8.Температурные
условия прокатки.
Одним из факторов, сдерживающих
достижение проектной скорости
на непрерывных станах холодной
прокатки, являются температурные
условия в очаге деформации. Это
имеет место, прежде всего в последних
клетях стана. Вследствие тепла формоизменения
и трения, выделяющегося в процессе
прокатки, температура полосы от
первой клети к последней повышается
и с увеличением скорости прокатки может
достигать значений, превышающих температуру
термического разложения технологической
смазки. Тогда на валках и полосе появляются
характерные дефекты теплового происхождения
(«тепловые царапины», «лимонная корка»
и др.). Для устранения указанных
дефектов обычно прибегают к снижению
скорости, что приводит к уменьшению
производительности, либо увеличивают
расход охладителя (при наличии такой
возможности). Для предупреждения
негативного влияния данного фактора
необходимо устанавливать такие деформационные
и температурно-скоростные режимы прокатки,
а также такие режимы охлаждения валков
и полосы, которые обеспечивают температуры
термического разложения технологической
смазки [3].
9. Допустимые
значения силы прокатки, момента
и мощности приводов.
Опыт работы станов непрерывных
холодной прокатки показывает,
что допустимые значения силы
прокатки, момента и мощности
приводных двигателей каждой
клети могут выступать в
качестве ограничивающих факторов
при выборе величин суммарного и частных
обжатий по клетям, а также при назначении
предельной скорости прокатки [3].
10. Распределение
силы прокатки по клетям.
Наиболее удобным для практического
использования является способ
выбора режима обжатий, регламентирующий
степень загрузки клетей стана
по силе. Этот способ косвенно учитывает
влияние основных требований технологии
холодной прокатки к точности покатанных
полос [2]. Режим обжатий, обеспечивающий
равномерную загрузку клетей стана по
силе прокатки, благоприятно сказывается
на уменьшении продольной разнотолщинности
и улучшении плоскостности, упрощает
подбор валков и способствует повышению
эффективности работы систем регулирования
[3].
11. Контактная
прочность валков.
Прокатка тонких полос в валках
большого диаметра характеризуется
высоким уровнем контактных напряжений,
которые могут приводить к пластической
деформации, либо разрушению, поверхностного
слоя валков. Для предупреждения данного
явления, при выполнении расчётов
режимов обжатий необходимо производить
проверку валков на контактную
прочность [9].
12. Скорость
прокатки.
Фактические скорости прокатки
на непрерывных станах обычно
ниже проектных. В большинстве
случаев это ограничивается мощностью
приводных двигателей и стойкостью
технологической смазки, которая теряет
свои свойства вследствие разложения
под действием высоких температур
в очаге деформации. Это объясняется тем,
что с ростом скорости прокатки
увеличивается тепловыделение
и, как следствие, температура в очаге
деформации. Поэтому увеличение скорости
на непрерывных станах требует улучшения
температурных условий прокатки.
13. Невыкатываемость
полосы.
В условиях холодной прокатки
существенное влияние на
параметры процесса оказывают
упругие деформации валков и полосы,
которые вызывают увеличение протяженности
контакта полосы с валком, дополнительный
рост контактных напряжений и силы прокатки.
Это приводит к увеличению расхода энергии,
ухудшению температурных условий
прокатки и снижению эффективности процесса.
С уменьшением толщины полосы влияние
упругих деформаций валков и
полосы на параметры процесса возрастает.
В предельном случае, когда величина
упругого радиального сжатия рабочих
валков станет равной исходной толщине
полосы за вычетом её упругого восстановления,
пластическая деформация прекращается,
и процесс прокатки становится
невозможным. Это явление известно в литературе
как невыкатываемость полосы [9].
Однако для прокатки представляет
интерес не определение предельных
условий существования процесса холодной
прокатки, а выявление тех условий, которые
обеспечивают его реализацию с наибольшей
эффективностью [9].
14. Механические свойства материала
полосы.
Прочностные свойства и пластические
материала полосы учитываются при
выборе суммарного и частных обжатий.
При прокатке полос из интенсивно упрочняющихся
материалов с высоким исходным
пределом текучести значения суммарных
и частных обжатий уменьшаются. Исходя
из этого, уровень исходных свойств полосы
может служить ограничением при выборе
величины суммарного и частных
обжатий в начальных клетях непрерывного
стана.
