Дрессировка жести

Дрессировка является завершающей технологической операцией прокатного передела, формирующей комплекс качественных показателей жести, таких как механические свойства, профиль и форма полос, микрогеометрия поверхности.

Дрессировка жести

На практике формирование необходимого комплекса свойств жести обеспечивается путем оптимизации режимов отжига в колпаковых печах или на АНО и выбором рациональных режимов дрессировки. В настоящее время возможности активного воздействия на механические свойства путем изменения режимов отжига в колпаковых печах ограничены из-за большой массы рулонов (до 30 т). В этих условиях важное значение приобретает максимальное использование возможностей управления свойствами жести на основе оптимизации обжатий при дрессировке.

Обычно дрессировку жести производят на двухклетевых непрерывных станах двух типов: четырехвалковые-четырехвалковые и четырехвалковые- двухвалковые. Второго типа дрессировочные станы широкого распространения не получили. Двухклетевые станы перед одноклетевыми имеют то преимущество, что позволяют создавать регламентируемое межклетевое натяжение, а также получать более качественную поверхность благодаря малому обжатию во второй клети и применению в ней валков большего диаметра. Обычно в первой клети применяют рабочие валки диаметром 400-500 мм, а во второй — 500-600 мм.

На рис. 140 показана схема расположения основного оборудования двух- клетевого дрессировочного стана 1200, разработанного и изготовленного «Урал- машем».

Стан предназначен для дрессировки холоднокатаных отожженных полос толщиной 0,18-0,6, шириной 500-1050 мм. Рабочие клети имеют сменные комплекты рабочих валков: в 1-ю клеть могут быть установлены валки диаметром 400 500 мм, во 2-ю — диаметром 500-600 мм.

Применение рабочих валков разных диаметров позволяет производить максимальное обжатие в 1 -й клети и меньшее — во 2-й, благодаря чему достигается качественная поверхность и требуемая твердость жести после дрессировки. Привод рабочих валков индивидуальный, от двигателей постоянного тока через промежуточные соединения и шпиндели зубчатого типа. Мощность приводов 6840 кВт.

Диаметр опорных валков 1400 мм, длина бочки опорных и рабочих валков 1200 мм. Масса рулона 18 т, скорость дрессировки до 30 м/с.

Длительная эксплуатация стана показала правильность выбора его конструкции и надежность оборудования.

Аналогичная схема расположения основного оборудования была принята «Уралмашем» и для двухклетевого дрессировочного стана для цеха жести Карагандинского металлургического комбината.

Техническая характеристика дрессировочного стана 1400

Размеры обрабатываемых полос, мм:

толщина……………………………………….. 0,16-0,60

ширина………………………………………… 700-1250

Максимальная масса рулона, т………………. 30

Суммарное относительное обжатие, %…… <5

Диаметр бочки рабочих валков, мм:

клети 1……………………………………………. 420

клети 2……………………………………………. 600

Диаметр опорных валков, мм:……………… 1400

Длина бочки валков, мм………………………. 1400

Максимальная сила прокатки, МН…………. 20

Максимальная скорость дрессировки, м/с 40

Максимальное натяжение, кН:

при дрессировке……………………………….. 40

на разматывателе………………………………. 40

на моталке………………………………………… 50

Мощность главных приводных двигателей, кВт:

клети 1 …………………………………………  2520

клети 2………………………………………….. 4000

Схема размещения основного оборудования двухклетевого дрессировочного стана 1200

Конструктивными особенностями дрессировочного стана 1400 является привод через опорные валки и комбинированные (электромеханические и гидравлические) нажимные устройства. В целом же конструкция и параметры клетей двухклетевых дрессировочных станов аналогичны клетям станов холодной прокатки полос. Большая разница заключается, в основном, в оборудовании, расположенном перед первой и за второй клетью и между клетями двухклетевых дрессировочных станов. Схема расположения этого оборудования показана на рис. 141.

Между разматывателем и натяжными S-образными роликами со стороны входа полосы в дрессировочный стан и между натяжными роликами со стороны выхода полосы из дрессировочного стана и моталкой установлены направляющие столы, положение которых, в зависимости от диаметра рулонов на разматывателе и моталке, устанавливают с помощью гидроцилиндров 6, а изменяющуюся длину — с помощью специальных устройств 7 и гидроцилиндров 8.

