Малоотходная прокатка слябов в универсальных клетях

• Автор: Дылюк, Александр Георгиевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 63 с. : ил.; 20х15 см

Актуальность проблемы. Расход металла с концевой обрезью при прокатке листовой стали составляет до 25% и более для обжимных и толстолистовых и до 7-8% для тонколистовых станов горячей прокатки. Однако, сокращение потерь металла при горячей прокатке листовой стали в значительной мере сдерживается отсутствием полного теоретического анализа процессов, происходящих в нестационарных стадиях прокатки высоких полос в системе "гориэонтальные-вертикальные валки". Аналогичные проблемы имеют место при деформировании крупных слитков и заготовок в других процессах обработки металлов давлением (ОМД).
Разработка и внедрение оптимальных режимов и способов прокатки, основанных на новых, неизвестных ранее закономерностях процессов плоской и объемной деформаций металла в нестационарных стадиях, с учетом неравномерности обжатия и распределения температуры в объеме раската, подпора и натяжения, позволяет существенно сократить технологические потери металла е концевой обреэыо на станах, имеющих в своем составе клети с вертикальными валками,т.е. слябингах, толстолистовых, тонколистовых и других станах горячей прокатки. В связи с этим разработка теоретических основ нестационарной неизотермической прокатки высоких полос и металлосберегающих технологических процессов горячей прокатки в стационарных и нестационарных сталях является важной научно-технической проблемой, имеющей экономическое значение. Работа выполнялась по координационным планам 1979-90г.г. бывшего Минчермета СССР и в соответствии с заданием по разделу 01 Всесоюзной межвузовской научно-технической программы "Металл".
. Цель и задачи работы. Выявление закономерностей термовязко-Тдастического течения при нестационарной прокатке и других процессах ОМД, разработка оптимальных технологических режимов и способов прокатки на основе теоретических и экспериментальных исследований, беспечивающих существенное сокращение технологических потерь металла, обусловленных концевой обрез ью и ухудшением качества металла при горячей прокатке листовой стали в универсальных клетях.
В диссертации обобщен комплекс результатов зкспериментально-а исследования и численного решения нестационарных задач объемного и плоского термовязкопластических течений при прокатке высоких

полос, представляющий собой новый подход, обеспечивающий существенное уменьшение потерь металла в процессах его производства, на базе которого разработан ряд технических и технологических решений, обеспечивающих ускорение научно-технического прогресса в прокатном производстве.
Для решения данной проблемы были сформулированы следующие научно-технические задачи:
- установить общие закономерности формоизменения металла в нестационарных стадиях с использованием экспериментальных исследований и численных методов (метода конечных элементов);
- установить основные закономерности, определяющие напряженно-деформированное состояние и разрушение при прокатке полос с неоднородным полем температур в системе "гориэонтальные-вертикаль-ные валки”;
- разработать на базе установленных закономерностей модели, позволяющие усовершенствовать технологические режимы прокатки в универсальных клетях;
- установить основные закономерности влияния нестабильности формы и случайных колебаний размеров слитков и заготовок на потери металла с технологической обрезью;
- разработать технические решения, составляющие основу метаа-лосберегащей технологий прокатки широкого сортамента слябов на станах с горизонтальными и вертикальными валками;
- создать на основе разработанных моделей алгоритмы и методики проектирования оптимальных режимов и сортамента листовых станов горячей прокатки и внедрить режимы и способы прокатки в промышленность.
Научная новизна. Разработана обобщенная теория нестационарного формоизменения металла е учетом неоднородного поля температур при прокатке листовых слитков и слябов в универсальных клетях, обеспечивающая необходимые предпосылки для создания металлосберегающей технологии, дающая возможность с необходимой точностью получить количественную информацию о кинематике течения металла и вероятности разрушения, позволяющая получать результаты, непредсказуемые в рамках известных решений. Впервые установлены кинематические закономерности нестационарного термовязкопластического течения стали и моделирующих металлов при прокатке листовых слитков и слябов в универсальных клетях прокатных станов.

ет, что большие обжатия горизонтальными валками нужно давать в первых проходах, когда /$в сравнительно велико.
Исследование распределения степени использования ресурса пластичности при выходе металла из валков показало, что на половине ширины полосы имеются два максимума, один из которых располагается ближе к кромке (в местах максимальной степени деформации), а другой в местах действия дополнительных растягивающих напряжений, вызванных неравномерным обжатием по ширине полосы. В зависимости от сочетания параметров положение
указанных максимумов изменяется, и в некоторых случаях они сливаются. Обычно эти места расположены на расстоянии от краев листа, не превышающем 1/3 ширины полосы. Полученные результаты исследований позволили разработать общие принципы управления напряженно-деформированным состоянием прокатываемых слябов с точки зрения уменьшения вероятности нарушения сплошности.
5. Экспериментальные исследования нестационарного формоизменения при прокатке слябов
На слябинге 1150 Карагандинского металлургического комбината проведены исследования температурных режимов нагрева и прокатки слитков с целью определения их влияния на температурное поле и формоизменение концевых участков слябов, а также разработки технологических мероприятий, обеспечивающих сокращение концевой обрези. Исследования проводились на слитках массой от 16,5 до 22,5 т для условий горячего и холодного посада / 10,12,26,28,35,36,43 /.
После резки переднего и заднего концов с использованием системы фотометрических датчиков и осциллографа записывали распределение температуры для нескольких сечений реза на различном расстоянии друг от друга по длине сляба. Концевую обрезь фотографировали на транспортере.
Полученные данные позволили построить объемное поле температур для концов слябов.
В результате измерений были получены разные типы распределений температуры по сечению раскатов. Абсолютные значения температур в характерных точках плоскости среза для одного сляба отличаются на 50-150°С и для слябов одного типоразмера до 200°С.
В результате анализа данных по измерению температурных полей на слябах установлено значимое влияние на вид температурного поля и величину скорости изменения температуры вдоль координат сечения