15. Обрывность полосы.
Обрывность является одним из
основных факторов, влияющих на
производительность стана и стойкость
валков. Обрыв происходит в результате
превышения удельными натяжениями предела
текучести материала полосы на определенном
участке ширины. Такие условия возникают
при наличии локальных дефектов профиля
(разрывы на кромках, плены и др.)
и формы (неплоскостность) полосы, выступающих
в роли концентраторов напряжений, а также
при прохождении сварных швов через
очаг деформации, что приводит к
рывкам натяжений. По этим причинам,
применяемые на практике, средние удельные
натяжения значительно ниже предела текучести
и, как правило, не превышают 0,10...0,40
предела текучести. Снижению обрывности
при прокатке тонких полос и жести способствует
увеличение толщины полосы в последних
промежутках.
16. Технологическая смазка.
Свойства технологической смазки (свойства,
температура разложения и др.) определяют
показатели качества поверхности полосы,
величину суммарного и частных обжатий,
уровень энергосиловых параметров
процесса прокатки. С повышением эффективности
смазки, т.е. с понижением коэффициента
трения, возможно использование больших
суммарных и частных обжатий при относительно
невысоком уровне энергосиловых параметров.
Температура разложения технологической
смазки определяет скорость прокатки
[3]. Вследствие чего рекомендованный режим
прокатки на станах холодной прокатки
45 м/с в данный момент времени не достигнут
[1].
Смазка при холодной прокатке
снижает коэффициент трения между
валками и прокатываемой полосой,
благодаря чему уменьшается фактическое
сопротивление деформации металла
и усилие прокатки. При этом уменьшаются
упругие деформации валков и деталей стана,
и следовательно, обеспечиваются большие
обжатия. Смазка при холодной прокатке
снижает также расход энергии, уменьшает
износ валков и повышает качество поверхности
листовой стали. Влияние смазки тем эффективнее,
чем тоньше прокатываемая полоса, больше
обжатие и наклеп металла [5].
Смазка образует разделяющий
слой между валками и прокатываемой
полосой, охлаждает валки и
устраняет налипание на них
металла. Чем выше эффективность смазки,
тем надежнее разделение поверхностей
скольжения Эффективность смазки обеспечивается
наличием поверхностно активных веществ,
способных адсорбироваться на поверхности
скольжения с образованием прочных смазочных
пленок. Смазка должна хорошо прилипать
к валкам, обеспечивая равномерную пленку
между валками и прокатываемой полосой,
и во время во время прокатки не должна
выдавливаться из очага деформации. Смазка
должна легко удаляться с поверхности
листовой стали, чтобы при термической
обработке на поверхности проката не оставались
трудно удаляемые сажистые осадки [5].
17.Состояние поверхности рабочих
валков.
Состояние поверхности рабочих
валков (шероховатость) определяется
требованиями, предъявляемыми к
качеству готовой полосы и условиями обработки
на последующих переделах (отжиг,
дрессировка, цинкование, покраска, резка).
Кроме того, данный фактор влияет на энергосиловые
параметры прокатки, распределение частных
обжатий по клетям и устойчивость полосы
в линии стана.
18. Шероховатость
полосы.
Шероховатость полосы регламентируется
соответствующими ГОСТами и
техническими условиями, а также
условиями её обработки на
последующих переделах. Требуемую
шероховатость полосы получают
выбором уровня шероховатости рабочих
валков, с учётом коэффициента отпечатываемости,
зависящего от режима обжатий и количества
прокатанного металла [3].
19. Точность
и качество поверхности подката.
Показатели качества подката
оказывают существенное влияние
на характер распределения частных
обжатий. Для уменьшения продольной
разнотолщинности применяют меньшие частные
обжатия в первой клети. Устранению
поверхностных дефектов подката, наоборот,
способствует применение более высоких
частных обжатий и насечённых валков в
первой клетях.
20. Загрязненность
полосы.
Одним из распространенных дефектов
холоднокатаных полос является
загрязненность их поверхности,
проявляющаяся в виде пригара
эмульсии и грязевых пятен,
либо в виде сажистого налёта
после отжига. Загрязнение поверхности
полосы снижается по мере роста скорости
прокатки в последней клети стана и шероховатости
поверхности полосы приводит к пропорциональному
увеличению механических и жировых
загрязнений на полосе. Повышение
концентрации эмульсии приводит к
увеличению жировых и уменьшению механических
загрязнений поверхности металла.
