авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Влияние параметров технологического процесса на точность круглого проката из легированных сталей

На правах рукописи

БЛОХИН АЛЕКСЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ Влияние параметров технологического процесса на точность круглого проката из легированных сталей Специальность 05.16.05 – «Обработка металлов давлением»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва – 2008

Работа выполнена в Государственном технологическом университете «Московский инсти тут стали и сплавов» на кафедре «Пластическая деформация специальных сплавов» (ПДСС).

Научные руководители:

кандидат технических наук, профессор Чередников В.А.

доктор – инженер, профессор Кавалла Р.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Тулупов С. А.

кандидат технических наук Дрозд В. Г.

Ведущая организация: ОАО «Московский металлургический завод «Серп и Молот»

Защита состоится 15 сентября 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.132.09 при Государственном технологическом университете «Московский институт стали и сплавов» по адресу:

119049, Москва, Ленинский проспект, д.4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного технологического уни верситета «Московский институт стали и сплавов».

Автореферат разослан «_» августа 2008 г.

Справки по телефону: (495) 955 01

Ученый секретарь диссертационного совета Ионов С.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Важной научно-технической проблемой является повышение эффективности сортопро катного производства, в частности, по точности геометрических размеров и формы попереч ного сечения проката из легированных сталей и сплавов. Отличительной особенностью дан ного вида прокатного производства является малотоннажность партий проката, необходи мость частых настроек станов на прокатку в каждом случае требуемой марки стали, специфи ческий состав оборудования прокатных станов. Учитывая особенности данного производства, для получения сортового проката из легированных сталей и сплавов используются прокатные станы сравнительно невысокой производительности полунепрерывного или линейного типов, которые достаточно эффективно работают при сравнительно небольших партиях проката, но по составу и техническим характеристикам оборудования имеют проблемы с обеспечением необходимого качества, в частности, по точности проката. В связи с этим представляются ак туальными задачи изучения фактической точности проката на станах данного типа, анализ факторов, оказывающих на неё влияние, и разработки мер по повышению точности геометри ческих размеров проката. Для решения данных задач представляется целесообразным исполь зовать существующие методики исследования - как экспериментальные, так и расчётные. В частности, представляет интерес использование ранее полученной теоретической модели влияния колебаний параметров технологического процесса прокатки на отклонения геометри ческих размеров проката с внесением в модель необходимых коррективов, учитывающих про гресс в теории и технологии сортопрокатного производства.

Связь работы с научными программами, темами и грантами На основании и в связи с проведением в данной работе комплексных исследований точ ности горячекатаной круглой стали и факторов, её определяющих, были выполнены исследо вания на темы: 1) «Разработка универсальной технологии производства прецизионного мелко сортного проката на основе использования новой методики прогнозирования геометрических и физико-механических характеристик проката» в рамках гранта Министерства науки и образова ния РФ для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов и молодых ученых. 2) «Исследование точности мелкосортного проката на стане 340» в рамках совместного гранта от Министерства образования и науки РФ и Немецкой службы академических обменов «Михаил Ло моносов» для проведения стажировки автора во Фрайбергской горной академии (Германия). 3) «Комплексное исследование технологического процесса прокатки на стане 350/250 ОАО «Метал лургический завод «Электросталь» с целью повышения качества проката» - в рамках хоздоговор ной темы.

Цель работы и задачи исследования Целью данной работы является повышение качества горячекатаной круглой стали по точно сти геометрических размеров и форме поперечного сечения производимого проката из легирован ных сталей и сплавов.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:

1 Выбор направления теоретических исследований влияния параметров технологического процесса прокатки горячекатаной круглой стали на точность геометрических размеров поперечно го сечения металла из легированных сталей и сплавов с необходимой его корректировкой на осно ве развития теории и технологии прокатного производства.

2 Экспериментальное исследование изменения геометрических размеров круглого проката из легированных сталей и сплавов под воздействием параметров технологического процесса в ус ловиях промышленных мелкосортных и проволочных станов.

3 Экспериментальное исследование изменения геометрических размеров круглого проката из легированных сталей при варьировании температурных параметров прокатки в условиях опыт но-промышленного стана 340 Технического университета Фрайбергской горной академии (Гер мания).

4 Экспериментальное и теоретическое исследование температурных параметров прокатки круглой стали и факторов, их определяющих, в условиях мелкосортных и проволочных станов.



5 Теоретическое исследование влияния параметров технологического процесса на отклоне ния размеров круглого проката из легированных сталей и сплавов по высоте и ширине поперечно го сечения на основе скорректированной модели.

6 Разработка рекомендаций по совершенствованию технологического процесса прокатки круглой горячекатаной стали с целью повышения точности проката.

Научная новизна 1 Выбран и модернизирован теоретический метод определения отклонений геометрических размеров проката из легированных сталей и сплавов под воздействием колебаний технологиче ских параметров.

2 Данный теоретический метод адаптирован к ряду мелкосортных и проволочных станов, на основании чего с единых позиций определены возможности по достижению прогнозируемой точ ности проката и исследовано влияние колебаний параметров технологического процесса на изме нение размеров поперечного сечения горячекатаной круглой стали.

3 Получены экспериментальные данные по точности размеров круглой стали на ряде мелко сортных и проволочных станов и в сопоставительном аспекте осуществлён их анализ.

4 Изучено влияние параметров температурного режима, а также марочного сортамента на отклонения геометрических размеров получаемого круглого проката из легированных сталей.

Практическая ценность работы 1 На основании модернизированного теоретического метода анализа точности сортового проката получена возможность прогнозирования изменения высоты и ширины поперечного сече ния профиля при фактических или задаваемых параметрах оборудования и технологического про цесса различных сортопрокатных станов. С использованием коэффициента выравнивания пред ставляется возможным анализ эффективности калибровок валков с точки зрения точности прока та.

2 Полученные экспериментальные результаты по точности прокатки круглых профилей из различных легированных марок стали на некоторых мелкосортных и проволочных станах позво ляют выявить закономерности влияния различных факторов технологического процесса на гео метрию проката, которые могут быть использованы при проектировании или совершенствовании оборудования и технологических процессов аналогичных прокатных станов.

3 На основании проведенных исследований усовершенствована и внедрена калибровка вал ков для производства горячекатаной круглой стали диам. 6,5 мм в условиях мелкосортно проволочного стана 350/250 ОАО «Металлургический завод «Электросталь», что позволило полу чить определённый экономический и технический эффект.

