СПОСОБ ДРЕССИРОВКИ СТАЛЬНЫХ ОТОЖЖЕННЫХ ПОЛОС
METHOD OF TEMPERING ANNEALED STEEL STRIPS

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при дрессировке стальных холоднокатаных отожженных полос в клети с по меньшей мере одним приводным валком.
Известен способ дрессировки стальных отожженных полос на заданной скорости при относительном обжатии около 1% с помощью пары электроприводных рабочих валков с приложением к полосе заднего и переднего натяжений, создаваемых разматывателем и моталкой [1].
Недостатком известного способа являются высокие энергозатраты на осуществление дрессировки.
Известен также способ прокатки металлических полос из алюминия и его сплавов, включающий первую прокатку на стане кварто с приводными опорными валками до промежуточной толщины и окончательную холодную прокатку в неприводных валках при удельном переднем натяжении, создаваемом моталкой, превышающем удельное заднее натяжение, скорости прокатки 50-100 м/мин и обжатии за проход 40-55% [2].
Недостатки известного способа состоят в том, что он не пригоден для дрессировки стальных отожженных полос, и его реализация требует больших энергозатрат. Кроме того, передние концы полос длиной, равной расстоянию от неприводных валков до моталки, являются некондиционными.
Наиболее, близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ дрессировки стальных отожженных полос с относительным обжатием от 0,5 и до 8-10%, включающий установку рулона на разматыватель, заправку полосы в стан с помощью пары электроприводных рабочих валков, закрепление переднего конца на барабане моталки и дрессировку полосы (прокатку) с заданной скоростью прокатки с приложением заднего и переднего натяжений, создаваемых электроприводами разматывателя и моталки [3].
Недостатки известного способа состоят в том, что при дрессировке электроприводы рабочих валков, разматывателя и моталки в энергетическом смысле работают противонаправленно. Помимо этого, поскольку скорость входа полосы в электроприводные рабочие валки меньше их окружной скорости (вследствие действия эффекта отставания), металл в очаге деформации пластически течет навстречу движению валков, что увеличивает нагрузку на электропривод. Все это повышает энергозатраты на дрессировку.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении энергозатрат.
Для решения технической задачи в известном способе дрессировки стальных отожженных полос с приложением заднего и переднего натяжений, включающий заправку полосы в стан посредством электроприводных рабочих валков с обжатием полосы до закрепления переднего конца полосы на моталке и последующую дрессировку в рабочих валках, вращаемых с заданной скоростью, согласно изобретению, после завершения заправки полосы электропривод рабочих валков отключают, производят плавное увеличение заднего и переднего натяжений, причем заднее натяжение увеличивают до удельного значения, равного 0,05-0,20 от условного предела текучести отожженной стальной полосы, а переднее натяжение - до удельного значения, не превышающего 0,8 от условного предела текучести отожженной стальной полосы, при увеличении переднего натяжения до начального момента вращения рабочих валков с заданной скоростью прокатки, при этом дрессировку производят с относительным обжатием, составляющим 0,5-2,0%.
Сущность предложенного технического решения состоит в следующем. Заправка полосы в дрессировочный стан с помощью электроприводных рабочих валков позволяет провести транспортирование переднего конца полосы по линии дрессировочного стана и способствует надежной его привязке к барабану моталки. В процессе заправки приводные рабочие валки производят обжатие (дрессировку) переднего конца полосы, что исключает образование некондиционной металлопродукции.
1
0.2
При повышении удельного переднего натяжения σ до величины, не превышающей 0,8 от условного предела текучести σ отожженной стальной полосы, как показали эксперименты, дрессировка с относительным обжатием 0,5-2,0% в насеченных и гладких рабочих валках протекает стабильно за счет силового действия только переднего натяжения, т.е. при выключенном электроприводе рабочих валков. На всем протяжении очага деформации металл пластически течет только по направлению вращения рабочих валков. Благодаря этому достигается снижение энергозатрат на осуществление дрессировки.
0.2
0
0,2
При величине удельного заднего натяжения Сто менее 0,05 от σ имеет место ухудшение плоскостности полос без снижения энергозатрат. Увеличение удельного заднего натяжения σ более 0,20 от σ приводит к росту энергозатрат на дрессировку, вследствие чего нецелесообразно.
