Листопрокатний виробництво (довідник)

Точність прокатки характеризується поздовжньої і поперечної різнотовщинності смуги, а також виконанням допусків.

Поздовжня разнотолщинность викликається коливаннями температури по довжині смуги при прокатці, рязнотолщінностью підкату, зміною швидкості прокатки і режиму натягу смуги між клітями безперервної групи сталі, биттям опорних валків, викликаним їх ексцентриситетом, хімічної і механічної неоднорідністю металу по довжині смуги, тепловим розширенням і зносом валків. Поздовжня разнотолщинность не справляється в процесі, холодної прокатки і несприятливо позначається па якості готового холоднокатаного листа.

Вплив зміни температури під час гарячої прокатки па разнотолщинность смуги проявляється через зміну опору металу деформації і зусилля прокатки. Причому чим нижче температура, тим вище ці параметри і більше разнотолщинность смуги. Коливання температури під час гарячої прокатки залежить від зміни температури в нагрівальної печі, що визначається зміною калорійності палива, температури дуття і тиску в печі, від відстані між піччю і першої чорнової кліттю, від затримок слябів на рольганге і від часу перебування слябів в печі, що визначається темпом прокатки .

Вплив різнотовщинності підкату особливо відчувається на крайках смуги, що пояснюється різною величиною бічних напливів на слябах. Падіння, температури сляба в місцях зіткнення його е глісажні трубами викликає поздовжнє разнотолщинность вже в першій кліті чорнової групи. В результаті підкат, що надходить в безперервну групу клітей, вже має коливання товщини смуги по довжині.

Коливання товщини смуги при прокатці визначаються зміною швидкості деформації, причому з підвищенням швидкості деформації опір металу деформації зростає.

На сучасних широкосмугових станах гарячої прокатки застосовують одночасне, прискорення всіх клітей безперервного групи після, захоплення переднього кінця смуги моталкой або дещо раніше. У цьому випадку на зміну зазору між валками і, отже, на поздовжню разнотолщинность діють наступні фактори: умови тертя в осередку деформації, швидкість деформації, зміна товщини масляної плівки в підшипниках рідинного тертя, зміна зусилля прокатки і т. Д.

Биття валків викликає циклічні зміни товщини смуги по довжині. При цьому зі збільшенням обтиснення зусилля прокатки зростає, а зазор, викликаний пружиною кліті, збільшується тим більше, чим менше жорсткість кліті. Фактична зміна товщини смуги через биття валків становить 0,05-0,06 мм (в окремих випадках - 0,08- 0,10 мм) тисяча сто один].

На сучасних листових станах з високою жорсткістю клітей при прокатці з прискоренням биття валків є однією з основних причин коливання товщини смуги. Системи автоматичного регулювання не встигають усунути разнотолщинность цього типу, тому необхідна висока точність підготовки і шліфування валків, що забезпечує відсутність, биття.

З метою підвищення продуктивності станів гарячої і холодної прокатки в останні роки масу слябів підвищили до 40 Мг (т). Великі злитки, що є вихідними для отримання слябів великої маси, відрізняються значною неоднорідністю хімічного складу але перетину і висоті внаслідок сегрегації елементів при затвердінні рідкої сталі. Ця неоднорідність зберігається в слябах, особливо в головних, і поширюється на велику довжину смуги. Для усунення хімічної неоднорідності застосовують хімічне закупорювання стали.

Теплове розширення і знос валків - повільно мінливі фактори, які можуть вплинути на поздовжню разнотолщинность в межах партії металу, але не впливають на разнотолщинность по довжині однієї смуги.

Зменшення поздовжньої різнотовщинності досягають застосуванням систем автоматичного регулювання товщини смуги при прокатці з прискоренням в чистовий групі і підвищенням жорсткості кліті. За інших рівних умов найменша поздовжня разнотолщинность забезпечується правильним розподілом натяжений між клітями безперервної групи.

Для усунення поздовжньої різнотовщинності вкрай важливо підвищити жорсткість валків. Визначальним елементом в жорсткості кліті є валкова система, на частку якої припадає половина загальної деформації. З рис. 74 видно, що при збільшенні діаметра бочки і шийки опорних валків, жорсткість кліті збільшується. Оптимальним є положення, при якому діаметр шийки опорного валка становить 0,8 діаметра його бочки. Збільшення діаметра робочих валків також призводить до збільшення жорсткості кліті.

Поперечна разнотолщинность залежить від розподілу витяжки по ширині, яка в свою чергу обумовлюється пружною деформацією валків

Поперечна разнотолщинность залежить від розподілу витяжки по ширині, яка в свою чергу обумовлюється пружною деформацією валковой системи і характером розподілу температури по довжині бочки валка.