Полоса с разматывателя поступает на направляющий стол, а с него на S- образные натяжные ролики, которые охватывают дугообразные проводки. Полосу к натяжным роликам прижимают с помощью прижимных роликов, положение которых изменяется с помощью гидроцилиндров 12. После натяжных роликов полоса попадает на транспортирующий ролик, а потом на вводной проводковый стол перед первой клетыо дрессировочного стана. Вводные нроводковые столы имеют возможность изменять положение с помощью гидроцилиндров 16. Длина вводных и выводных столов может изменяться с помощью устройств 7 и гидроцилиндров 8. В межклетевом промежутке установлены транспортные ролики и стационарный проводковый стол.

После дрессировки полоса по выводному проводковому столу направляется во второе S-образное натяжное устройство (точно такое же, как и первое) и далее по направляющему столу на моталку. Давление во всех гидроцилиндрах 5,4 МПа.

Схема расположения натяжного и проводкового оборудования на двухклетевом дрессировочном стане 1400

В результате выполненных на дрессировочном стане 1400 исследований было установлено, что дефект жести «продольные ребра» образуется при удельных натяжениях полосы менее 100-150 Н/мм: [47]. Для их устранения была разработана конструкция, состоящая из разглаживающего ролика, проводки, установленной на раме (рама закрепляется на станине клети) и гидроцилиндра (рис.142).

Схема устройства для разглаживания полосы после ее выхода из двухклетевой дрессировочной клети

 

Рис. 142. Схема устройства для разглаживания полосы после ее выхода из двухклетевой дрессировочной клети:

1 — полоса; 2 — проводка; 3 — рама; 4 — разглаживающий роли к; J — гидроцилиндр изменения положения устройства; 6 — транспортный ролик

Проводку устанавливают вместо выводного проводкового стола после второй клети (см. рис.141). Она шарнирно соединена с рамой и обеспечивает строго горизонтальный выход полосы из клети. Разглаживающий ролик размещен на расстоянии 600 мм от вертикальной осевой линии второй клети дрессировочного стана. Его положение при необходимости изменяют при помощи гидроцилиндра, работающего с давлением 5,4 МПа. Установка описанного устройства способствует значительному снижению дефекта «продольные ребра».

Особенности технологии дрессировки жести, по сравнению с дрессировкой холоднокатаных полос, заключаются в том, что, во-первых, дрессировку производят в двухклетевых станах, а во-вторых, основная часть произведенной жести подлежит операции нанесения на нее защитных покрытий.

В частности, при последующем лужении жести применение технологической смазки недопустимо ввиду того, что заданная твердость жести в значительной мере обеспечивается путем варьирования величины относительного обжатия при дрессировке. Поэтому возникла необходимость определения диапазона возможных степеней деформации полос на дрессировочном стане. Теоретический анализ, результаты которого представлены в работе [16], показал, что применительно к двухклетевому дрессировочному стану 1400 максимальное обжатие при дрессировке всухую жести толщиной 0,18-0,25 мм составляет в первой клети 2-2,5%, а во второй 0,4-0,6% в зависимости от состояния поверхности рабочих валков.

Для выявления суммарных величин относительного обжатия полос при дрессировке, обеспечивающих максимальную вероятность получения белой жести групп твердости А и В, были проведены промышленные эксперименты „а дрессировочном стане 1400 при изменении  от 0,7 до 2,8%. В результате установлено, что интенсивность изменения твердости и глубины сферической лунки по Эриксену черной жести в зависимости от суммарной степени деформации увеличивается с уменьшением толщины. После обработки результатов методом наименьших квадратов получили следующие статистически значимые корреляционные зависимости:

Дрессировка жести

сиров к и. но при этом следует учитывать, что стабильный процесс дрессировки обеспечивается при обжатиях не менее 0,8-1%. При более низких обжатиях неустойчиво работает система автоматического регулирования удлинения и не обеспечивается требуемая планшетность жести. Для получения жести степени твердости А толщиной 0,20-0,22 мм суммарное обжатия должны быть не более 1,2%.

В табл.59 приведены режимы обжатий при дрессировке жести толщиной 0,20-0,36 мм, обеспечивающие максимальную вероятность получения белой жести групп твердости А и В с учетом увеличения твердости жести при лужении на 3-4 ед.НЯЗОТ.

Важно не только правильно рассчитать режимы дрессировки, но и достаточно их выдержать. Для этой цели необходимо, во-первых, иметь постоянную информацию о величине относительного обжатия полосы при дрессировке, а во-вторых, автоматическую систему, позволяющую выдерживать заданное относительное обжатие с минимальными отклонениями, не превышающими допустимый диапазон.

