяжение в момент прохождения их между валками стана холодной прокатки.

Скачок натяжения тахае имеет место при прокатке шва между разнотолщинными полосами.

Рис. 4 Изменение удельного натяжения при прокатке сварного шва и при изменении профиля валков.¿РД

Уменьшение обрывности швов достигается применением дополни-

данного рассогласования скоростей валков [ 37JОба эти способа позволяют снижать удельное натяжение по кромкам прокатываемой полосы, улучшая тем самым проходимость прокатываемых швов без снижения скорости прокатки.

Отсутствие возмущений, вносимых в работу электропривода стана и моталок при замедлении, применяемом обычно, повышает не только производительность, но и надёжность прокатных швов.

тельного гидравлического изгиба валков

либо снижением за-

Эффективной мерой повышения стойкости швов является сварка полос швами, выполненными под углом 7-8 % к продольной оси рабочих валков.

5. СТАБИЛИЗАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ХОЛОДНОКАТАНЫХ ПОЛОС

Из-за неравномерного прогрева металла по длине при разнотол-щинности имеется неравномерность прочностных свойств, а вследствие этого - продольная разнотолщинность полос. Способ управления термообработкой полос [15] предполагает с целью повышения стабильности механических свойств по длине полосы и повышения производительности агрегата управлять скоростью полосы в печи в зависимости от фактического значения толщины, определяемой с помощью толщиномера. Установленный перед проходной печью и связанный с управлением привода тянущих роликов за печью, толщиномер задает изменение скорости полосы в соответствии с заданной удельной вццержкой на миллиметр толщины. Тогда изменение скорости протяжки полосы по печи составит: ,

> СИ)

/ ^-дь

где - длина проходной печи, м;

А ¡7 - текущее отклонение толщины полосы от номинальной, мм.

За счёт использования указанного способа производительность агрегата повышается на 6,2 %.

Использование метода математического планирования эксперимента позволило определить влияние технологических параметров на предел прочности и относительное удлинение стали при испытании на растяжение [23, 22"] .

& = 7.бТ-81-С-1?5-г? -6.6, % (13)

Формулы применимы в пределах: «= 1010-Ю90°С; ,8-1,5 мин/мм; =0-2%, С = 0,05-0,12 %.

Для определения механических свойств нагартованой стали тпш 18-10 получепН след/изле статистические зависимости:

Дополнит елыш о уславкя применимости фор;ц/л (14) и (15): 7f-0,I-1,0^,

- содержите титана в стали,- отношение ."лсово;" доли хрс:.-л г

к масссио^оло никеля в стали,%.

Для определения механических свойств ферритшос сталей типа 08X18П предложены зависимости: ' ^

^/„„1 (16) • & = Z (I7)

гдо tKf температура коша прокатки.в пределах 780-920°С, томлература смотки, в пределах 620-68G°C, 8хщ - обжатио при холодной прокатке D продолах 40—80^,

- обяатие при дрессировке в предалах 0-25?. Полученные зависимости позволяют прогнозировать свойства металла я корректировать технологии производства в изменившихся условиях. Опыт разработки технологии производства елльфонной стали типа . 18-10 с пластичностью^до 75$, ленты из стали С8П8Т1 для ' ВАЗа с пластичностью до 45$ подтвердил корректность прпзвдоп-кых зависимостей.

6; ПСШП2ПЕ КАЧЕСТВА ШВЕЕНОСТИ ХОЛОДНОКАТАНОГО ЛИСТА

Возникновение дефектов поверхности глубиной до 0,3 мм исклв-чается зачисткой слябов абразивами величиной зерна пе крупнее М40 либо нагревом слябов с учетом отношения для сталей типа

18-10, при повышенном окислительном потенциале нагревательных печей. Повышению качества поверхности до высокого уровня качества спо-

собствозало предложение проводить сплошную зачистку абразивными лентами на агрегатах осмотра и зачистки полос/14,31/. Определена статистическая зависимость величины съема от параметров предварительной прокатки к последующей сплошной зачпстки:

о, ОСйЛ- 1/-М7- 0,0023-1; мм

где О, - обжатие при предварительной прокатке,^,

- скорость абразивной ленты,Об/мин и полосы,м/мпн, Пв - количество полос,обработанных на комплекте лент,шт., Н - зернистость абразивных лент,.'» по ГОСТ 3647-71.

