СПОСОБ ДРЕССИРОВКИ ОТОЖЖЕННОЙ СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ
METHOD OF PLANISHING ANNEALED STEEL STRIP

Изобретение относится к металлургии, конкретно к прокатному производству, и может быть использовано при получении холоднокатаной листовой стали с высоким качеством отделки поверхности.
Известен способ дрессировки отожженной стальной полосы, согласно которому осуществляют ее прокатку в валках с регламентированной шероховатостью (шлифованных или насеченных) и с приложением к полосе переднего и заднего натяжений [1].
Известен также способ дрессировки отожженной стальной полосы, согласно которому величину переднего натяжения устанавливают по математической зависимости, исходя из ее сечения и температуры [2].
Недостатки известных способов состоят в том, что полоса в процессе дрессировки приобретает анизотропную шероховатость поверхности.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ дрессировки отожженной стальной полосы, включающий ее прокатку с относительным обжатием 0,5-3,0% в валках, имеющих регламентированную шероховатость. Регламентированную шероховатость валков создают путем их электроэрозионной обработки (насечки). Прокатку осуществляют с приложением к полосе переднего и заднего натяжений.
a
Недостаток известного способа состоит в том, что вследствие контактного скольжения полосы по микровыступам шероховатых валков в зоне опережения очага пластической деформации на поверхностях полосы формируются продольные бороздки. В результате полоса приобретает анизотропную шероховатость поверхности: высота микронеровностей R и показатель плотности пиков N (штук на см длины) в поперечном направлении выше, чем в продольном. Это, в свою очередь, ухудшает функциональные свойства полосы, в частности штампуемость и окрашиваемость.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении анизотропии шероховатости поверхности полосы.
Для решения технической задачи в известном способе дрессировки отожженной стальной полосы, включающем ее прокатку с относительным обжатием 0,5-3,0% в валках, имеющих регламентированную шероховатость, и с приложением к полосе переднего и заднего натяжений, согласно изобретению проводят измерение или расчет нормального давления прокатки, а заднее натяжение устанавливают согласно соотношению
0
1
где T, T - заднее и переднее натяжение полосы соответственно, кгс;
2
p - нормальное давление прокатки, кгс/мм;
B - ширина полосы, мм;
R - радиус валка, мм;
- угол захвата, рад;
ΔH - абсолютное обжатие, мм;
β=arctgf - угол трения, рад;
f - коэффициент трения.
Сущность изобретения состоит в следующем. Для того чтобы уменьшить анизотропию шероховатости поверхности полосы, следует снизить ее контактное скольжение по шероховатым валкам. В идеальном случае перенос изотропной шероховатости с валков на полосу возможен, если всю протяженность очага деформации будет занимать зона прилипания. Однако при холодной прокатке отожженных стальных полос с относительным обжатием 0,5-3,0% зона прилипания в очаге деформации отсутствует.
Но если заднее натяжение полосы деформации установить согласно предложенной зависимости, скольжение полосы по поверхностям валков будет близко к нулю. Изотропная шероховатость валков будет с минимальными искажениями отпечатываться на поверхности полосы. Это снизит анизотропию шероховатости поверхности полосы.
0
Экспериментально установлено, что обеспечить изотропную шероховатость полосы возможно, если величину заднего натяжения Т, при которой скорость полосы на выходе из валков будет равна их окружной скорости, следует устанавливать, исходя из предложенного соотношения
1
Данное соотношение получено экспериментальным путем для случая прокатки отожженной полосы с относительным обжатием 0,5-3,0% в шероховатых валках. Переднее натяжение T в экспериментах устанавливали исходя из получения дрессированной полосы с минимальной неплоскостностью.
Экспериментально установлено, что при относительном обжатии менее 0,5% не устраняется площадка текучести на диаграмме растяжения образцов, ухудшается штампуемость полос, не обеспечиваются заданные параметры шероховатости ее поверхности. При относительном обжатии более 3,0% возрастает анизотропия шероховатости поверхности полос, ухудшаются их вытяжные свойства.
Примеры реализации способа
a
Рабочие валки одноклетевого дрессировочного стана кварто 1200 с радиусом бочки R=150 мм подвергают насечке колотой чугунной дробью для создания шероховатости с параметрами: R=3,0 мкм, N=220 шт./см.
0
0
1
Насеченные рабочие валки заваливают в клеть. Рулон отожженной полосы толщиной H=0,5 мм и шириной B=900 мм из стали марки 01ЮТ устанавливают на разматывателе. Передний конец полосы заправляют в стан и моталку. Нажимными механизмами устанавливают относительное обжатие полосы ε=2,0%. С помощью электродвигателей разматывателя и моталки создают предварительное заднее натяжение T=14300 кгс и переднее натяжение T=6000 кгс.
2
Производят дрессировку короткого участка полосы на заправочной скорости 0,5 м/с с усилием прокатки Р=27675 кгс и измеряют нормальное давление прокатки p=25,0 кгс/мм.
Нормальное давление прокатки p при дрессировке может быть рассчитано по известным формулам Е.М.Третьякова и определено из усилия Р прокатки:
где ΔH=0,01 мм - абсолютное обжатие, соответствующее значению ε=2,0%.
Коэффициент трения при дрессировке без смазки в насеченных валках по справочным данным составляет f=0,23. Исходя из него определяют угол трения β:
β=arctgf=arctg0,23=0,226 рад.
Рассчитывают угол захвата:
Рассчитывают требуемую величину заднего натяжения:
0
a
Заднее натяжение полосы увеличивают до значения T=18258,9 кгс и осуществляют дрессировку всей полосы. В процессе дрессировки на полосе формируется изотропная шероховатость поверхности с заданными параметрами: R=1,6 мкм; N=190 шт./см, одинаковыми по всем направлениям измерения.
Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблице.
№ п/п
ε, %
Шероховатость поверхности полосы
Вдоль
Поперек
R<sub>a</sub>
N
R<sub>a</sub>
N
1
0,4
1,2
160
1,5
230
2
0,5
1,7
200
1,7
200
3
2,0
1,6
190
1,6
190
4
3,0
1,7
195
1,7
195
5
3,5
1,4
180
1,8
130
6
2,0
1,3
170
1,6
190
Технико-экономические преимущества предложенного способа дрессировки заключаются в том, что при установке заднего натяжения полосы по соотношению
обеспечивается наиболее полный перенос изотропной шероховатости с валков на полосу без искажений, поскольку в зоне выхода полосы из очага деформации, где окончательно формируется ее микрорельеф полосы, контактное скольжение полосы по поверхности валка отсутствует. Этот режим прокатки реализуется в предложенном способе за счет распространения зоны отставания на всю длину очага деформации, а опережение становится равным нулю.
Снижение анизотропии шероховатости стальной отожженной полосы повышает ее качество, способствует увеличению выхода металлопродукции с 1-й группой отделки поверхности, цена реализации которой выше. Это обеспечивает повышение рентабельности производства холоднокатаной листовой стали на 7-10%.
Литература
1. Комановский А.З. Листопрокатное производство. Справочник, М.: Металлургия, 1979, с.136.
2. Патент РФ №2016680, МПК B21B 1/28, 1994 г.
3. Беняковский М.А., Масленников В.А. Автомобильная сталь и тонкий лист. Ч.: Издательский дом «Череповец», 2007, с.348-351.