4 Модернизированный теоретический метода анализа точности сортового проката и полу ченные в работе экспериментальные результаты представляют интерес для использования в учеб ном процессе высших учебных заведений по направлению 150100 «Металлургия» бакалавриата и магистратуры и специальностям 150106 «Обработка металлов давлением» и 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением».

Основные положения, выносимые на защиту 1 Модернизированный теоретический метод определения отклонений геометрических раз меров сортового проката, вызванных колебаниями параметров технологического процесса.

2 Результаты экспериментального исследования точности горячекатаного круглого проката из легированных сталей в условиях мелкосортно-проволочного стана 320/250 и проволочного ста на 260.

3 Результаты экспериментального исследования температурного режима прокатки круглых профилей из легированных сталей в условиях мелкосортно-проволочного стана 320/250.

4 Результаты комплексного экспериментального исследования влияния температурного ре жима и особенностей марочного сортамента на точность круглого проката в условиях стана Технического университета Фрайбергской горной академии.

5 Адаптация модернизированного теоретического метода анализа точности сортового про ката к условиям ЗАО «ВМЗ «Красный Октябрь», ОАО «ММЗ «Серп и Молот», ОАО «Металлур гический завод «Электросталь», Технического университета Фрайбергской горной академии и ис следование на его основе влияния различных факторов технологического процесса на колебания размеров поперечного сечения круглого проката из легированных сталей.

6 Рекомендации по совершенствованию технологического процесса прокатки с целью по вышения точности круглых профилей из легированных сталей и сплавов.

7 Усовершенствованная калибровка валков для производства круглого профиля диам. 6,5 мм в условиях стана 350/250.

Апробация работы Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

1 1-ая международная конференция молодых специалистов «Металлургия XXI века»:

- Мо сква: ВНИИМЕТМАШ, 2005.

2 Международная научно-техническая конференция «Современные достижения в теории и технологии пластической обработки металлов»:

- Санкт-Петербург, 2005.

3 2-ая международная конференция молодых специалистов «Металлургия XXI века»:

- Мо сква: ВНИИМЕТМАШ, 2006.

4 3-я международная конференция молодых специалистов «Металлургия XXI века»:

- Моск ва: ВНИИМЕТМАШ, 2007.

5 Международная научно-техническая конференция «Теория и технология процессов пла стической деформации – 2007»:

- Москва: МИСиС, 2007.

6 Научный семинар кафедры ПДСС МИСиС «Исследование влияния параметров технологи ческого процесса и характеристик оборудования на качество мелкосортного проката и катанки из легированных сталей»:

- Москва: МИСиС, 2007.

7 Научная конференция стипендиатов программы «Михаил Ломоносов 2007/2008»:

- Бонн, 2007.

8 Научный семинар кафедры ПДСС МИСиС «Исследование точности мелкосортного прока та на стане 340»:

- Москва: МИСиС, 2008.

9 Научный семинар кафедры ПДСС МИСиС «Влияние параметров технологического про цесса на точность круглого проката из легированных сталей»:

- Москва: МИСиС, 2008.

Публикации Основное содержание работы

опубликовано в 7 статьях.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, изложена на 171 странице маши нописного текста, 55 рисунков, 32 таблицы, 5 приложений, библиографический список из 72 на именований источников отечественных и зарубежных изданий.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ Во введении дано обоснование актуальности темы, отражена цель и научная новизна дис сертационной работы.

В первой главе рассматривается оценка точности сортового проката по геометрическим размерам поперечного сечения на соответствие фактических размеров получаемых профилей тре бованиям стандартов. Так, для горячекатаной круглой стали по ГОСТ 2590-88 установлены высо кая, повышенная и обычная точность. Разница в массе профиля, прокатанного на верхнем и ниж нем пределах поля допусков, для катанки диам. 6,5 мм составляет 28% для обычной точности, 20% - для повышенной и 9% - для высокой.

Вместе с тем, точность проката может быть оценена по соответствию фактических разме ров номинальному значению: чем меньше отклонения от номинального значения, тем выше точ ность (рис. 1).

Для характеристики точности геомет рических размеров проката ряд авторов при меняет так называемый «коэффициент ис В Б пользования допусков» (КД), показывающий А Количество случаев отношение величины отклонения размеров проката к полю допуска обычной точности.

По опубликованным данным, КД для различ ных проволочных станов составляет от 0,4 до 1,26, причём его значения по ширине профи ля существенно выше, чем по высоте.

Dномин Размер, мм Непосредственные измерения верти Рисунок 1 – К оценке точности геомет- кального и горизонтального размеров катанки рических размеров проката (А – высокая точ- по длине бунта по данным различных авторов ность;





Б – повышенная;

В – обычная;

Dномин – свидетельствуют о существенном их измене номинальный диаметр) нии как для одной полосы, так и в пределах партии проката, причём вертикальный размер во всех случаях более стабилен, чем горизонтальный. На изменения размеров оказывают влияние межклетевое натяжение, число одновременно прокатываемых полос (ниток), неравномерность температуры прокатки, износ валков и др. В то же время в литературных источниках практически отсутствуют данные по влиянию марочного сортамента легированных сталей на точность сорто вого проката.

Вместе с тем представляет значительный интерес аналитическое определение колебаний размеров сортовых профилей под воздействием различных факторов технологического процесса прокатки, а также характеристик оборудования. По литературным данным, имеются разработки, ставящие колебания размеров сортового проката по высоте (h1) и ширине (b1) в зависимость от колебаний параметров технологического процесса (xi):

h1, b1 = f (xi ), (1) где xi – параметры технологического процесса;

– знак конечных разностей, характери зующий колебание соответствующего параметра.

Подобный подход позволяет, с одной стороны, определять изменение геометрических раз меров профиля по высоте и ширине под воздействием колебаний параметров технологического процесса, а с другой стороны, прогнозировать точность прокатки при проектировании оборудова ния и технологических процессов сортопрокатного производства.

Подобная теоретическая модель была разработана на кафедре ПДСС МИСиС и по ряду па раметров нуждается в модернизации.

Во второй главе аргументирована и представлена теоретическая модель влияния колебаний параметров технологического процесса на точность получаемых профилей с учётом используемых в настоящее время более совершенных зависимостей ряда параметров процесса сортовой прокат ки.

Существо модели основывается на уравнении Головина-Симса, адаптированного к парамет рам сортовой прокатки (2), и ширины прокатываемой полосы (3):

P, h1 = hк + m (2) M b1 = b0 + b, (3) где h1 и b1 – высота и ширина полосы на выходе из очага деформации, hк – высота калибра, Р – усилие прокатки, М0 – модуль жесткости клети, m – количество одновременно прокатываемых полос, – коэффициент, учитывающий положение катающего калибра по длине бочки валка, b0 – ширина полосы на входе в очаг деформации, b – уширение.