При прокатці на безперервних широкосмугових станах па формування поперечного профілю і форми смуги впливає профіль активних утворюють робочих валків, пружна деформація валків і інші фактори.

Розміри і форма прокопує смуги залежать в першу чергу від профілю валків. Якщо знехтувати пружними деформаціями прокочується смуги та нерівномірністю стиснення валків, можна стверджувати, що профіль валка передається прокочується смузі.

В результаті зносу робочих і опорних валків умови контакту між валками швидко змінюються, отже, змінюються пружні деформації валків і вплив їх на профіль смуги. Знос робочих валків безпосередньо сколюється на поперечному профілі смуги, знос робочих і опорних валків в зоні міжвалкового контакту впливає на профіль смуги через зміну деформації самих валків.

Зменшити поперечну разнотолщинность можна підвищенням жорсткості клітей і застосуванням систем гідромеханічного регулювання профілю смуги. Можливі дна способу підвищення жорсткості. Перший спосіб - збільшення діаметра опорних валків (до 1525 мм), перетинів стійок станини, і застосування підшипників рідинного тертя. При цьому способі жорсткість кліті досягає 5-7 МН / мм (500-700 тс / мм).

Другий спосіб -створення четирехвалкових клітей нових конструкцій і попереднє напруження клітей. На деяких станах знаходять застосування бесстанінние кліті, в яких подушки опорних валків стягнуті регулюючими гвинтами, що сприймають зусилля прокатки. Цими ж гвинтами встановлюють зазор між валками. Жорсткість бесстанінной кліті складає близько 6,4 Мн / мм (640 тс / мм), а маса обладнання приблизно в два рази менше, ніж у звичайної кліті, призначеної для прокатки листа того ж сортаменту. Недолік такої кліті - збільшення часу на перевалку в порівнянні зі звичайними клетями.

У ВНИИМЕТМАШ розроблений спосіб напруги звичайної четирехвалковую кліті шляхом установки між подушками опорних валків досить потужних гідроциліндрів. Після завдання смуги в валки обсяг рідини, що знаходиться в гідроциліндрах, відключається від живильної системи, і кліть перетворюється в напружену. Таким шляхом жорсткість кліті без збільшення її маси можна підвищити приблизно на 30%.

Не менш ефективно попереднє напруження кліті за допомогою установки клинових пристроїв між подушками опорних валків, які переміщуються гідроциліндрами, вмонтованими в подушки опорних валків.

Суттєвого зниження поперечної різнотовщинності і отримання високої площинності листів досягають впровадженням систем регулювання профілю валків методом протівоізгіба. При цьому між подушками робочих і

При холодної прокатки, причини, що викликають коливання товщини але довжині, можуть бути наступні: коливання товщини, пов'язані безпосередньо з прокаткою (швидкість, натяг і т. Д.); коливання товщини, що викликаються неточністю розмірів вихідного металу (коливання товщини, твердості, структури по довжині смуги підкату і т. п.); коливання товщини, що залежать від стану валків (профіль, температура, ексцентриситет, знос і т. п.).

На станах холодної прокатки ведуть прокатку зі змінною швидкістю, що пов'язано з необхідністю зниження швидкості на початку і кінці прокатки рулону і при прокатці зварних швів, причому при великій масі рулону зниження і підвищення швидкості відбувається кілька разів па протягом прокатки одного рулону. Такий режим прокатки пов'язаний зі зміною товщини смуги, оскільки численними дослідженнями доведено, що при збільшенні швидкості прокатки товщина смуги зменшується і навпаки. Це явище пов'язане з коефіцієнтом тертя при прокатці і товщиною масляної плівки в підшипниках рідинного тертя.

З підвищенням швидкості прокатки коефіцієнт тертя знижується, що спричиняє за собою зменшення зусилля прокатки, пружною деформації кліті і зазору між валками і збільшення обтиску. З рис. 76 видно, що натяг смуги спочатку зростає, а в другій половині розгону табору різко падає.

Зміна товщини смуги відбувається також внаслідок зменшення зазору між валками при Спливання шийок опорних валків в підшипниках рідинного тертя.

За інших рівних умов найменшу подовжню разнотолщинность холоднокатаної смуги па ділянці заднього кінця рулону і в районі зварного шва отримують при збільшенні швидкості прокатки на цих ділянках, яке можливе за умови створення оптимального натягу смуги перед валками за допомогою потужних роликових проводок.