Технология производства холоднокатаного проката низкоуглеродистой стали марки 08пс типоразмера 1,0*1400мм в условиях ЛПП ОАО НЛМК

        16. Технологическая смазка.

        Свойства технологической смазки (свойства, температура  разложения и др.) определяют показатели качества поверхности  полосы, величину суммарного и частных обжатий, уровень энергосиловых  параметров процесса прокатки. С повышением эффективности смазки, т.е. с понижением коэффициента трения, возможно использование больших суммарных и частных обжатий при относительно невысоком уровне энергосиловых параметров. Температура  разложения  технологической  смазки определяет скорость прокатки [3]. Вследствие чего рекомендованный режим прокатки на станах холодной прокатки 45 м/с в данный момент времени не достигнут [1].

         Смазка при холодной прокатке снижает коэффициент трения между валками и прокатываемой полосой, благодаря чему уменьшается фактическое сопротивление деформации металла и усилие прокатки. При этом уменьшаются упругие деформации валков и деталей стана, и следовательно, обеспечиваются большие обжатия. Смазка при холодной прокатке снижает также расход энергии, уменьшает износ валков и повышает качество поверхности листовой стали. Влияние смазки тем эффективнее, чем тоньше прокатываемая полоса, больше обжатие и наклеп металла [5].

         Смазка образует разделяющий слой между валками и прокатываемой полосой, охлаждает валки и устраняет налипание на них металла. Чем выше эффективность смазки, тем надежнее разделение поверхностей скольжения Эффективность смазки обеспечивается наличием поверхностно активных веществ, способных адсорбироваться на поверхности скольжения с образованием прочных смазочных пленок. Смазка должна хорошо прилипать к валкам, обеспечивая равномерную пленку между валками и прокатываемой полосой, и во время во время прокатки не должна выдавливаться из очага деформации. Смазка должна легко удаляться с поверхности листовой стали, чтобы при термической обработке на поверхности проката не оставались трудно удаляемые сажистые осадки [5].     

        17.Состояние поверхности рабочих валков.

        Состояние поверхности рабочих  валков (шероховатость)  определяется требованиями, предъявляемыми к качеству готовой полосы и условиями обработки на последующих  переделах  (отжиг, дрессировка, цинкование, покраска, резка). Кроме того, данный фактор влияет на энергосиловые параметры прокатки, распределение частных обжатий по  клетям и устойчивость полосы в линии стана.

18. Шероховатость  полосы.

       Шероховатость полосы регламентируется  соответствующими ГОСТами  и техническими условиями, а также условиями её обработки  на  последующих переделах. Требуемую шероховатость полосы получают  выбором уровня шероховатости рабочих валков, с учётом коэффициента отпечатываемости, зависящего от режима обжатий и количества  прокатанного металла [3].

19. Точность  и качество поверхности подката.

        Показатели качества подката  оказывают существенное влияние  на характер распределения частных  обжатий. Для  уменьшения  продольной разнотолщинности применяют меньшие частные обжатия в первой  клети. Устранению  поверхностных  дефектов подката, наоборот, способствует применение более высоких частных обжатий и насечённых валков в первой клетях.

20. Загрязненность  полосы.

        Одним из распространенных дефектов  холоднокатаных полос  является загрязненность их  поверхности, проявляющаяся  в  виде  пригара эмульсии и грязевых пятен, либо в виде сажистого налёта после  отжига. Загрязнение поверхности полосы снижается по мере роста  скорости прокатки в последней клети стана и шероховатости поверхности полосы приводит к пропорциональному увеличению механических  и жировых загрязнений  на  полосе. Повышение  концентрации  эмульсии приводит к увеличению жировых и уменьшению механических загрязнений  поверхности  металла. Увеличение  механических  примесей в эмульсии приводит к росту жировых и механических загрязнений полосы [3].

21. Плоскостность  полосы.

В литературе и  на  практике  распространено  мнение, что,  прокатка планшетной полосы достигается при соблюдении постоянства  вытяжек по ширине. Это справедливо  при условии, что подкат (полоса) на выходе в очаг деформации  имеет  нулевую  неплоскостность. В действительности, подкат и полоса в промежутках стана всегда имеет  определенную неплоскостность. В связи с этим необходимым условием  получения планшетных полос из неровного  подката  является  условие постоянства скоростей выхода металла из валков по ширине [3].