Входящие в данные выражения усилие прокатки P и уширение b представляют собой мно гофункциональные зависимости, в общем виде выглядящие следующим образом:

P = P( h0, h1, b0, R, q0, q1, s, f, T, n), (4) b = b(h0, h1, b0, R, q0, q1, s, f, T, n), (5) где h0 – высота полосы на входе в очаг деформации, R – радиус валков, q0 и q1 – заднее и пе реднее натяжение, s – сопротивление металла пластической деформации, Т – температура поло сы, f – коэффициент трения, n – частота вращения валков.

Далее находятся полные дифференциалы уравнений (2) и (3) с учётом выражений (4) и (5). В полученные таким образом зависимости входят, в том числе, полные дифференциалы функций (4) и (5) в частных производных. Но поскольку дифференциалы представляют собой бесконечно ма лые величины, а в реальных технологических процессах прокатного производства имеют место конечные значения параметров, то используем в полученных выражениях известный переход от знака дифференциала d к знаку конечных разностей. Осуществляя последующие преобразова ния полученных выражений уже относительно h1 и b1 и вводя для упрощения вида зависимо стей некоторые обозначения, получаем основные уравнения изменения размеров прокатываемой полосы по высоте и ширине поперечного сечения в зависимости от колебаний технологических параметров:

h1 = H k hk + H h h0 + H b b0 + H R R + H q q0 + H q q1 + HT T + H n n, (6) 0 b1 = Bk hk + Bh h0 + Bb b0 + BR R + Bq q0 + Bq q1 + BT T + Bn n. (7) 0 Здесь Hk, Hh, Hb, HR, Hqo, Hq1, HT, Hn – технологические передаточные коэффициенты, харак теризующие влияние колебаний параметров технологического процесса на изменение высоты прокатываемой полосы, BBk, Bh, Bb, BR, Bqo, Bq1, BT, Bn - то же, на изменение ширины.

Технологические передаточные коэффициенты в конечном итоге представляют собой алгеб раические выражения, конкретный вид которых зависит от выбранных формул для определения параметров технологического процесса. После подстановки в выражения для технологических пе редаточных коэффициентов соответствующих значений технологических параметров они прини мают численные значения.

В рамках данной работы исследовалось влияние температурных условий прокатки, в т.ч. ко лебаний температуры, на изменение размеров поперечного сечения как по длине прокатываемой полосы, так и в пределах партии проката. Если принять допущение, что изменения размеров ис ходной полосы отсутствуют, т.е. h0 = b0 = 0, тогда основные уравнения будут иметь следующий вид:

h1 = H T T, (8) b1 = BT T. (9) Но при наличии перепада температуры по длине полосы Т уже в следующем после перво го проходе появятся отличные от нуля значения h0 и b0, определённые как соответственно b1 и h1 в предыдущем проходе с учётом кантовки на 900. Тогда в основные уравнения добавятся соот ветствующие составляющие на основе h0 и b0:

h1 = H h h0 + H b b0 + H T T, (10) b1 = Bh h0 + Bb b0 + BT T (11) В рамках данной задачи выражения для технологических передаточных коэффициентов имеют вид:

1 P ( b ) f 1 P P s 1 P ( b ) P Hb = ;

HT = + ;

Hh = + ;

A b1 A b1 f T s T A b1 h0 h 1 M 0 P ( b ) ( b ) P B = 1 M 0 P ;

(12) Bh = + ;

b A m h A m h1 h0 h1 h 1 M 0 P ( b ) f ( b ) P s BT = +.

A m h1 f T h1 s T Здесь A = M 0 P P (b ).

m h1 b1 h Модернизация рассматриваемой модели касается следующих частных производных, входя щих в выражения для технологических передаточных коэффициентов: (b), (b), (b), h0 h1 f n, n, Fконт, Fконт, s, s, n, F, f, s, в алгебраических выражениях b1 b1 T T h0 h0 h h1 h0 h которых использованы приводимые ниже более совершенные зависимости отдельных парамет ров, предложенные различными авторами:

n = 7,072 8, 444 + 2,808 2 + 0,22, (13) 0,36 0,23 0, 0,23 0, 0 bk h 1 h0, = 0,895 (14) k D b0 b 0,37 0,08 0, 0,33 0, 0 bk h 1 h0, = 0,87 (15) k D b0 b 0, 0, h, = bcp lпр 0 (16) Fконт 1 b c T.

s = 0U (10 ) b a (17) Здесь n - коэффициент напряженного состояния, - коэффициент вытяжки, - коэффици ент уширения (выражение (14) приведено для станов, прокатывающих рядовые марки стали, (15) для станов, прокатывающих легированные стали и сплавы, в том числе высоколегированные, хро моникелевые, коррозионно-стойкие и подшипниковые), Fконт - площадь контактной поверхности, bcp – средняя ширина полосы в очаге деформации, lпр – длина очага деформации, 0 и 1 – коэффи циенты формы полосы на входе в очаг деформации и на выходе из него, 0 – базовое сопротивле ние деформации, U – скорость деформации, – степень деформации;

a, b, c – термомеханические коэффициенты.

Одним из приложений данной модели является выражение для коэффициента выравнивания Кв, который определяется как отношение относительного изменения площади поперечного сече ния полосы на входе в клеть F0 к относительному изменению площади поперечного сечения на выходе из клети F1:

F F Kв =. (18) F F На основе положений данной модели выражение для коэффициента выравнивания имеет вид:

M 0 P P P + 1 0 m h1 b1 h Kв = (19) 1 M 0 P P P 1 + m h1 b1 h Здесь, помимо описанных выше параметров, 0=h0/b0 и 1=h1/b1 – соотношение осевых раз меров полосы на входе в очаг деформации и выходе из него соответственно.

Коэффициент выравнивания может быть использован и используется в данной работе как инструмент анализа калибровок валков с точки зрения точности прокатки: чем выше значения Кв при обязательном Кв1, тем в большей мере сглаживаются колебания размеров в данном проходе (калибре, клети). Очевидно, что при проектировании калибровок валков следует стремиться к уве личению значений Кв в последних проходах, где происходит окончательное формирование разме ров и геометрии профиля. При этом варьируемыми параметрами, как следует из выражения (19), являются,, 0/1, 0, 1.