Исследована шероховатость холоднокатаных полос в зависимости от величины обжатия«*^ .шероховатости валков/^ ,т опаяны полос,а также горячекатаных дрессированных с обжатием^ ,при исходной шероховат« ти полос.подвергнутых обработке валками с шероховатостью/^: Для холоднокатаных полос:

Для горячекатаных полос:

0,2. . (Г9)

Разработаны основные положения технологии производства полос с повышенным качеством мпкропрофилл/31/,которые использованы при производстве наиболее эффективных видов продукции комбината. Это прежде всего лента для производства сильфонных компенсаторов, гибких металлических шлангов из стали 03+05П8Н10Т,лента из прецизионных сплавов 18ХТФЮ-ВИ,36Н-ВИ,9ШТ-ВИ,сплава ХН2ШДГ и др.

Долевой экономический эффект составил 171тыс рублей.

22

Выводы

Комплексное исследование процессов горячей и холодной прокатки позволило установить:

1. Разимы нагрева и горячая прокатк^ новых коррозионностойких сталей и высоколегированных сплавов с удовлетворительной надежностью прогнозируются по результатам испытании их на пластометре ."' Оптимальная температура нагрева и деформации низкоуглеродистых нераавеющих слолнолегированных сталей типа 03Х21Н211!чБ,03Х20Н18АГ6, 06ХН28ВДТ на 80-100 град, ниже.чем для стали 12Х18Н10Т.

2. Для получения полос шириной до 1500 мм по продольно-поперечной схеме прокатки поперечная вытяжка по условиям минимальной разно-пиринности (до 50 мм) не должна превышать 1,6. Предложены статические зависимости разноширинности от параметров прокатки.

3. Предложен аналитический метод определения температурного градиента по длине раската. Показано,что снижение продольной разно-толщинности раската на 25-40;о могет бить достигнуто отсечкой гид-росбива при реверсе раската в универсальной клети стана 2300/1700, з также промежуточной смоткой полос (по способу "Койл-бокс").

Контролируемая прокатка безникелевых нержавеющих сталей с огра-1ичением температуры конца прокатки до 830°С путем установки заданной скорости прокатки и снижения толщины подката обеспечивает ювышение пластичности полос сталей С8П8Т, 08Х17Т в горячеката-юм состоянии с 19-21$ до уровня <£= 25-33£. Получены математи-:о-статистические зависимости механических свойатв от параметров рокатки.

. Ограничение температуры конца прокатки трехслойной стали Т1 08Н8НЮТ + стЮ + 08Х18Н10Т) ( ¿КП^930°С) при скорости охлан-ения полос 15-30 град/С обеспечивает повышение пластичности по-ос с 25-30/а до уровня о^ЧОУа.

. За счет предложенной автоматической установки скорости термо-бработки по изменению тактической толцшш полос в НЗТА достига-

ется повышение производительности агрегата термообработки полос на 6%.

7. Показано,что склонность стали типа 18-10 к навару валков при скорости деформации до 80 исключается увеличением подачи амул! ст марки ОН в 1,5-2 раза, снижением шероховатости рабочих валков до ¿-0,6 мкм, уменьшением скорости прокатки на 10-20%. Установлено, что минимально подвержены "навару" стали,интенсивно упрочняющиеся при холодной прокатке (10ШАГ15, 07Х13АГ20,05Х1^АГ12< 17X18119 и др.).

