Холодная прокатка листов, полос и лент (стр. 4 из 5)

Холодная прокатка полос всегда ведется с натяжением. Оно создается принудительно между всеми клетями за счет некоторого рассогласования чисел оборотов валков (по сравнению со свободной прокаткой). В последней клети непрерывного стана переднее натяжение создается действием моталки. На реверсивных станах моталки создают переднее и заднее натяжение.

Положительная роль натяжения заключается, во-первых, в том, что снижается давление металла на валки, и, во-вторых, обеспечивается получение более ровных полос. Однако применение слишком высоких натяжений опасно из-за возникновения разрывов полос при прокатке.

Следующий основной технологической операцией после прокатки - является отжиг, который необходим для устранения наклепа, полученного при холодной деформации, и восстановления пластических свойств металла. Температура нагрева металла (низкоуглеродистой стали) 650-720 ºС. С точки зрения структурных превращений отжиг является рекристаллизационным.

Отжиг осуществляется в колпаковых печах в рулонах (иногда в пачках) или в непрерывных агрегатах с протяжными печами. Наиболее широко распространены одностопные колпаковые печи. Схема такой печи показана в Приложении 2, рис 2.

На неподвижном стенде 1 устанавливается стопа из 3- 5 рулонов 2, которая накрывается муфелем З, изготовленным из жаропрочной стали. Внизу муфель герметизируется песочным затвором 4. Нагрев рулонов осуществляется с помощью переносного колпака 5, в нижней части которого по периметру расположены горелки 6. Колпак футерован легковесным огнеупорным кирпичом. Топливом для горелок, служит природный или коксовый газ, или смесь этих газов с доменным. Продукты сгорания омывают муфель З, нагревают его и через дымовые окна 7 отсасываются эжектором 8. Перед нагревом подмуфельное пространство, где расположены рулоны, заполняется защитным (нейтральным) газом, в качестве которого используется азото-водородная смесь (95- 97 % азота и 3- 5 % водорода). Защитный газ предотвращает окисление поверхности металла при нагреве. Отжиг в защитной атмосфере имеет особое название - светлый отжиг.

С целью выравнивания температуры металла по высоте стопы ускорения процесса нагрева вентилятором 10 осуществляется принудительная циркуляция защитного газа в подмуфельном пространстве. Для прохождения газа между рулонами устанавливаются конвекторные (ребристые) прокладки 11.

Ранее дрессировку проводили на сухих валках. Ныне доказано, лучшие результаты дает дрессировка с технологической смазкой. Изменение смазки (эмульсии) позволяет несколько снизить давление на валки и, самое главное, способствует удалению загрязнений с поверхности полос.

Иногда дрессировка является последней технологической операцией в цехе холодной прокатки. После дрессировки часть рулонов может отгружаться потребителям в неразделанном виде, но большая часть их поступает на разделочные агрегаты для поперечной и дольной резки на листы и более узкие полосы по заказам.

5. Дефекты холоднокатаных листов, меры по их предотвращению

В зависимости от назначения холоднокатаной стали, к ней предъявляют различные требования, в том числе требование соответствующей отделки ее поверхности. Эти требования оговорены соответствующими стандартами и техническими условиями. В ряде случаев характеристика поверхности листов устанавливается эталонами, согласованными между поставщиком и заказчиком. Высокое качество поверхности холоднокатаного металла во многом предопределяется состоянием поверхности подката.

Виды дефектов холоднокатаных листов и полос очень многочисленны. Некоторые из них специфичны, т.е. относятся только к какому-либо конкретному виду продукции. Например, при производстве листов с покрытиями большое место в отбраковке занимают дефекты покрытий. Отдельные виды продукции имеют классификаторы дефектов, включающие 30-40 и более наименований. Ниже рассмотрены только самые типичные виды дефектов, причем многие из них свойственны как холоднокатаным, так и горячекатаным листам.

1. Несоблюдение точности размеров и формы листов и полос.

Поскольку холоднокатаные листы в основной массе значительно тоньше, чем горячекатаные, на первый план выходят такие дефекты, как поперечная и продольная различная толщина листа, волнистость, коробоватость. Предупреждение их достигается оптимальной профилировкой валков, применением противоизгиба, введением автоматического управления процессом прокатки.

2. Нарушение целостности металла.