В третьей главе приведены методика и результаты экспериментальных исследований точ ности круглого проката из легированных сталей в условиях мелкосортно-проволочного стана 320/250 Завода «Серп и Молот» и проволочного стана 260 завода «Красный Октябрь». Для срав нения даны результаты измерения размеров проката из стали Ст 3. Кроме того, осуществлён ана лиз показателей работы стана 350/250 завода «Электросталь», в т.ч. по качеству проката. Все ста ны полунепрерывные, имеющие в своём составе отдельно расположенные обжимные клети раз личной конструкции и проходные подогревательные печи. Станы 320/250 и 350/250 – однониточ ные, стан 260 – двухниточный. Схемы расположения оборудования станов приведены на рис. 2.

Рисунок 2 – Схемы расположения оборудования полунепрерывных прокатных станов (1 350/250, 2- 260, 3- 320/250) Фактические размеры по высоте и ширине профиля измерялись с определённым шагом по длине готового проката, смотанного в бунты. Результаты измерений свидетельствуют о том, что во всех случаях вертикальный размер существенно более стабилен, чем горизонтальный. Так, зна чения вертикального размера катанки диам. 6,5 мм из стали Х18Н10Т, прокатанной на стане 260, колеблются в пределах 6,5-6,7 мм, горизонтального – в пределах 6,3-6,6 мм без учета концов (ри сунок 3).

Общая тенденция изменения размеров по длине полосы сводится к следующему: 1) Моно тонное увеличение от начала к концу проката;

данное обстоятельство обусловлено перепадом температуры в сторону снижения, причём по вертикальному и горизонтальному размерам равно направленно, поскольку с понижением температуры увеличиваются как усилие прокатки, так и уширение. 2) Увеличение размеров по концам полосы, как правило, превышает плюсовое значение поля допусков;

по обоим размерам это наблюдается также равнонаправленно и обусловлено про каткой концов без натяжения.

7, 7, 7, 7, + 7, 7 Диаметр вертик.,  мм 6, Размер, мм 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, Диаметр гориз.,  мм 6, 5, 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 Номер измерения Рисунок 3 – Изменение размеров по длине проката стали Х18Н10Т диам. 6,5 мм, прокатан ного на стане 3) Скачкообразное изменение размеров в области средней части полосы при прокатке на стане 260, причиной чего является изменение числа одновременно прокатываемых полос в клети при прокатке в две нитки. 4) Увеличение вертикального и уменьшение горизонтального размеров от полосы к полосе в пределах партии проката, что является следствием выработки калибров;

при не своевременной подстройке рабочих клетей размеры в ряде случаев выходят за пределы поля до пусков. 5) Различное по величине изменение размеров по перечисленным выше показателям для разных марок стали. Чем выше сопротивление деформации и коэффициент трения прокатываемой стали, тем в большей степени проявляются изменения размеров. Основные показатели точности прокатки по станам приведены в табл. Таблица 1 – Точность круглого проката из сталей различных марок, прокатанных в условиях ста нов 260 и 320/ Стан 260 Стан 320/ Вертикальный Горизонтальный Вертикальный Горизонтальный размер размер размер размер Марка стали, размер Марка стали, раз- Отклоне Отклоне- Отклоне- Отклоне профиля мер профиля ния, мм КД ния, мм КД ния, мм КД ния, мм КД Ст 3, 6,5 мм ± 0,14 0,175 ± 0,24 0,3 Ст 3сп, 8мм ± 0,1 0,13 ± 0,1 0, 50ХФА, 6,5 мм ± 0,17 0,21 ± 0,26 0,32 А12, 7 мм ± 0,2 0,25 ± 0,2 0, Х18Н10Т, 6,5 мм ± 0,25 0,31 ± 0,38 0,48 ШХ15, 14 мм ± 0,2 0,25 ± 0,25 0, В работе осуществлён анализ качества катанки диам. 6,5 мм из сталей 12Х18Н10Т, 07Х25Н13, Р6М5, Р18, производимой на стане 350/250. Анализу была подвергнута структура бра кованного проката по таким показателям, как ус, закат, недокат, овальность. Помимо отклонений геометрических размеров, имеется проблема переполнения калибра, несоответствия формы попе речного сечения проката. В таблице 2 приведены данные по браку проката высоколегированных сталей диам. 6,5 мм за 2005 г.

Таблица 2 - Данные о количестве брака проката высоколегированных сталей диам. 6,5 мм на стане 350/250 в 2005 г.

Марка стали Объем проката, т Количество брака, % Виды брака 12Х18Н10Т недокаты, овальность, превышение поля допус 154,7 0, ков по размерам, ус, закат 07Х25Н13 115,4 0,96 ус, брак по недокатам Р6М5 брак по недокатам, овальность, превышение по 51,9 0, ля допусков по размерам Р18 брак по недокатам, овальность, превышение по 20,5 0, ля допусков по размерам Приведенные данные свидетельствуют о том, что основной объём бракованной продукции по видам брака связан с существенными отклонениями размеров поперечного сечения проката.

Очевидно предположить, что стабилизация размеров полосы на всех этапах процесса прокатки должна положительно сказаться на выходе годного проката.

Одним из факторов, в значительной мере влияющих на точность размеров, является темпе ратурный режим прокатки. Для всех трёх рассматриваемых прокатных станов характерным явля ется наличие в их конструкции проходных подогревательных печей перед непрерывными группа ми клетей, способствующих снижению перепада температуры по длине прокатываемой полосы и соответственно – снижению колебаний размеров по длине проката. Тем не менее, полностью ис ключить перепад температуры по длине раската перед задачей в непрерывные группы клетей не удаётся. Исследованиями установлено, что перепад температуры по длине раската перед первой клетью непрерывной группы на стане 260 в среднем составляет 40-70 0С, причем для стали Ст по среднестатистическим данным он равен 47 0С, а для стали 12Х18Н10Т - 570С. Такой перепад температуры, как было показано выше, сказывается на соответствующем изменении размеров проката по длине полосы.

Поскольку температура металла ока зывает непосредственное влияние на усилие прокатки и уширение и соответственно через Температура раската, С них - на изменения размеров полосы, то в 12Х18Н10Т рамках данной работы осуществлено экспе риментальное исследование распределения температуры по проходам при прокатке в не Ст прерывных группах клетей. На рис. 4 показа 234567 8 9 10 11 12 13 14 15 16 но изменение температуры по проходам при Номера клетей прокатке катанки диам. 8 мм из сталей Ст 3 и Рисунок 4 – Экспериментальные значе 12Х18Н10Т на стане 260. Общий характер ния температуры катанки диам. 6,5 мм в ус изменения температуры сводится к тому, что ловиях стана в черновой группе наблюдается снижение температуры по проходам преимущественно за счёт потерь тепла излучением и конвекцией, по следующая её стабилизация в промежуточных клетях и достаточно интенсивный рост к концу прокатки вследствие преобладания температурного разогрева за счёт работы пластической дефор мации.