22. Выравнивающая  способность стана.

        Распределение частных обжатий   влияет  на  выравнивающую   способность отдельной клети и стана в  целом [4]. При  применении высокоточных валков (отсутствие биения) максимальная  выравнивающая способность стана достигается, когда назначают  малые  частные относительные  обжатия  в  первой  и  последующих  клетях. В  случаях, когда биение валков  значительно, для  получения  минимальной продольной разнотолщинности целесообразно использовать  режимы  с увеличением обжатий от первой клети к последней.

23. Условия  работы систем регулирования.

        Холодная деформация приводит  к наклёпу, дроблению и вытягиванию  зерен феррита вдоль направления прокатки. При суммарном  обжатии более 0,5 структуры становится строчечной и  границы  зерен почти исчезают [2]. Таким образом, суммарное обжатие  при  холодной прокатке влияет  на  текстуру  деформированного  металла, скорость диффузионных процессов, температуру рекристаллизации при отжиге и определяет уровень механических  свойств  готового  проката, а также толщину исходного подката.  Анализ выбора толщины подката на разных станах холодной  прокатки показал, что полосы толщиной 0,4 мм на четырехклетевых станах можно прокатать из подката 1,8 мм. а пяти-клетевых – из подката 2,0 мм, при этом суммарная  степень  деформации (e*) составляет соответственно 0,78 и 0,80. Полосы толщиной 0,5 и 0,6 мм на всех четырехклетевых  станах  прокатывают из подката 2,0 мм (e*=0,75...0,70), а на пяти-клетевых станах эти полосы получают из подката толщиной соответственно 2,0 мм (e*=0,75) и 2,0...2,4  мм (e*=0,70...0,75).  Следует отметить, что при выборе суммарного  обжатия, а  следовательно и толщины  подката,  на  каждом  заводе, помимо  требуемого уровня свойств готового холоднокатаного подката, учитывают  необходимость обеспечения максимальной производительности непрерывного широкополосного стана горячей прокатки и  особенностей  производства. При этом  основным  ограничением  при  выборе  толщины  подката, в большинстве случаев, служит мощность  приводных  двигателей  стана холодной прокатки [2].

         Отжиг стали.

         Отжиг углеродистой стали, после  холодной прокатки, является окончательной термической обработкой, поэтому его проводят в защитной атмосфере, предохраняющей поверхность полосы от окисления.

         Отжиг осуществляется в колпаковых  печах и в агрегатах непрерывного отжига с вертикальным (башенного типа) расположением печи. Преимуществом непрерывного отжига является стабильность механических свойств по всей длине полосы, отсутствие слипания витков рулона, а также некоторое уменьшение неплоскостности полосы [5].  

        Основное отличие технологии  обработки холоднокатаных полос  в колпаковых печах (КП) от технологии обработки в линии АНО заключается в том, что полосы при отжиге КП намотаны в рулоны и неплоскостность может проявиться только в “скрытой” форме. Специфика обработки рулонов в колпаковых печах определяет характер задач, возникающий в этой технологической линии. Многочисленные разработки в области исследования и оптимизации режимов отжига практически решили проблему получения готового проката с заданными механическими свойствами и структурой. Но при этом не решена окончательно задача получения проката с высоким качеством поверхности и плоскостностью, что часто приводит к необходимости переназначения ответственного металла на обработку в линию АНО и, как следствие этого, к перегрузке агрегата [7].

         В проходных печах отсутствует тепловая инерционность, характерная для колпаковых печей, поэтому в проходных печах, особенно при их глубоком секционировании, возможно, реализовать весьма сложные и разнообразные температурно-скоростные графики термообработки. Вследствие этого в настоящее время для получения полос, предназначенных для глубокой и особо глубокой вытяжки, широко применяют агрегаты непрерывного отжига (АНО) [1].

         Отжиг плотно смотанных или  распушенных рулонов осуществляемый в колпаковых одностопных печах происходит в защитной атмосфере при 680 – 710⁰С. Процесс рекристаллизации заканчивается тем быстрее, чем выше степень предшествующей холодной деформации. Технология включает три основных режима: нагрев около 30 ч, выдержку  10 – 20ч,

охлаждение  продолжительное.

