Реферат: Горбунов А. В., Кочнева Т. М., Буданов А. П., Бибко Н. А., Коляда Т. В

Причины образования дефектов "излом" и "линий скольжения" в условиях ЛПЦ-5 ОАО "ММК"


Горбунов А.В., Кочнева Т.М., Буданов А.П., Бибко Н.А., Коляда Т.В.


В ходе проведения первого этапа реконструкции в цехе холодной прокатки ЛПЦ-5 ОАО "ММК", который заключался в полной замене оборудования хвостовых частей НТА-1,2, переводом разматывателей и моталок всех агрегатов цеха на рулоны внутренним диаметром 610 мм (вместо 800 мм), произошло увеличение отсортировки по дефектам "излом" и "линии скольжения".

С одной стороны замена сверточных машин в линиях НТА на моталки барабанного типа позволила получить плотносмотанный рулон большой массой без подачи промасливателя при смотке, но с другой стороны изменились условия холодной прокатки на 4-х клетевом стане, так как промасливатель, наносившийся в линии НТА на сверточных машинах, сохранялся до третьей клети стана и участвовал в процессе холодной прокатки, формируя смазочно-разделительный слой и подпитывая рабочую эмульсию в этих клетях. Недостаток смазочных свойств способствовал нарушениям плоскостности прокатываемых полос, которые в свою очередь привели к увеличению вероятности свариваемости металла в процессе отжига. Переход на иной тип эмульсола, обладающего повышенной смазочной способностью, позволил компенсировать данный недостаток.

Увеличение массы рулона привело к изменению термических напряжений, возникающих в процессе отжига.

С переходом приводных дисковых ножниц, подрезающих боковые кромки в линии НТА) на неприводные, изменилась схема напряженно-деформированного состояния в прикромочной области полосы и условия реза. Повысились требования к точности изготовления дисковых ножей, твердости и равномерности ее распределения. Потребовалось провести оптимизацию натяжения на участке дисковых ножниц с учетом условий резания и плотности смотки рулона на барабане моталки.

Появление дефекта "линии скольжения" было связано с переводом переводом разматывателей и моталок всех агрегатов цеха с внутреннего диаметра рулона 800 мм на 610 мм. Так как радиус неподвижной клещевины грузозахватных приспособлений в термическом отделении был рассчитан на использование рулонов с внутреннем диаметром 800 мм, использование этих приспособлений для рулона с внутренним диаметром 610 мм приводило к деформации рулона. Рулон приобретал эллипсную форму, что приводило к биению рулона на разматывателях дрессировочных станов и образованию дефекта "линии скольжения".

Кроме того, появление "линии скольжения" было связано с использованием конвекторных колец внутренним диаметром 750 мм, рассчитанных для отжига рулонов с внутренним диаметром 800 мм. При внутреннем диаметре рулона 610 мм в процессе отжига внутренние витки рулона распушиваются и выпадают, не имея опоры на конвекторное кольцо. При проведении крановых операций после отжига происходит замятие выступающих витков. При дрессировке рулона с замятыми витками в месте замятой кромки образуются дефект при размотке рулона.

Для устранения причин появления дефекта "линии скольжения" были переточены неподвижные клещевины грузозахватных приспособлений термического отделения и введены в работу новые конвекторные кольца с внутренним диаметром 600 мм.

Для снижения проявлений дефектов "излом" и "линий скольжения" на дрессировочном стане ограничивали скорость дрессировки и натяжение на участке разматыватель-клеть. Проводилась ревизия установки и выработки обводного ролика для исключения биения и перекоса полосы при размотке.

В связи с увеличением отсортировки холоднокатаного металла в несоответствующую продукцию по дефектам "излом" и "линии скольжения" в ЛПЦ-5 проводился ряд исследовательских работ по выявлению причин образования этих дефектов.

После проведения рассмотренного комплекса мероприятий был исключен дефект "линии скольжения" и было снижено количество переводов в пониженную группу отделки поверхности по дефекту "излом".