В четвертой главе приведены материалы экспериментального исследования точности про катки горячекатаного круглого профиля из различных марок сталей в условиях опытно промышленного стана 340 Технического университета Фрайбергской горной академии.

Прокатка осуществлялась в двухвалковой реверсивной клети за 10 проходов в 8-ми калиб рах по 3 образца каждой марки стали при одной настройке клети. Маршрутная схема прокатки приведена на рисунке 5. Исходные заготовки кв. 45 мм из стали С45 (российский аналог Сталь 45), кв. 50 мм из стали 16MnCrS5 (18ХГ), круг 45 мм из стали 1.4301 (12Х18Н9) длиной 200…250 мм нагревались до температуры 11000С и прокатывались до конечного сечения диам. 12 мм. Затем осуществлялось измерение вертикального и горизонтального размеров по длине готового проката.

Результаты измерений сведены в табл. 3.

Рисунок 5 – Маршрутная схема прокатки на стане Таблица 3 – Экспериментальные значения размеров прокатанных полос Марка стали Размеры заготовки, мм Высота, мм Ширина, мм Отклонение высоты, % Отклонение ширины, % Кв. C45 11,7-11,97 11,96-12,02 2,2 0, Кв. 16MnCrS5 12,09-12,2 12,35-12,62 1 2, Кр. 1.4301 12,36-12,52 12,66-13,05 1,3 3, Значения базового сопротивления деформации составили: для стали С45 – 129,6 МПа;

для стали 16MnCrS5 -157,2 МПа;

для стали 1.4301 – 210,4 МПа.

Из приведенных данных видно, что с увеличением сопротивления деформации и коэффи циента трения прокатываемых сталей при одинаковых условиях деформации конечные размеры профиля увеличиваются, что свидетельствует о существенном влиянии вида стали на формирова ние конечных размеров проката.

На следующем этапе исследований было проведено три серии экспериментов для каждой из рассматриваемых сталей. Прокатка осуществлялась по приведенной маршрутной схеме (см.

рисунок 5).

В первой серии эксперимента образцы нагревались до температуры 11000C для каждого прохода, во второй серии – до температуры 10000C, в третьей серии – до температуры 9000C. По окончании прокатки осуществлялись измерения размеров по высоте и ширине профиля.

Полученные результаты свидетельствуют, что с уменьшением температуры высота сечения увеличивается, причем общее увеличение высоты составляет для стали С45 – 0,37 мм, для стали 16MnCrS5 0,13 мм;

для стали 1.4301 – 0,1 мм. Ширина полосы при этом уменьшается для стали С45 – на 0,32 мм для стали 16MnCrS5 на 0,17 мм;

для стали 1.4301 – 0,13 мм (рисунок 6). В дан ных закономерностях проявляются физико-механические свойства прокатываемых сталей. В ча стности, при более высоком значении сопротивления деформации стали (сталь 1.4301) её размеры менее подвержены колебаниям, чем у сталей с меньшими значениями сопротивления деформации.

13, 12, 1. 13, 12, 16MnCrS 12, 1. Размер, мм 12, Размер, мм 12, 12, 12, C 12, 16MnCrS 12,10 11, 11, 11, C 11, 11,50 11, 1100 1000 900 1100 1000 Температура, С Температура, С а б Рисунок 6 – Изменение ширины (а) и высоты (б) образца в зависимости от температуры про катки (показаны доверительные интервалы) Для анализа вклада различных факторов на изменение размеров использовали приведенную выше теоретическую модель влияния колебаний параметров технологического процесса на точ ность получаемых профилей. Результаты анализа свидетельствуют, что отклонения ширины и вы соты задаваемой полосы в каждом проходе, обусловленные изменением температуры, вызывают примерно по 10% отклонений ширины полосы после прохода;

на отклонения высоты получаемой полосы они влияют в меньшей степени (по 1 и 7 % соответственно). Наибольшее влияние (до 90%) на колебание конечных размеров оказывает отклонение температуры полосы.

По данной методике были рассчитаны отклонения геометрических размеров проката в каж дом проходе, обусловленные отклонением температуры прокатки, а также марочным сортаментом исследуемых марок (рисунок 7).

Как показывают расчеты, отклонения ширины полосы в несколько раз превосходят 0, отклонения высоты;

наименьшие отклонения b, 1. 0, размеров наблюдаются у стали С45, наи Отклоненияразмеров, мм b, 16MnCrS 0, большие – у стали 1.4301. Сталь 16MnCrS b, C 0, занимает промежуточное значение. Таким h, 1. образом, исследование показало, что откло 0, h, 16MnCrS нения ширины полосы превосходят отклоне 0, h, C ния высоты в 3-5 раз;

наибольшие отклоне 1100 1000 ния размеров показывает сталь 1.4301 (0,2 мм Начальная температура, С по высоте и 0,55 мм по ширине для Рисунок 7 – Влияние температуры и Т=1600С), наименьшие – С45 (0,06 мм по марочного сортамента на отклонения высоте и 0,3 мм по ширине для Т=1400С);

размеров полосы наибольшее влияние на отклонения размеров получаемого проката оказывают отклонения темпе ратурного режима (80%), существенно ниже – колебания ширины (7-12%) и высоты (1-9%) заго товки.

В пятой главе приводится методика и результаты теоретического исследования точности горячекатаного круглого проката из легированных сталей. Учитывая существенный вклад пара метров температурного режима прокатки легированных сталей на точность геометрических раз меров сортового проката, в настоящей работе на основании модернизированной теоретической модели, представленной выше, осуществлено исследование влияния данного фактора на измене ние геометрии поперечного сечения горячекатаного круглого проката из легированных сталей.

Основываясь на положениях теоретической модели, в ходе исследования использовались уравнения (8), (9) для первого прохода, в котором колебания размеров поперечного сечения ис ходной полосы h0 и b0 принимались равными нулю, и уравнения (10), (11), которыми учитывал ся наследственный фактор изменения размеров после каждого прохода в результате перепада тем пературы.

Был смоделирован процесс формирования колебаний размеров проката на всех этапах про цесса деформации вплоть до конечных размеров под воздействием различных модификаций тем пературных условий прокатки.