8. Получена корреляционная зависимость механических свойств от технологических параметров (¿,£,£,0, позволившая стабилизировать пластичность холоднокатаного листа на уровне ¿Г = 41-50%. При этом снижение доли углерода в стали на 0,02$ позволяет ловы-. сить скорость термообработки на 10%.

9. Холодная прокатка с охватом полосой одного из рабочих валков приводит к появлении ассицетрии деформации величиной до 3%, связанной с разностью деформации по верхней и нижней контактным зонам очага деформации.

10. Э^ект снижения усилия ассиметричной холодной прокатки и повышения жесткости клети повышается с увеличением рассогласования скоростей валков до К„ = 1,08. Дальнейшее повышение К,/ ведет к

навару валков. С заменой технологической смазки П-28 эмульсией 01 т

Чэд^ективность асскметричной прокатки снижается на 40-60%.

11. Предложен электромеханический датчик усилия прокатки, установка которого на 20-валковом стане 1700 повысила надежность настройки стана на заданную толщину.

12. Повышение выхода холоднокатаного листа высшей группы поверхности (гр. ¡¿2а) до 95% достигается сплошной шлифовкой полос поел' предварительной холодно!) прокатки с обжатием не ниже 20%. Показа' но,что шероховатость поверхности листа 0,15-0,6 мкм) опред ляется шероховатостью подката,валков и обжатием. Получены формул

статистической зависимости шероховатости от обжатия,шероховатости подката и шероховатости валков.

13. Дрессировка и правка растяжением холоднокатаных полос с деформацией до 1,5$ обеспечивает получение до 95$ листа высокой и особо высокой плоскостности (неплоскостность 4-8 мм/м).

14. Получение ленты для глубокой вытеки из стали 03^08Х18Н10Т обеспечивается снижением доли углерода в стали до 0,03-0,05;$, повышением доли марганца до 1,2-2,0$, обжатием в последнем переделе € = 37$ и закалкой при температуре П20-1130°С.

15. Стойкость сварных пвов между стыкуемыми горячекатаными полосами оптимальна при применении сварочной проволоки марки св-ОбХ-19Н9Т с массовой долей углерода в стали до 0,06$ для стали 18-10 и св-_{Н78Т - для сталей ферритного класса и при защите дуги соответственно аргоном и аргоно-гелп/.-углехисло^ смесью.

16. Снижению вероятности разрушения сварных швов при холодной прокатке способствует •снижение натягения ¿.о кромкам прокатываемых полос за счёт дополнительного изгиба валков, либо_за счёт снижения рассогласования скоростей валков при прохождении ива через стан кварто 1700.

17. Долевой экономический э^-ект от проведения комплекса работ за последние годы составил 171 тыс. руб^

18. По результатам проведенного эксперимента разработаны и зведена» в действие технологические инструкции ТЛ-134-ПХЛ-1-33, ИЫЗч-ПХЛ--2-89, ТИ-134-ПХЛ-3-38 по холодной прокатке на стане кварто 1700,

по холодной прокатке на 20-валковом стане 1700, по зачистке на АОиЗ и и по сварке и прокатке сварных полос.

19. В результате внедрения результатов исследования обдий выход лис- . та высшей группы поверхности повинен с 43 до 60 При необход;ыости I

обеспечивается выход листа выс^е/ группы до 98 $.

Повышение стабильности механических свойств привело к устранению брака по механическим свойствам. . . "

ЛИТЕРАТУРА

1. Гиндин А.Ш., Агишев Л.А., Ъзленёв Г.Г. и др. Производство крупногабаритного листа из низноуглеродистой нержавеющей стали. - "Сталь", 1973, № 7, с.636*638.

2. Агишев Л.А., Гиндин A.ÏÏL, Шавкун В.В. и Петров Л.И. Исследование влияния параметров прокатки на формирование кроьош слябов и слитов. - "Сталь", 1974, № 7, с.628-629.