Для исключения дефекта "излом" особое внимание стало уделяться поперечному профилю горячекатаного подката, так как профиль холоднокатаного проката носит наследственный характер / 1 /.

Методом планирования эксперимента было оценено влияние локального утолщения в прикромочной области на горячекатаном подкате и некоторых технологических факторов цеха холодной прокатки на образование дефекта "излом":

использование дисковых ножей при подрезке боковой кромки в линии НТА;

натяжение полосы на барабане моталки НТА.

При этом другие значимые технологические факторы: сортамент подката и готовой продукции, натяжение полосы на барабане моталки 4-х клетевого стана и режим термообработки были зафиксированы на постоянных уровнях.

Исследуемые факторы варьировались на 2-х уровнях:


Верхний Нижний

уровень (+) уровень (-)

Локальное утолщение

на подкате, мм 0,03 0,00


Использование дисковых ножниц да нет


Натяжение полосы на барабане

моталки НТА, кН 115 75


В результате проведения планируемого эксперимента было получено уравнение регрессии:


У = 53,8 + 38,7 Х1 + 3,7 Х2 + 3,8 Х3,


где: У – отсортировка холоднокатаного металла по дефекту "излом", который располагался в прикромочной области в виде "дорожки";

Х1 – величина утолщения на горячекатаном подкате 0,035 – 0,04 мм);

Х2 - натяжение полосы на барабане моталки в линии НТА (75 - 115 кН);

Х3– влияние работы дисковых ножниц (да/нет).

При проверке значимости коэффициентов было установлено, что коэффициент при Х1- значимый, все остальные коэффициенты (при Х2 и Х3) находятся в пределах доверительного интервала с надежностью  = 0,95. Таким образом, из трех исследуемых факторов, на образование дефекта "излом" влияет локальное утолщение на подкате в прикромочной области полосы более 0,035 мм, которое может формироваться, как при нарушениях монтажности по ширине при горячей прокатке, так и при отсутствии точного центрирования полосы по оси прокатки в чистовой группе клетей стана горячей прокатки.

С учетом результатов проведенного планируемого эксперимента и соотнесения фактических замеров поперечного профиля горячекатаного подката с наличием и характером дефекта "излом" на готовом холоднокатаном прокате были установлены следующие требования к поперечному профилю горячекатаного подката:

в поперечном сечении полоса должна иметь чечевицеобразный профиль, вогнутость – недопустима;

выпуклость профиля:

0,04 - 0,08 мм для ширины от 1000 до 1250 мм при толщине полосы до 3 мм,

0,04 – 0,10 мм для остального сортамента;

клиновидность - не более 0,04 мм;

высота местного утолщения:

не более 0,02 мм для толщины 1,80 – 3,50 мм,

не более 0,03 мм для толщины 3,51 – 6,00 мм.

В условиях ЛПЦ-5 проводится постоянный контроль поперечного профиля горячекатаного подката путем замера толщины полосы по поперечному сечению. Пробы для замера отбирается через 6 м от переднего конца по горячей прокатке. При выявлении отклонений, производится дополнительная маркировка рулона буквой "У". Отжиг рулонов с буквой "У" ведется с меньшей скоростью охлаждения для снижения вероятности слипания и схватывания соприкасающихся поверхностей витков рулона. Уменьшение скорости охлаждения металла достигается за счет введения дополнительной выдержки металла под нагревательным колпаком с потушенными горелками после нагрева / 2 /.

В результате проведенных мероприятий, профилактических и корректирующих действий была решена задача по исключению отсортировки холоднокатаного металла в несоответствующую продукцию по дефектам "излом" и "линии скольжения".


Литература


В.М. Салганик, А.В. Горбунов, Е.Ю. Попович "Определение требований к поперечному профилю проката и пути их выполнения"

М.П. Мишин, Н.И. Малова, Н.П.Еловая, Д.И.Богач "Разработка и внедрение режима отжига холоднокатаных рулонов с регламентированной скоростью охлаждения" / Сборник ЦЛК № 6 2002 г.