Такая задача стояла и стоит и на одноклетевых дрессировочных станах, коротко об этом было сказано в разделе 5 главы 6.

Таблица 59

Режимы обжатий при дрессировке жести на стане 1400 ОАО

Толщина жести, мм

Показатели*

Суммарное относительное обжатие, %

Исходные

По ГОСТ 13345

HR30T

JE, мм (не менее)

HR30T

JE, мм (не менее)

0,20; 0,22

48-56

7,5

57-65

6,4(6,7)

0,8-1,2

53-58

63-70

5,9(6,2)

1,4-1,8

0.25; 0,28

48-56

8,2

57-65

7(7,4)

0,9-1,4

52-57

63-70

6,5 (6,9)

1,5-2

0,32; 0,36

* г»

48-56

8,4

57-65

7,7 (8)

1-1,6

51-56

63 70

7,2 (7,6)

1,8-2,5

В; в скобках — требуемые значения глубины лунки для жести толщиной (соответственно) 0,22; 0,28; 0,36 мм

На двухклетевых дрессировочных и прокатно-дрессировочных станах эта задача стоит еще более остро из-за меньшей толщины дрессируемых полос и более высоких требований к ним.

Первую задачу обычно решают не непосредственным измерением величин относительного обжатия, а величиной относительного удлинения полос. При этом удлинение определяют, сопоставляя скорости или длины полосы до и после деформации. Для этого на одноклстсвых дрессировочных станах до и после клети устанавливали измерительные ролики, скорость вращения которых пропорциональна скорости движения полосы. С роликами связывают датчики импульсов, разница в частоте или числе которых за определенный отрезок времени преобразуют в величину удлинения полосы.

Более надежным является способ, позволяющий из последовательности импульсов входных частот выделять и замерять непосредственно импульсы из разностной частоты.

На основе этого способа действовали и действуют системы регулирования относительного обжатия на дрессировочных станах. В качестве исполнительного механизма в этом случае используют на старых станах электромеханические нажимные устройства. Причем, системы регулирования относительного обжатия поддерживают не постоянную толщину полосы (как это делают системы автоматическою регулирования толщины полосы), а постоянное относительное обжатие (то есть, при утолщении полосы не сближают валки, а разводят их, повторяя продольный профиль дрессируемой полосы).

В работе [ВО] представлена система автоматического измерения вытяжки полосы на двухклетевом дрессировочном стане цеха жести ОАО ММК. Ее отличие от описанной выше системы заключается в том, что датчики импульсов установлены на нижних выходных и верхних входных S-образных роликах натяжных устройств. Значения импульсов считываются с интервалом в I с коммуникационным модулем, совмещенным с персональным компьютером, и выдаются на индикатор и экран монитора в привязке к каждому рулону. Основная задача устройства — контроль относительного обжатия. Сведений о связи этого автомагического измерителя вытяжки полосы с исполнительными механизмами для активного воздействия на нажимное устройство для поддержания заданного относительного обжатия полосы в работе [130] нет.

Еще одним параметром, регламентируемым при дрессировке, является температура. Установлено, что увеличение температуры металла до 100°С приводит к более интенсивному изменению механических свойств после дрессировки жести вследствие эффекта «мгновенного старения», причем свойства остаются неизменными в течение длительного (более 30 сут) времени. Кроме того, установили, что в процессе лужения такого металла практически не происходит дополнительного увеличения твердости жести, Твердость металла, дрессированного при 40°С, изменяется в течение 15 сут на 3 ед. HR30T. Таким образом, для получения жести групп В и С целесообразно дрессировать металл с повышенной температурой (7О-100°С).

Для жести, предназначенной для электролитического лужения, важным параметром является и шероховатость поверхности продресснрованной полосы. Этот показатель существенно влияет на коррозионную стойкость покрытия белой жести и определяет ее товарный вид.

При малых величинах абсолютных и относительных обжатий, характерных для процесса дрессировки жести, основное влияние на формирование микрорельефа полосы оказывают шероховатость поверхности рабочих валков обеих клетей и сила дрессировки. С ростом силы дрессировки шероховатость полосы изменяется, асимптотически приближаясь к величине, соответствующей максимальной отпечатываемости микрогеометрии валков. Таким образом, перераспределяя давления по клетям, можно эффективно регулировать микрогеометрию дрессированной жести.