Для полунепрерывных станов 350/250, 320/250 и 260 при прокатке сталей Ст 3, Р6М5, 12Х18Н10Т диаметром 6,5 мм перепад температуры по длине раската перед первыми клетями не прерывных групп принимался равным 50 °С, температура начала прокатки для сталей Р6М5 и 12Х18Н10Т принималась равной 1140 °С, для стали Ст 3 – 1100 °С. Результаты расчётов приведе ны в таблице 4.

Таблица 4 – Расчетные значения отклонений геометрических размеров катанки диам. 6,5 мм раз личных марок стали для рассматриваемых станов Марка стали Стан 350/250 Стан 320/250 Стан h, мм h, мм h, мм b, мм b, мм b, мм Ст 3 0,003 0,058 0,001 0,029 0,004 0, Р6М5 0,005 0,070 0,002 0,044 0,008 0, 12Х18Н10Т 0,007 0,106 0,002 0,048 0,010 0, Приведенные данные свидетельствуют, что колебания вертикального размера более чем на порядок уступают колебаниям горизонтального. Наибольшая их величина как по вертикальному, так и по горизонтальному размерам приходится на сталь 12Х18Н10Т, наименьшая – на сталь Ст 3.

Данное обстоятельство объясняется физико-механическими свойствами данных сталей.

На основании уравнений (10) и (11) проанализирован вклад отдельных составляющих (h0, b0, T) в формирование величин h1, b1. Установлено, что наибольшее влияние оказывает темпе ратурная составляющая T (75-85 %).

Используемая теоретическая модель позволяет определять колебания размеров готового проката в зависимости от перепада температуры на входе в первую клеть непрерывных групп. Так, при прокатке катанки диам. 6,5 мм из сталей Р6М5 и 12Х18Н10Т на стане 350/250 отклонения размеров в зависимости от перепада температуры в соответствии с уравнениями (10) и (11) имеют линейный характер (рисунок 8), поскольку представляют собой суперпозицию линейных же урав нений (10) и (11), применяемых для каждой клети стана. Таким образом, представляется возмож ным однозначно прогнозировать изменение вертикального и горизонтального размеров круглого проката в зависимости от перепада температуры по длине полосы на входе в непрерывные группы клетей.

При прокатке в непрерывных группах клетей оказывается возможным при заданных пара метрах технологического процесса определять перепад температуры по длине полосы и, соответ ственно, изменение размеров готового проката в зависимости от температуры начала прокатки в первой клети непрерывных групп (рисунок 9).

0,4 0, Отклонения размеров, мм b, 12Х18Н10Т Отклонения размеров, мм 0, 0, 0, 0, b, 12Х18Н10Т 0, 0,25 b, Р6М 0, 0,2 b, Р6М 0, 0, h, 12Х18Н10Т 0, 0,1 h, 12Х18Н10Т h, Р6М 0, 0, 0, h, Р6М 0 25 50 75 900 950 1000 1050 1100 Температура начала прокатки, С Отклонение температуры, С Рисунок 9 – Влияние температуры начала Рисунок 8 – Влияние колебания тем- прокатки на величину отклонений геометриче пературного режима на величину отклоне- ских размеров катанки диам. 6,5 мм, получаемой ний геометрических размеров катанки ди- в условиях стана 350/ ам. 6,5 мм, получаемой в условиях стана 350/ Исследование влияния числа одновременно прокатываемых полос на величину отклонений размеров катанки в условиях стана 260 показало, что изменение горизонтального размера при прокатке круглого профиля диам. 6,5 мм из стали 12Х18Н10Т составляет 0,31 мм (КД=0,38 для обычной точности);

для стали Ст 3 – 0,15 мм (КД=0,2 для обычной точности), изменение верти кального - соответственно 0,008 и 0,004 мм.

Осуществлено исследование влияния температуры начала прокатки, использования проме жуточной подогревательной печи, скоростного режима на температурный режим прокатки в усло виях стана 320/250. Варьировалась температура начала прокатки (Тн) от 1000 до 1150 °С;

таким образом, диапазон температур составлял 150 °С. В процессе прокатки за счет явления саморегули рования температуры её диапазон изменяется в каждом проходе в сторону уменьшения. При вы соких температурах начала прокатки (1150 °С) к концу процесса наблюдается снижение темпера туры конца прокатки (1090 °С), тогда как при низких температурах начала прокатки (1000 °С) тем пература конца прокатки возрастает (1050 °С). Таким образом, имеется возможность изменением температуры начала прокатки обеспечивать необходимую температуру конца прокатки (рисунок 10).

начала прокатки С проходной печью, Тн=1150С Тн=1150 С 1130 Без проходной  Температура, °С Тн=1100 С печи, Тн=1150С Температура, С Тн=1050 С С проходной  1030 печью, Тн=1050С 1010 Без проходной  печи, Тн=1050С 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Номер прохода 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Рисунок 11 – Влияние проходной по Номер прохода догревательной печи на температурный ре Рисунок 10 - Распределение темпера жим при прокатке круга диам. 8 мм из стали туры по проходам при прокатке круга диам. ШХ мм стали ШХ15 при различных температурах Использование проходной подогревательной печи позволяет уменьшить перепад температу ры по длине полосы в процессе прокатки в непрерывных группах, а также обеспечивает более рав номерное распределение температуры с меньшим диапазоном ее изменения по клетям (рисунок 11). Использование печи позволяет уложиться в более узкий температурный диапазон и тем са мым получить более качественный прокат.

В связи с необходимостью получения температуры конца прокатки в заданном температур ном диапазоне от 1000 до 1050 °С наряду с температурой начала прокатки варьировалась ско рость прокатки в первой клети непрерывных групп. При увеличении значения скорости прокатки во второй клети стана наблюдается более интенсивный рост температуры к концу прокатки. Сле довательно, регулируя скорость прокатки в первой клети черновой группы, можно добиться опти мального значения температуры конца прокатки. На рисунке 12 представлены результаты иссле дования влияния скорости прокатки на распределение температуры по проходам при прокатке круга диам. 11 мм из стали ШХ15.