3. Агишев Л.А., Гиндин А.Ш., Шавкун В.В. Влияние параметров прокатки на формообразование толстых листов. - "Сталь", 1973,

й 3. 0.252-253. 1

4. Агишев Л.А., Гиндин А.Ш., Литовненко Е.В. Влияние технологических факторов реверсивной прокатки толотых листов на их разнотолцинность. - "Сталь", 1974, й 3, с.242-243.

5. Агишев Л.А., Гиндин А.Ш., Еквкун В.В. и др. Исследование прокатки листа йз стали типа ЗОХГСА. - "Сталь", 1973, !'г 3, с. 242-243.

6. Левинзон В.Х., Сизов Е.А., Агишев Л.А. и др. Способ получения заготовок для производства холоднокатаной полосы. A.c. СССР й 930809. йзллетень "Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки", 1983, ïk I.

7. Агишев Л.А., Зуев С.А., Зырянов А.Ф. Повышение качества безникелевой коррозионностойкой стали применением контролируемой прокатки. - Бол. "Чёрная металлургия", 1986, й 13, с.41-42.

8. Агишев Л.А., Маркович В.И. Опыт производства тонкого рулонираванного листа из стали I5X25T. "Сталь", 1988, № 6, с.81-83.

9. Агишев Л.А., Гришнов А.И., Фишер А.Р. и др. Улучшение качества холоднокатаной коррозионнойстойкой отали 08XI8TI. "Сталь", 1988, й 9, с.48+50.

10. Агишев Л.А., Никитин В.Д., Левинзон В.Х. и др. Разработка технологии производства ленты из прецизионного сплава 18ХТЭ0-ВИ. "Сталь", 1987, й 10, с.51+53.

11. Гришков А.И., Зеылянский Ю.И., Агишев Л.А. Освоение технологии листовой коррозионностойкой стали в новом цехе холодной прокатки. "Сталь", 1982, й 3, с.46-49.

12. Агишев Л.А., Фишер А.Р., Гольдзон Д.Б. Непрерывный за. калочно-травильный агрегат для обработки полосовой нержавеющей

стали. Оал. "Чёрная металлургия", 1979, Л I, с.24-25.

13. Гразданнин С.Н., Владимиров С.М., Агишев Л.А. и др. Способ зачистки сварного шва прокатываемых паюс. - А.с. СССР № 688306. Опубл. в Б.И., 1978, ü I.

14. Агишев Л.А,, Никитин В.Д., Гришков А.П. и др. Повышение качества холоднокатаного листа из норрозионностойних сталей. -"Сталь", 1983, й 6, с.37-40.

15. Трусов Г.Е., Шабуров В.Е., Агишев Л.А. и др. Способ управления термообработкой металлических полос в проходной печи. -А.с. СССР И 956583. Сцубл. в Б.И. 1984, № I.

16. Агишев Л.А., Фишер А.Р., Антонов В.И. и др. Реверсивный стан кБарто 1700 с поворотным натянным устройством. - Бол. "Чёрная металлургия", 1980, № 5, с.39-40.

17. Тищенно О.И., Агишев Л.А., Фишер А.Р. Дпаддативалновый стан для прокатки полос из норрозионностойкой стали. Бол. "Чёрная металлургия",1982, й 22, с.47-48.

18. Агишев Л.А., Никитин В.Д., Фишер А.Р. и др. Прокатка коррозионностойких сталей на 20-валновом стане 1700. - "Сталь", 1984, Я 7, с.50-51.

19. Силантьев А.Н., Трусов Г.Е., Агишев Л.А. и др. Изменение гссткости клети.стана кварто 1700 при реверсивной прокатке. - Депонированные научные труды. - 1984, Jé I, с.126.

20. Бабкин А.Г., Агишев Л.А., Владимиров С.1,1. и др. Анализ влияния смазок и режимов деформации при производстве холоднокатаных полос из хромо-никелевой стали на качество повергаостп.-Депонировашше научные труды. - 1981, 1142.