Увеличение механических примесей
в эмульсии приводит к росту жировых и
механических загрязнений полосы [3].
21. Плоскостность
полосы.
В литературе
и на практике распространено
мнение, что, прокатка планшетной полосы
достигается при соблюдении постоянства
вытяжек по ширине. Это справедливо при
условии, что подкат (полоса) на выходе
в очаг деформации имеет нулевую
неплоскостность. В действительности,
подкат и полоса в промежутках стана всегда
имеет определенную неплоскостность.
В связи с этим необходимым условием
получения планшетных полос из неровного
подката является условие постоянства
скоростей выхода металла из валков по
ширине [3].
22. Выравнивающая
способность стана.
Распределение частных обжатий
влияет на выравнивающую
способность отдельной клети
и стана в целом [4]. При
применении высокоточных валков (отсутствие
биения) максимальная выравнивающая
способность стана достигается, когда
назначают малые частные относительные
обжатия в первой и последующих
клетях. В случаях, когда биение валков
значительно, для получения минимальной
продольной разнотолщинности целесообразно
использовать режимы с увеличением
обжатий от первой клети к последней.
23. Условия
работы систем регулирования.
Холодная деформация приводит
к наклёпу, дроблению и вытягиванию
зерен феррита вдоль направления
прокатки. При суммарном обжатии
более 0,5 структуры становится
строчечной и границы зерен
почти исчезают [2]. Таким образом, суммарное
обжатие при холодной прокатке
влияет на текстуру деформированного
металла, скорость диффузионных процессов,
температуру рекристаллизации при отжиге
и определяет уровень механических
свойств готового проката, а также
толщину исходного подката. Анализ
выбора толщины подката на разных станах
холодной прокатки показал, что полосы
толщиной 0,4 мм на четырехклетевых станах
можно прокатать из подката 1,8 мм. а пяти-клетевых
– из подката 2,0 мм, при этом суммарная
степень деформации (e*) составляет соответственно
0,78 и 0,80. Полосы толщиной 0,5 и 0,6 мм на всех
четырехклетевых станах прокатывают
из подката 2,0 мм (e*=0,75...0,70), а на пяти-клетевых
станах эти полосы получают из подката
толщиной соответственно 2,0 мм (e*=0,75)
и 2,0...2,4 мм (e*=0,70...0,75). Следует
отметить, что при выборе суммарного
обжатия, а следовательно и толщины
подката, на каждом заводе, помимо
требуемого уровня свойств готового холоднокатаного
подката, учитывают необходимость
обеспечения максимальной производительности
непрерывного широкополосного стана горячей
прокатки и особенностей производства.
При этом основным ограничением
при выборе толщины подката,
в большинстве случаев, служит мощность
приводных двигателей стана холодной
прокатки [2].
Отжиг стали.
Отжиг углеродистой стали, после
холодной прокатки, является окончательной
термической обработкой, поэтому
его проводят в защитной атмосфере,
предохраняющей поверхность полосы
от окисления.
Отжиг осуществляется в колпаковых печах
и в агрегатах непрерывного отжига с вертикальным
(башенного типа) расположением печи. Преимуществом
непрерывного отжига является стабильность
механических свойств по всей длине полосы,
отсутствие слипания витков рулона, а
также некоторое уменьшение неплоскостности
полосы [5].
Основное отличие технологии
обработки холоднокатаных полос
в колпаковых печах (КП) от технологии
обработки в линии АНО заключается
в том, что полосы при отжиге
КП намотаны в рулоны и неплоскостность
может проявиться только в “скрытой”
форме. Специфика обработки рулонов в
колпаковых печах определяет характер
задач, возникающий в этой технологической
линии. Многочисленные разработки в области
исследования и оптимизации режимов отжига
практически решили проблему получения
готового проката с заданными механическими
свойствами и структурой. Но при этом не
решена окончательно задача получения
проката с высоким качеством поверхности
и плоскостностью, что часто приводит
к необходимости переназначения ответственного
металла на обработку в линию АНО и, как
следствие этого, к перегрузке агрегата
[7].