В ПОМОЩЬ

СТУДЕНТАМ, АСПИРАНТАМ И СОИСКАТЕЛЯМ
по специальности "Обработка Металлов Давлением"

Феноменологические законы формоизменения

Условие постоянства объема - объем металла в процессе пластической деформации остается постоянный.

HBL = hbl или gbm = 1.

Закон наименьшего сопротивления: В случае возможности перемещения точки тела в различных направлениях, каждая точка перемещается в направлении наименьшего сопротивления. Наименьшие затраты энергии будут на пути кратчайшей нормали к ближайшей свободной поверхности.

Коэффициент вытяжки

Коэффициент уширения (по А Ф. Головину)

Зависимость А.П. Чекмарева

Зависимость И.Я. Тарновского

Правило наименьшего периметра: Любая форма поперечного сечения тела при осадке при наличии контактного трения стремится принять форму, имеющую при данной площади наименьший периметр (не для прокатки).

Условие геометрического подобия: Если трение на контакте осаживаемого тела отсутствует, то сечение параллельное контактной поверхности будет увеличивать свою площадь, но оставаться подобным первоначальному сечению (не для прокатки).

Вопрос 3. Горячая листовая прокатка - сортамент, оборудование, технология, перспективы развития.

Горячая прокатка листовой продукции производится в основном (90%) на станах двух типов: толстолистовых и широкополосных.

Толстолистовые станы служат для прокатки только толстых листов, а широкополосные - для прокатки и тонких, и толстых полос.

Толстые листы обычно производятся толщиной 4-150 мм, а иногда 300 мм и более. Ширина листов от 1000 до 5100 мм, длина в зависимости от массы слитков и толщины листов - от 8 до 50 м. Кроме того, прокатывают двух- и многослойные листы, например из углеродистой и коррозионностойкой стали. Потребители: судостроение, химическое, транспортное и энергетическое машиностроение, производители труб больших диаметров.

По числу рабочих клетей толстолистовые станы делятся на одноклетевые и двухклетевые.

Применяются клети с разным количеством валков: двухвалковые (дуо), трехвалковые (трио Лаута), четырехвалковые (кварто) и универсальные (с горизонтальными и вертикальными валками). Клети дуо, кварто и универсальные почти всегда бывают реверсивные.

Из одноклетевых станов кварто являются самыми современными и технически оснащенными станами, предназначенные для прокатки особо широких и толстых листов.

Большое распространение получили двухклетевые станы с последовательным расположением черновой и чистовой клети. Более производительны, чем одноклетевые, на них получают более качественный прокат, т.к. грубая печная окалина удаляется в черновой клети.

Технологический процесс производства толстых листов включает следующие основные операции: зачистку поверхности слябов или слитков, нагрев металла, горячую прокатку, правку, охлаждение, резку, зачистку поверхностных дефектов на листах. Часто включается термическая обработка (40-50%), проводимая после резки (нормализация, отжиг, закалка, отпуск).

Одним из вариантов термообработки можно считать контролируемую прокатку - на завершающей стадии прокатка ведется при низких температурах с относительно высокими обжатиями.

Прокатка ведется с разбивкой ширины заготовки. Сначала 2 - 4 продольных пропуска для выравнивания толщины и получения формы листа - протяжка. Затем кантуют раскат на 90° в горизонтальной плоскости и прокатка ведется в поперечном направлении до получения необходимой ширины листа - разбивка ширины. И, наконец, скантовав еще раз на 90° катают до выхода на конечную толщину. На станах трио Лаута операция разбивки ширины выполняется методом прокатки на угол.

Вторым методом прокатки является поперечная прокатка с предварительной протяжкой - сначала выполняются продольные пропуски пока длина раската не станет равной ширине готового листа, затем кантуют на 90° и последующая прокатка ведется в поперечном направлении.

Совершенствование производства толстолистового проката преследует ряд целей, общих для прокатной отрасли: снижение расходного коэффициента металла, повышение качества продукции, рост производительности агрегатов. Основные тенденции:

1. В качестве исходного материала все более широко используются непрерывнолитые слябы, и масса их растет.
2. Актуальной задачей является повышение точности прокатки.
3. Производство характеризуется низким выходом годного.
4. Повышение износостойкости валков.
5. Применение термообработки (контролируемой прокатки).
6. Комплексная автоматизация станов.

Широкополосные станы делятся на три типа:

1. Непрерывные - в основном состоят из 10-15 основных клетей, расположенных последовательно и разделенных на черновую и чистовую группу. В черновую группу входят 4-7 клетей, большая часть из них - четырехвалковые универсальные, но применяются также и двухвалковые клети. В каждой клети осуществляется только один пропуск. Чистовая группа состоит из 6-8 клетей кварто. В эту группу поступают уже достаточно длинные полосы, и прокатка здесь ведется непрерывным способом.
2. Полунепрерывные - отличаются от непрерывных тем, что вместо нескольких клетей в черновой группе они имеют одну или две реверсивные клети, где осуществляется с необходимое число черновых проходов.
3. Станы с печными моталками - являются наиболее компактными по сравнению с другими широкополосными станами. Они состоят всего из одной или двух реверсивных клетей. Если стан двухклетевой, то первая клеть - черновая, дуо или кварто, универсальная. Основной является вторая клеть (кварто), оборудованная барабанными моталками, находящимися в печах. Такое устройство стана позволяет вести прокатку при почти постоянной температуре металла.

За рубежом некоторое распространение получили планетарные станы, предназначенные для прокатки как узких, так и широких (до 1300 мм) полос. Большим преимуществом этих станов является возможность осуществлять очень интенсивную деформацию за один пропуск. В мировой практике все более широко применяются литейно-прокатные агрегаты. Бывают двух типов:

1. Обжатие осуществляется след за кристаллизацией в том же инструменте.
2. Раздельное осуществление кристаллизации и прокатки.

Сортамент широкополосных станов:

На непрерывных широкополосных станах выпускаются полосы толщиной 1-16 мм (редко до 25 мм), шириной до 2350 мм.

На полунепрерывных станах прокатывают полосы толщиной 1,2 - 12 мм, шириной до 2500 мм и листы толщиной 6 - 60 мм, шириной до 3200 мм.

На реверсивных станах с печными моталками прокатывают полосы толщиной 1 - 8 мм, шириной до 1800 мм.

Технологический процесс производства включает следующие основные операции: нагрев металла, горячую прокатку. Возможно травление, резка или отгрузка в цеха холодной прокатки или другим потребителям.

В целом дальнейшее развитие технологии широкополосной прокатки будет направлено на совершенствование непрерывных и полунепрерывных станов. Основные тенденции:

1. Тесная увязка с работой МНЛЗ.
2. Повышения обжимающей способности стана при производстве полос толщиной 1-2 мм из тяжелых слябов.
3. Ввод комплексов литейно-прокатных агрегатов, в связи с отливкой на МНЛЗ тонких слябов поступающих сразу в чистовые клети.
4. Снижение энергозатрат на станах - применение транзитной прокатки, когда слябы с МНЛЗ поступают на стан минуя нагрев или горячего всада в нагревательные печи. Теплозащитные экраны, "Сoilbox" - смотка после черновой группы и последующую размотку при задаче в чистовые клети.
5. Более компактное расположение клетей.
6. Ведется постепенное сортаментное специализирование.
7. Ведение контролируемой прокатки.
8. Использование АСУ ТП.

Наверх