V=0,5м/с V=0,3м/с Температура, С V=0,2м/с V=0,1 м/с 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Номер прохода Рисунок 12 – Влияние скорости прокатки на распределение температуры по проходам при прокатке круглого профиля диам. 11 мм из стали ШХ В шестой главе приводятся практические рекомендации по повышению точности прокатки легированных сталей на мелкосортных и проволочных станах и результаты внедрения деформа ционного режима на стане 350/250. Проведенные исследования свидетельствуют, что на основа нии уравнений (1), (6) и (7) теоретической модели сведение к нулевым значениям колебаний па xi раметров технологического процесса обеспечивает отклонения размеров готового проката по высоте и ширине профиля h1, b1 также равными нулю. Если обратиться к рисунку 1, то таким образом достигается попадание в математическое ожидание размеров профиля и тем самым полу чаются заданные размеры. Однако в реальной практике прокатного производства стабилизировать параметры технологического процесса весьма проблематично, поскольку одновременно и непре рывно происходит колебание всех параметров, оказывающих влияние на изменение размеров профиля. В связи с этим можно определить направления достижения искомых результатов, кото рые при прокатке широкого марочного сортамента легированных сталей сводятся к следующему:

hk – достигается увеличением модуля жёсткости рабочих кле 1) стабилизация высоты калибра тей, уменьшением длины бочки прокатных валков, снижением числа одновременно прокатывае мых полос в клети (числа ниток);

2) стабилизация размеров исходной заготовки или раската на входе в очаг деформации h0, b0 – формируются на предшествующих этапах пластической де формации и будут иметь минимальные значения также при минимизации колебаний параметров xi в предыдущих проходах;

3) сведение к минимуму изменения ра технологического процесса диуса прокатных валков R, которое происходит в основном за счёт износа калибров (хотя экс центриситетом валков при их изготовлении или нарезании калибров пренебрегать неправомерно);

данное обстоятельство может быть сведено к минимуму за счёт использования износостойких валковых материалов – таких, например, как твёрдые сплавы на основе карбида вольфрама с до бавлением кобальтового порошка;

4) исключение влияния на геометрию проката отрицательного qo q воздействия межклетевого натяжения и – может быть достигнуто петлерегулированием проката в межклетевых промежутках или внедрением процесса бесконечной прокатки;

5) стабили зация температурного режима прокатки – достигается совершенствованием конструкции методи ческих нагревательных печей, установкой проходных подогревательных устройств для полуне прерывных прокатных станов, внедрением устройств регулируемого охлаждения проката в техно логическом потоке деформации, управлением скоростным режимом процесса прокатки;

6) исклю чением неуправляемых колебаний параметров скоростного режима прокатки – достигается авто матическим регулированием частоты вращения главных двигателей рабочих клетей;

7) внедрени ем систем автоматического регулирования размерами проката.

Основываясь на положениях теоретической модели и, в частности, на выражении для ко эффициента выравнивания (19), осуществлён анализ калибровки валков стана 350/250 с целью её усовершенствования для повышения качества проката. Проведенный анализ показал, что по ха рактеристикам оборудования стана имеется резерв интенсификации режима деформации при про изводстве легированных сталей, исходя из чего возможно сокращения числа проходов с перерас пределением коэффициента вытяжки между ними. Учитывая выражения для коэффициента вы равнивания, наибольшие значения коэффициента вытяжки были предложены для клетей проме жуточных групп с понижением их величин к последним проходам. Кроме того, в соответствии с выражением (19) варьировались параметры 0/1, 0, 1. В результате разработана и внедрена усо вершенствованная калибровка валков стана 350/250 для производства катанки диам. 6,5 мм (таб лица 5). За счет перераспределения вытяжек в клетях непрерывных групп удалось достигнуть лучшего заполнения калибров, а также снизить себестоимость за счет исключения из технологиче ского процесса операций прокатки в клетях № 25 и 26.

Таблица 5 – Усовершенствованный режим деформации для производства катанки диам. 6,5 мм на стане 350/ Существующий режим деформации Усовершенствованный режим деформации Номер Форма сече- Ширина, Коэф. Вы- Коэф. Вы Группа клетей клети ния Высота, мм мм тяжки Высота, мм Ширина, мм тяжки 2 овал 43,0 83 1,36 45,3 100,7 1, 3 р. овал 59,0 45 1,32 68,4 57,0 1, 4 овал 30,0 68,8 1,32 31,9 91,1 1, 5 р. овал 50,0 36 1,21 54,3 44,1 1, Клети 530, 6 овал 25,0 50 1,33 26,0 65,0 1, черновая 1 группа 7 круг 32,0 30 1,25 37,9 31,6 1, 11 овал 14,0 42 1,41 18,0 51,5 1, 12 р. овал 27,9 22 1,33 30,5 24,0 1, 13 овал 12,2 38 1,28 13,4 37,2 1, 14 р. овал 20,8 16,5 1,21 21,5 17,9 1, 15 овал 9,1 27 1,25 10,0 26,9 1, 16 р. овал 17,0 12,8 1,15 16,6 13,3 1, Клети 420, 17 овал 7,3 22,2 1,35 7,3 21,4 1, среднесортная группа 18 р. овал 13,3 10 1,21 13,0 10,0 1, 19 овал 6,3 18 1,32 5,7 16,3 1, 20 р. овал 11,4 8,5 1,12 9,7 7,8 1, Клети 320, 21 овал 5,0 14 1,27 4,8 13,4 1, среднесортная группа 22 р. овал 9,4 7 1,18 7,3 7,3 1, 23 овал 3,6 10 1,22 4,2 12,4 1, 24 круг 6,8 6,8 1,16 6,5 6,5 1, Клети 260, 25 овал 4,0 9,5 1,12 - - мелкосортная группа 26 круг 6,5 6,5 1,11 - - Внедрение усовершенствованной калибровки валков за 6 месяцев 2006 г в сравнении с ба зовым периодом 2005 г (см. таблицу 2) позволило повысить следующие показатели работы стана по качеству проката. 1) Увеличение доли проката, производимого по повышенной точности (ГОСТ 2590-88), с 0 до 18,72%. 2) Уменьшение брака готового проката на наиболее трудоемком марочном сортаменте (таблица 6). 3) Сокращение простоев стана за счет уменьшения времени, за Форма калибра – ребровой овал трачиваемого на его настройку и обслуживание, на 23,3 часа. 4) Уменьшение парка чугунных вал ков (СШХН-50) диам. 260 мм для горизонтальных клетей на 4 шт. и для вертикальных клетей на шт. 5) Снижение расхода электроэнергии на 164000 квт час.

Общий экономический эффект от внедрения усовершенствованной калибровки составил 2,087 млн. руб. (подтверждено актом внедрения).