Основной причиной возникновения дефектов такого рода (дыры, трещины, рваная кромка, плены, расслоения и др.) является плохое качество металла исходной горячекатаной заготовки. Вместе с тем некоторые дефекты типа нарушения целостности могут возникать в результате неправильного осуществления процесса прокатки. При задаче в валки коробоватых полос, когда имеется тенденция к образованию продольной складки, в зоне деформации одна часть полосы смещается относительно другой части. На поверхности металла проступают светлые линии, расположенные под некоторым углом к направлению прокатки. Такой дефект называется порезом (или «елкой», если линии располагаются симметрично в продольном направлении). Причиной возникновения этого нередкого дефекта является неудачно подобранная профилировка валков, неравномерное распределение обжатия по ширине полосы.

3. Дефекты поверхности листов и полос относятся к числу наиболее распространенных. Они возникают на разных переделах. При травлении горячекатаных полос возможны недотрав и перетрав. В первом случае на поверхности полосы остаются темные полосы или пятна нестравленной окалины; во втором - поверхность металла получается грубо шероховатой, разъеденной кислотным раствором. Появление этих дефектов требует изменения режима травления. В процессе прокатки на поверхности полос иногда образуются углубления (надавы) или выступы (бугорки). Отпечатки в виде надавов разных форм и размеров обычно появляются вследствие наваривания частиц металла на поверхность валков. В этом случае необходима зачистка поверхности валков, например наждачной шкуркой или абразивным бруском. Бугорки образуются при наличии на поверхности валков вмятин или раковин (от выкрошивания). Валки с грубыми дефектами поверхности должны быть заменены.

Распространенным видом повреждения холоднокатаных листов и полос является вкатанная металлическая крошка. Дефект возникает в результате попадания кусочков металла на поверхность прокатываемой полосы. Часто кусочки металла отрываются с кромок полосы, когда на кромках имеются трещины или заусенцы.

При соприкосновении металла с острыми краями проводковой арматуры, при транспортировке и других операциях на поверхности полос образуются риски и царапины. Эти дефекты также могут возникать в результате относительного смещения витков полосы в рулоне при его намотке, размотке и перемещении. Некоторые виды поверхностных дефектов образуются при отжиге холоднокатаного металла. Так, при наличии на поверхности металла после прокатки значительных остатков технологической смазки (эмульсии) возможно появление при отжиге темных пятен и разводов, располагающихся в основном вблизи кромок полос или листов. Этот дефект часто называют пригаром эмульсии. Для его предотвращения следует избегать применения слишком концентрированных эмульсий и в максимальной степени удалять остатки смазки с поверхности полос после прокатки, что достигается сдуванием или другими метолами.

4. Отклонения по структуре и физико-механическим свойствам металла зависят главным образом от выполнения предписанных режимов термической обработки. Вместе с тем следует иметь в виду большое влияние режимов деформации, которые должны быть выбраны с учетом конечных свойств металла.

6. Технико-экономические показатели производства холоднокатаных листов и полос

Производительность станов холодной прокатки зависит от сортамента прокатываемых полос, скорости прокатки, массы рулонов и количества сварных швов в них, длительности простоев стана и других факторов. Большое влияние на производительность оказывает степень автоматизации станов.

Практически возможная часовая производительность определяется по общей формуле. Под величиной G в данном случае следует понимать массу рулона. Коэффициент использования стана Ки составляет 0,85-0,90. Такт прокатки Т можно представить как сумму машинного времени Tм и времени пауз Тп. При определении машинного времени Тм необходимо учитывать изменение скорости на протяжении прокатки рулона. Как отмечалось ранее, на непрерывных станах скорость снижается в период заправки полосы и выдачи заднего конца, а также при прохождении сварных швов. Например, при прокатке на непрерывном стане двойных рулонов в соответствии с диаграммой (циклограммой) на рис. 182 машинное время будет Тм = Т1 + Т2 + Т3 + Т4+ Т5 + Т6 + Т7 + Т8. Время паузы Тп = Т9.

При прокатке на реверсивных станах часовая производительность определяется по формуле:

где Тм - сумма машинного времени во всех проходах; Тв - сумма времени вспомогательных операций; Тп - сумма времени пауз между проходами.

Ниже приведены практические данные по часовой производительности основных типов станов при холодной прокатке углеродистых конструкционных сталей и жести:

Тип стана Производительность, т/ч

Непрерывный, 4-или 5-клетевой....……………..........150-500