Для получения качественной жести большое значение имеет обеспечение стабильности параметров шероховатости полосы в течение всей кампании рабочих валков. Изменение шероховатости полосы в зависимости от количества металла, прокатанного на рабочих валках после перевалки обеих клетей при различных уровнях силы дрессировки в первой Р, и второй Рг клетях, показывает, что минимальная средняя шероховатость и наибольшая ее стабильность в течение кампании рабочих валков достигаются при максимальном отношении Р/Рг Разношероховатость жести по ширине также уменьшается с увеличением этого параметра.

В работе сформулированы следующие основные требования по выбору технологических режимов дрессировки жести применительно к стану 1400 ОАО «ИСПАТ-Кармет»:

Клеть……………………………………………………… 1 2

Шероховатость насеченных дробью валков /?а, мкм   2,5-3,5 <0,5

Сила дрессировки, МН………………………….. 2-2,8 3-4

Реализация указанных требований позволила, в основном, решить задачу получения требуемой шероховатости черной жести, Однако два фактора не позволяют в полной мере использовать этот метод.

Во-первых, абсолютное значение силы дрессировки ограничивается тепловыми условиями эксплуатации валков и минимальными обжатиями, при которых стабильно реализуется процесс дрессировки, а во-вторых, использование в первой клети рабочих валков с достаточно большой насечкой приводит к значительной выработке опорных валков, чему способствует и то, что 80% суммарной деформации полосы при дрессировке производят именно в первой клети.

Поскольку перевалку рабочих валков на дрессировочном стане 1400 производят после дрессировки 300 т жести, а опорных — после 12000 тонн, то первоначально компенсацию выработки опорных валков осуществляли путем увеличения выпуклости рабочих валков — по мере увеличения объемов продрессированного металла заваливали в клеть рабочие валки с профилировками 0,10/0; 0,15/0; 0,20/0 мм (ноль означает, что профилируют только верхние валки). Однако такая методика не позволяла в течение кампании опорных валков выдерживать требуемую плоскостность жести — к середине их кампании отсортировка по этому показателю составляла 10-12%, а к концу кампании уже приближалась к 20%.

для достижения более равномерной выработки опорных валков и стабилизации условий деформации предложено в процессе кампании опорных валков менять место установки профилированного рабочего валка, поочередно завяч118^ его то верхним, то нижним. Это позволило снизить отсортировку

жести по плоскостности до 6,1%.

Кардинальным же решением задачи исправления дефектов формы полос типа «волна» и «короб», образовавшихся при холодной прокатке и исключения возможности появления их при дрессировке, является использование систем автоматического регулирования профиля и формы полосы (САРПФ). Такие системы для станов холодной прокатки и дрессировочных станов были разработаны еще в 60-х годах прошлого века в НИИТЯЖМАШе Уралмашзавода. Такими системами оснащали большинство станов холодной прокатки Советского Союза.

Усовершенствованная система САРПФ, установленная на НСХП-1400 ОАО «ИСПАТ-Кармет», имеет три следующих канала регулирования:

—   канал автоматического регулирования принудительного изгиба валков (САРПИВ) с рабочим давлением жидкости до 32 МПа для устранения искажений формы полосы путем дополнительного изгиба (ДИ) или противоизгиба

(ПИ) рабочих валков;

—  канал автоматического управления нажимными устройствами (САУНУ) для устранения неравномерности натяжений по кромкам полос путем симметричного перекоса нажимных винтов;

—   канал автоматической подачи охлаждающей жидкости (САПОЖ) для устранения локальных искажений формы полосы за счет перераспределения подачи жидкости по длине бочки валков.

На двухклетевой дрессировочном стане 1400 ОАО «ИСПАТ-Кармет» установлена САРПИВ. Датчиком неплоскостности служит универсальный измеритель удельных натяжений УИУН-1400, установленный перед второй клетью дрессировочного стана.

Значительную роль в получении требуемой плоскостности полосы играет профилировка валков. На стане 1400 используют опорные валки со скосами на краях бочки глубиной 1-2 мм и протяженностью с каждой стороны 80-90 мм, а рабочие валки с профилем по высокостепенной параболе [69].

Способствует получению планшетных полос и правильный выбор величины натяжения полосы при смотке. Она рекомендуется не более 40-50 кН.

Комментариев нет »

Комментариев нет.

RSS-лента комментариев к данной записи. TrackBack URI

Оставить комментарий