Таблица 6 - Данные о количестве брака при производстве проката легированных сталей диам. 6, мм после внедрения усовершенствованного режима деформации Марка стали Объем проката, т Количество брака, % Виды брака 12Х18Н10Т 480 0,07 брак по недокатам 07Х25Н13 450 0,07 расслоение Р6М5 170 0,08 брак по недокатам Р18 80 0,08 брак по недокатам, размер Выводы 1 Осуществлён выбор направления теоретических исследований влияния параметров техно логического процесса прокатки горячекатаной круглой стали на точность геометрических разме ров поперечного сечения металла из легированных сталей и сплавов, заключающийся в установ лении зависимостей изменения геометрических размеров проката по высоте и ширине профиля от колебаний параметров технологического процесса;

осуществлена модернизация принятой теоре тической модели на основе современных достижений теории и технологии прокатного производ ства.

2 На основании экспериментальных исследований изменения геометрических размеров круглого проката из легированных сталей и сплавов под воздействием параметров технологиче ского процесса в условиях промышленных мелкосортных и проволочных станов 350/250, 320/250, 260 установлен характер изменения размеров по длине готового проката: 1) Монотонное их уве личение от начала к концу проката, обусловленное перепадом температуры. 2) Значительное уве личение размеров по концам полосы вследствие межклетевого натяжения. 3) Скачкообразное из менение размеров в области средней части полосы в результате изменения числа одновременно прокатываемых полос в клети при прокатке в две нитки. 4) Увеличение вертикального и уменьше ние горизонтального размеров от полосы к полосе в пределах партии проката вследствие выработ ки калибров. 5) Различное по величине изменение размеров для разных марок стали: чем выше со противление деформации и коэффициент трения прокатываемой стали, тем в большей степени проявляются изменения размеров. 6) В целом вертикальный размер изменяется в меньшей степе ни, чем горизонтальный.

3 Осуществлено экспериментальное исследование распределения температуры по проходам в непрерывных группах клетей. Показано, что в черновой группе наблюдается снижение темпера туры, последующая её стабилизация в промежуточных клетях и достаточно интенсивный рост к концу прокатки, что обусловлено перераспределением вклада составляющих теплового баланса в процессе деформации.

4 На основании исследования влияния температурных условий прокатки на геометрические размеры круглого проката из различных марок стали в условиях опытно-промышленного стана 340 Технического университета Фрайбергской горной академии показано: 1) С увеличением со противления деформации и коэффициента трения прокатываемых сталей при одинаковых услови ях деформации конечные размеры профиля увеличиваются. 2) С уменьшением температуры вы сота сечения увеличивается, а ширина – уменьшается, причём при более высоком значении сопро тивления деформации стали её размеры менее подвержены колебаниям, чем у сталей с меньшими значениями сопротивления деформации. 3) При изменении температуры прокатываемой полосы колебания конечных размеров проката на 90 % обусловлены данным фактором, тогда как наслед ственные изменения размеров на входе в очаг деформации вызывают 1 – 7 % изменения высоты проката и около 10 % изменения ширины на выходе из очага деформации.

5 На основании теоретического исследования влияния параметров технологического про цесса на отклонения размеров круглого проката из легированных сталей и сплавов показано: 1) Колебания вертикального размера примерно на порядок меньше колебаний размеров по верти кального. Для различных сталей наибольшие колебания как по вертикальному, так и по горизон тальному размерам приходятся на легированные стали с более высоким содержанием легирующих элементов. 2) Зависимости колебания размеров готового проката от перепада температуры на вхо де в первую клеть непрерывных групп полунепрерывных станов имеют линейный характер, что позволяет однозначно прогнозировать изменение размеров круглого проката как функцию данно го фактора. 3) При прокатке в непрерывных группах клетей перепад температуры по длине полосы и, соответственно, изменение размеров готового проката однозначно зависят от температуры на чала прокатки в первой клети непрерывных групп. 4) Варьирование скорости начала прокатки в непрерывных группах клетей позволяет добиваться оптимального значения температуры конца прокатки для получения минимальных колебаний размеров по длине проката.

6 В работе представлены рекомендации по совершенствованию технологического процесса прокатки круглой горячекатаной стали с целью повышения точности проката, которые, в частно сти, сводятся к следующему: 1) Стабилизация параметров технологического процесса и характе ристик оборудования в процессе прокатки. 2) Внедрение систем автоматического регулирования размерами сортового проката. 3) Разработана и внедрена усовершенствованная калибровка валков для производства катанки диам. 6,5 мм, которая позволила повысить качество проката с опреде лённым экономическим эффектом.

7 Результаты работы рекомендованы к использованию в учебном процессе МИСиС по на правлению 150100 «Металлургия» бакалавриата и магистратуры и специальностям 150106 «Обра ботка металлов давлением» и 150201 «Машины и технология обработки металлов давлением».

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1 Блохин А. А. Влияние развеса слитка на степень карбидной неоднородности и глубину обезуглероженного слоя в прокате специальных сталей // Металлургия ХХI века. Труды 1-ой меж дународной конференции молодых специалистов. - М.: ВНИИМЕТМАШ. - 2005.

2 Чередников В. А., Блохин А. А. Исследование влияния температурного режима процесса прокатки на размеры прокатываемой полосы на стане 350/250 // Современные достижения теории и технологии пластической обработки металлов. Труды международной научно-технической кон ференции. – С-Пб.: СПбГТУ. - 2005.

3 Чередников В. А., Сидорина Т. Н., Блохин А. А. Температурный режим прокатки легиро ванных сталей на стане 350/250 и его влияние на структуру, механические свойства и геометриче ские размеры готового проката // Металлургия ХХI века. Труды 2-ой международной конферен ции молодых специалистов. - М.: ВНИИМЕТМАШ. - 2006.

4 Чередников В.А., Сидорина Т.Н., Блохин А.А. Влияние температурного режима прокатки на стане 350/250 на свойства легированных сталей // Сталь. – 2006. – №9.

5 Чередников В. А., Блохин А. А. Влияние колебаний параметров технологического процес са на отклонения геометрических размеров катанки в условиях мелкосортных и проволочных ста нов (350/250, 320/250, 260) // Металлургия ХХI века. Труды 3-ой международной конференции молодых специалистов. - М.: ВНИИМЕТМАШ. - 2007.

6 Чередников В. А., Блохин А. А. Влияние колебаний параметров технологического процес са на отклонения геометрических размеров катанки в условиях мелкосортных и проволочных ста нов // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия». – 2007. – №11.

7 Чередников В. А., Кавалла Р., Блохин А. А. Исследование точности мелкосортного прока та на стане 340 // Известия Высших учебных заведений. Черная Металлургия. – 2008. – №7.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.