         Нагрев и выдержка тем больше, чем больше сечение рулона  и выше требуемая категория  вытяжки обрабатываемой полосы. С целью повышения механических свойств иногда предусматриваются две выдержки: первая при температуре металла 500 – 550 ⁰С, вторая при температуре отжига, т. е. 680 – 710 ⁰С.

         Продолжительность в колпаковых  печах существенно увеличивается  из-за чрезвычайно низкой скорости  охлаждения садки после нагрева.  Для сокращения длительности  периода охлаждения применяются специальные колпаки ускоренного охлаждения, надеваемые вместо нагревательного на муфель, а также интенсивная циркуляция охлаждаемого защитного газа.

         Значительное повышение производительности  отжигательных колпаковых печей достигается за счет распушивания рулонов перед отжигом. Распушивание осуществляется специальным агрегатом, установленным в термическом отделении. При отжиге распушенных рулонов улучшаются механические свойства и условия газового легирования металла. Нагреваются распушенные рулоны быстрее, чем плотные, при минимальной неравномерности температур по сечению рулона. Садка распушенных рулонов массой 12 т нагревается за 3 ч, выдерживается 4 ч, охлаждается за 5 ч до 180 ⁰С [1].

        Преимущества проходных печей  перед колпаковыми следующие:

 –   процесс непрерывный и, следовательно,  более технологичный;

• большая компактность АНО, площадь, занимаемая им, составляет 35% от площади, занимаемой колпаковыми печами той же производительности;
• ниже (примерно на 30%) капитальные затраты;
• выше выход годного за счет уменьшения концевой обрезки;
• имеется возможность варьирования свойств получаемой продукции;
• большая пригодность для автоматизации;
• уменьшение численности рабочего персонала [1];
• необходимость использования дрессировочного стана после отжига в колпаковых печах увеличивает расходный коэффициент металла при переделе его в цехе холодной прокатки. 

         Следующая операция отделки холоднокатаных  рулонов углеродистой стали –  дрессировка, которая заключается  в холодной прокатке металла с обжатиями в пределах 0,5 – 3,0 %.

         Дрессировка предназначена для предотвращения появления линий сдвига при штамповке. Эти линии бывают на столько выражены, что даже после покраски и эмалирования они остаются заметными [5].

         Чтобы предотвратить появление линий скольжения необходимо наклепать тонкие поверхностные слои полосы. Дрессированный металл при испытаниях на растяжение не имеет на кривой растяжения “площадки” и  “зуба” текучести. Кроме того, дрессировка несколько снижает относительное удлинение и предел текучести, повышает твердость полосы [1].

          Потери металла от коррозии  чрезвычайно велики и составляют 5 – 6 млн. т. в год. Поэтому  естественной является тенденция  защиты поверхности металла нанесением антикоррозионных покрытий. В цехе холодной прокатки углеродистых сталей со станом 2030 предусмотрено отделение покрытий, состоящее из агрегатов горячего цинкования полос и нанесения полимерных покрытий [1].

         С разработкой быстросохнущих красок возможно нанесение красок напылением или красящим валиком и быстрая сушка их в потоке при значительной скорости движения полосы. Применяются линии двойного и тройного покрытия, что позволяет наносить разноцветный рисунок. Весьма важной проблемой является нанесение слоя краски равномерной толщины, без воздушных пузырьков. Для решения этой задачи применяются дозировочные валки, обеспечивается медленное вращение валка, подающего лак. Постоянная подача лака в ванну со дна отстойника, т. е. лака, освобожденного от пузырьков воздуха [1].

         Операция отделки тонколистовой  углеродистой стали, осуществляется в агрегатах продольной и поперечной резки рулонов. Готовой продукцией листопрокатного производства являются мерные листы, упакованные в пачки, и рулоны.

        Технологическая схема производства  стали в ЛПП, рис.4. 

        Необходимым условием получения  планшетных полос из  неровного  подката является условие постоянства  скоростей выхода  металла из  валков по ширине:

V1j= Vвj (1+Sj)=const,                                 (1)

где  Vвj – окружная скорость J-того элемента валка;