Совершенствование технологии холодной прокатки и термообработки автолистовой стали с использованием математического моделирования

• Автор: Авцынов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Ре кристаллизационный отжиг в кол паковых печах и

его влияние на механические свойства проката

1.2. Влияние намотки полосы в рулон на стане холодной прокатки и отжига в колпаковой печи на формирование дефектов слипания

1.3. Постановка задач исследования

2. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ХОЛОДНОКАТАНЫХ СТАЛЕЙ ПОСЛЕ ОТЖИГА

В КОЛПАКОВЫХ ПЕЧАХ И ДРЕССИРОВКИ

2.1. Методика проведения экспериментальных исследований

2.2. Разработка моделей расчета характеристик механических свойств отожженной листовой стали по химическому составу, структурным и технологическим параметрам
2.3. Влияние степени обжатия при дрессировке на предел текучести стали марки
2.4. Разработка программного обеспечения для комплекса математических моделей фазовых и структурных превращений и прогноза механических свойств раскисленных алюминием низкоуглеродистых сталей
2.5. Выводы по главе 2
3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В РУЛОНЕ ПРИ НАМОТКЕ НА ПЯТИКЛЕТЕВОМ СТАНЕ И ВО ВРЕМЯ ОТЖИГА
В КОЛПАКОВОЙ ПЕЧИ
3.1. Моделирование модуля упругости рулона в радиальном направлении от межвиткового давления и температуры
3.2. Математическое моделирование напряжений в рулоне при намотке
на стане и отжиге в колпаковой печи
3.3. Модель температурного поля рулона при отжиге
в колпаковой печи
3.4. Разработка режима намотки полос на стане для снижения межвитковых термических напряжений
3.5. Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА РЕЖИМОВ ТЕРМООБРАБОТКИ ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ МАРКИ Ю И ИХ ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННАЯ ПРОВЕРКА
4.1. Разработка режимов термообработки холоднокатаной стали марки , обеспечивающих получение заданного уровня качества
4.2. Опытнопромышленная проверка разработанных режимов
4.2.1. Опытнопромышленная проверка разработанных режимов на объеме 0 т проката
4.2.2. Опытнопромышленная проверка разработанных режимов на объеме т проката
4.3. Экспериментальная оценка стабильности свойств по длине рулонов и высоте садки
4.4. Оценка экономии энергоресурсов при применении новых режимов отжига
4.5. Выводы по главе 4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


В Японии разработан способ получения холоднокатаной полосовой стали для глубокой вытяжки. Сталь, содержащую в 0,0, С 0,i 0,0 Р 0,0 0,0, Мп 0,,5 раств. А1, остальное железо и неизбежные примеси, подвергают травлению, холодной прокатке и отжигу в колпаковых печах в атмосфере восстановительного газа с концентрацией Н2 со скоростью нагрева Сч при температуре С. Полученная в результате указанной термообработке холоднокатаная сталь имеет размер зерна феррита или выше и глубокую вытяжку, требующая достаточно высокую прочность и пластичность . Азотоводородныс печи конструкции Стальпроект не могут обеспечить высокую скорость нагрева при 0 0С. Трехступенчатый отжиг с выдержками при 0 0С, 0 0С, 0 0С приводит к значительному снижению твердости холоднокатаного листа из низкоуглеродистой стали . После проверки трехступенчатого режима с выдержками при 0 0С, 0 0С, 0 0С позволило установить, что такой режим может обеспечить наряду с выходом листа категорий ВОСВ и ОСВ ,5 снижение отсортировки листа по дефекту излом на ,0 . В практике ведущих фирм производителей автолистовой стали широко применяется высокопроизводительный одноступенчатый режим рекристаллизационного отжига холоднокатаного проката с прямым нагревом до субкритического интервала 0 0С, который обеспечивает высокий уровень механических свойств. После отжига в колпаковых печах рулоны охлаждаются на стенде ускоренного охлаждения до температуры С, что занимает часов. В работе предложили линию для охлаждения полосы после отжига состоящую из разматывателя, четырех водоохлаждаемых роликов, дрессировочного стана и моталки. Время охлаждения полосы толщиной мм от 0С до С составляет 0,2 с, а полосы менее 1 мм 0, с. Получение требуемых механических свойств часто становятся главенствующим при выборе времени выдержки при температуре рекристаллизации, для достижения необходимой температуры в отстающей точке рулона, расположенной на расстояния от внутреннего диаметра до внешнего по середине ширины полосы. Поэтому необходимо прогнозирование механических свойств отжигаемых полос для управления режимом рскристаллизационного отжига с целью получения продукции заданного качества. Производители и потребители листового проката прежде всего контролируют химический состав, механические свойства, микроструктуру, качество поверхности и точность размеров полосы. Способность к глубокой вытяжке является одним из главных требований у низкоуглеродистых сталей при производстве автолиста. На не оказывают влияние предел текучести, относительное удлинение и текстура готового проката . Основные требования по химическому составу низкоуглеродистых сталей для холодной штамповки приведены в табл. Такие примеси как сера и
фосфор в сталях для глубокой вытяжки увеличивают прочность и долю бракованных изделий особенно фосфор при его содержании 0, ,. Сталь должна содержать марганца в раз больше, чем серу , для связи серы в пластичные соединения. Азот является основным элементом, вызывающим деформационное старение ,, поэтому сталь раскисляют алюминием для образования нитридов алюминия. Таблица 1. Для получения листа категории весьма особой сложной вытяжки ВОСВ в работе предлагается при выплавке автолистовой стали поддерживать следующие зависимости содержания компонентов Мп 0,0,1, Э С 0,0,0,5 Мп, где Б содержание серы в стали, 0, 0,5, Мп, С содержание марганца и углерода в стали соответственно, . Отечественная и зарубежная практика заводов показывает, что полосы для глубокой вытяжки при штамповке сложных изделий должны иметь предел текучести ат0 МПа, предел прочности ав МПа, относительное удлинение и тврдость НВ, равную единицам дрессированное состояние ,,,. Требования ГОСТ на механические свойства и глубину сферической лунки при испытании на выдавливание для тонколистового холоднокатаного проката из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки приведены в табл. Прокат подразделяется по способности к вытяжке на пять категорий ВОСВТ весьма особо сложная вытяжка ВОСВ весьма особо сложная вытяжка ОСВ особо сложная вытяжка СВ сложная вытяжка ВГ весьма глубокая вытяжка .