21. Агишев Л.А., Никитин В.Д., Силантьев А.Н. и др. Некоторые вопросы технологии производства листового проката из не-ргаЕеидей стали. - Депонированные научные труды. - 1981, № И, с.109.

22. Агишев Л.А., Фишер А.Р., Владимиров С.Н. и др. Повышение механических свойств холоднокатаной стали I2XI8HI0T. -"Сталь", 1981, И 9, 0.52-53.

23. Силантьев А.Н., Агишев Л.А.-, Гайдук Н.П. и др. Влияние

на

технологических параметров прокатного передела'механические свойства холоднокатаной стали I2XI8HI0T. - Депонированные научные труды. - 1980, Jé 10, 0.7G.

24. Силантьев А.Н., Агишев Л.А., Владимиров С.М. и др. Исследование энергосиловых параметров стана холодной прокатки 1700. Депонированные научные труды. - 1982, $ 1491, чм.Д82.

_ 25. Агишев JI.A., Грипшов A.II., Фишер А.Р. и др. Повышение эффективности холодной прокатки коррозионностойкой стали при рассогласовании скоростей валков. - "Металлург", 1383, й 4, 0.32-33.

26. Ввдрин В.Н., Остсемин Е.А., Агишев Л.А. и др. - Ролик. - A.c. СССР » 818686. Опубл. в Б.И., 1981, №

27. Ввдрин В.Н., Судаков Н.З., Агишев Л.А. и др. Устройство для автоматического регулирования формы полосы при прокатке на станах с индивидуальным приводом. - A.c. СССР ii 995941. -Опубл. в Б.И., 1983, ü

28. Вцдрин В.Н., Остсеыин Е.А., Аршев Л.А. и др. Устройство для автоматического регулирования формы полосы на прокатном стане. - A.C. СССР а I03I546. Опубл. н Б.И., 1983, & 4.

29. Ввдрин В.Н., Агеев Л.М., Агишев Л.А. и др. Способ холодной многопроходной прокатки полос из неряавеющей аустенит-ной стали. - A.c. СССР № II540I2 от 8 янв. 1985г.

30. Выдрин В.Н.Агеев Л.М., Агишев Л.А. и др. Способ холодной прокатки полос из жаропрочных и коррозионностойкпх сталей. - A.c. СССР Уе 1093368 от 22 янв. 1984г.

31. Агишев Л.А., Гришков А.И. Производство холоднокатаного коррозионностойкого металла для изготовления товаров народного потребления. - "Сталь", 1982, 6, с.43-44.

32. Трусов Г.Е., Владимиров С.М., Агишев Л.А. и др. Измерение давления прокатки на 20-валковом стане холодной прокатки.-Депонированные научные труда. - 1984, № 2, с.138.

33. О/атко М.Н., Милованов И.И., Агишев Л.А. и др. Прочность сварных соединений тонколистовой коррозионностойкой стали 03+12Х18Ш0Т для глубокой вытяхви. - Депонированные научные труды. - 1985, 1Ь I, с.174.

34. Агишев Л.А., Белоусов Д.Н., Щенко К.А. и др. Повышение эффективности сварки полос при прокатке холоднокатаных коррозионноетонких сталей. - "Сталь", 1989, № 4, 0.49-51.

35. Зайцев В.В., Суровцев А.П., Агишев Л.А. и др. Способ производства трехслойных полос. - A.c. СССР 1Ь I4476I2. Ешл-летень "Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки", 1988, № I.

36. Трусов Г.Е., Агишев Л.А., Владимиров С.М. и др. Способ прокатки. Aß. СССР & 90д452. от 2 нояб. t<3Slr.

37. Выдрин В.Н., Остсеипн Е.А., Лгашев H.A. и др. Способ повышения пронатываемостп сварных швов. - A.c. СССР 3 Бшшетень "Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знали", 1905, .'5 4.

(