1
0,2
Экспериментально установлено, что при относительном обжатии менее 0,5% стальные отожженные полосы после дрессировки сохраняют площадку и зуб текучести на диаграмме растяжения образцов, и их отделка поверхности остается низкой, т.е. не достигается цель дрессировки. При увеличении относительного обжатия более 2,0% для стабильного протекания процесса дрессировки при отключенном электроприводе рабочих валков требуется повышение σ более 0,5 от σ. При этом не исключается разрыв полосы в дрессировочном стане и создание аварийной ситуации.
1
0,2
Также из экспериментов установлено, что увеличение удельного переднего натяжения σ более 0,8 от условного предела текучести σ отожженной стальной полосы не исключает разрывов полос в линии дрессировочного стана, что недопустимо.
Примеры реализации способа
0,2
Холоднокатаную отожженную полосу сечением 0,7×780 мм из стали марки 08Ю, смотанную в рулон, устанавливают на разматывателе одноклетевого дрессировочного стана 1700. Условный предел текучести дрессируемой полосы составляет: σ=295 МПа.
Передний конец полосы на заправочной скорости 0,5 м/с задают во вращаемые от электродвигателей пару рабочие валков. С помощью нажимных механизмов устанавливают обжатие полосы, равное: ε=1,0%.
После выхода из валков передний конец полосы транспортируют к барабану моталки и осуществляют привязку к нему путем плотной намотки 5 витков. Затем электродвигатели привода рабочих валков отключают.
Увеличением тока якоря электродвигателя разматывателя плавно повышают заднее натяжение полосы до достижения удельного значения
0
0,2
σ=0,12·σ=0,12·295 МПа=35,4 МПа.
др
1
Одновременно с этим при помощи электродвигателя моталки осуществляют плавное повышение переднего натяжения полосы вначале до начала вращения рабочих валков, и в дальнейшем до увеличения скорости прокатки до заданной V=20 м/с.При этом удельное переднее натяжение σ составляет:
1
0,2
σ=118 МПа=0,40·σ,
1
0,2
т.е. σ<0,8·σ=236 МПа.
Под действием переднего натяжения полосы, создаваемого электродвигателем моталки, полоса протягивается через зазор, образованный рабочими валками, и обжимается ими с относительным обжатием ε=1,0%, чем достигается ее дрессировка. Наличие заднего натяжения обеспечивает высокую плоскостности полосы (неплоскостность А не превышает 3 мм/м) и стабильность процесса прокатки.
Суммарная измеренная мощность, т.е. энергозатраты на дрессировку, потребляемая электродвигателями моталки и разматывателя в процессе дрессировки с указанными параметрами, составляет:
Σ
N=137 кBт,
что существенно меньше, чем в известном способе [3].
Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблице.
Таблица.
Режимы дрессировки отожженных полос сечением 0,7×780 мм из стали марки 08Ю на одноклетевом стане 1700 и их эффективность
№ варианта
ε, %
σ<sub>0</sub>/σ<sub>0,2</sub>
σ<sub>1</sub>/σ<sub>0,2</sub>
N<sub>Σ</sub>, кВт
А, мм/м
Примечания
1.
0,4
0,04
0,20
280
8-10
Неплоскостность
2.
0,5
0,05
0,30
130
4
Без замечаний
3.
1,0
0,12
0,40
137
3
Без замечаний
4.
2,0
0,20
0,80
137
3
Без замечаний
5.
2,5
0,25
0,90
276
3-10
Обрыв полос
6. [3]
1,0
не регл.
не регл.
298
3-5
Без замечаний
Из данных, приведенных в таблице, следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается снижение потребляемой электродвигателями разматывателя и моталки суммарной мощности, и, следовательно, энергозатрат на дрессировку. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1 и №5) процесс дрессировки нестабилен из-за остановок стана или обрыва полос. В случае реализации известного способа (вариант №6) с приводом рабочих валков от электродвигателей в процессе дрессировки имеет место увеличение суммарной потребляемой мощности и энергозатрат на дрессировку.
В качестве базового объекта принят ближайший аналог [3]. Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства холоднокатаных полос на 3-5% за счет снижения себестоимости продукции.
Источники информации
1. В.Л. Мазур и др. Повышение качества листового проката. К.: Технiка, 1979, с.106-109.
2. Патент РФ №2048217, МПК B21B 3/00, 1995 г.
3. М.А. Беняковский и др. Автомобильная сталь и тонкий лист. Череповец, Издательский дом «Череповец», 2007 г., с.344-349.