Список литературы

1. Настич В.П. Управление качеством холоднокатаных полос / В.П. Настич, А.И. Божков. – М.: «Интермет Инжиниринг», 2006. – 216 с.

2. Хусу А.П. Шероховатость поверхности (теоретико-вероятностный подход) / А.П. Хусу, Ю.Р. Виттенберг, В.А. Пальмов – М.: Наука. 1975. – 344 с.

3. Мазур В.Л. Производство листа с высококачественной поверхностью. – Киев: Технiка, 1982. – 166 с.

4. Эспехан М., Гютинг Г.Передача шероховатости валков на поверхность тонкого холоднокатаного листа // Черные металлы. – 1975. - № 24. – с. 8.

5. Коласниченко В.П., Мазур В.Л., Качайлов В.П. Отпечатываемость шероховатости валков на полосе при холодной прокатке и дрессировке // Листопрокат. пр-во. 1972 - № 1. – с. 76.

6. Богатырев В.М. Шероховатость поверхности листового проката / В.М. Богатырев, А.В. Емченко, А.М. Онищенко, С.В. Закарлюка. Текст лекций – Донецк: ДПИ, 1987. – 40 с.

7. Белянский А.Д. Тонколистовая прокатка. Технология и оборудование. / А.Д. Белянский, Л.А. Кузнецов, И.В. Фраценюк. – М.: Металлургия, 1994. – 380с.

8. Кузнецов Л.А., Мамышев А.В. Теоретическая модель управления шероховатостью поверхности полосы при холодной прокатке // Изв. вузов. Черная металлургия. 1991. - № 11. с. 45-47.

9. Гарбер Э.Д. Станы холодной прокатки (теория, оборудование, технология). Череповец.

10. Рыблов А.В. Совершенствование технологии получения заданной микрогеометрии холоднокатаных полос с использованием методов математического моделирования; дис. канд. техн. наук: 05.16.05 /ЛГТУ, Липецк, 2006. 142 с.

11. Василев Я.Д. Инженерные модели и алгоритмы расчета параметров холодной прокатки / Я.Д. Василев. – М.: Металлургия, 1995. – 368 с.

12. Долматов А.П. Автоматизированное проектирование и реализация технологии холодной прокатки электротехнической стали / А.П. Долматов, В.Н. Скороходов, В.П. Настич, А.Е. Чеглов. – М.: Наука и технологии, 2000. – 448 с.

13. Целиков А.М. Теория прокатки. Справочник / А.И. Целиков, А.Д. Томленев, В.И. Зюзин, А.В. Третьяков, Г.С. Никитин. – М.: Металлургия, 1982. – 335 с.

14. Кузнецов Л.А. Введение в САПР производства проката / Л.А. Кузнецов – М.: Металлургия, 19991. – 112 с.

15. Робертс В.Л. Холодная прокатка стали / В.Л.Робертс. – М.: Металлургия, 1982.- 554 с.

16. Automation of tandem mills / Ed. By G.F/ Braynt – London: Iron and Steel Lnst., 1973. – 427р.

17. Горбунов А.В., Белов В.К., Кривко О.В. Формирование микротопографии свободной поверхности проката при дрессировке // Сталь. 2008. №1.С. 40-42.

18. Горбунов А.В., Радионов А.Ф., Белов В.К., Беглецов Д.О. Получение автолиста с регалментированной микротопографией поверхности // Производство проката 2007. № 4. С. 15-17.

19. Раимбеков А.М., Тевс В.И., Иващенко В.Н. Влияние подготовки валков на формирование микрогеометрии проката при дрессировке // Сталь. 2000. №6. С. 55-57.

20. Беняковский М.А., Масленников В.А. Автомобильная сталь и тонкий лист. Череповец: Череповец, 2007. 635 с.

21. Коновалов Ю.В., Остапенко А.Л., Пономарев В.И. Расчет параметров листовой прокатки. Справочник. М.: Металлургия, 1986. 430 с.

Приложение 1. Блок-схема алгоритма расчета давления прокатки по методике Стоуна.

Приложение 2. Пример расчета давления в очаге деформации по

методике Стоуна.

Проведем расчет давления в очаге деформации для пятой клети непрерывного пятиклетевого стана холодной прокатки 2030 ПХПП ОАО «НЛМК». При прокатке полосы с толщины 2,486 мм на толщину 0,5 мм, шириной 1427 мм, со скоростью 13 м/с. Толщина полосы перед пятой клетью 0,504 мм. Марка прокатываемой стали 08Ю, σ_02исх=230 МПа, а₁=34,6 МПа, n₁=0,6. Переднее и заднее натяжения полосы соответственно равны: σ₅ = 33,4 МПа; σ₄ = 140,4 МПа. Радиус валков R = 300 мм.

По экспериментальным данным определим давление в очаге деформации по формуле:

,

где P^* - измеренное значение усилия прокатки; В – ширина полосы; l_c – длина дуги контакта валка и полосы (очага деформации) с учетом сплющивания валков:

,

R – радиус рабочего валка;

Δh_n – абсолютное обжатие полосы:

x₂ – коэффициент, учитывающий сплющивание валка:

,

Примем Р_ср = 1237 МПа.

Коэффициент, учитывающий сплющивание валка:

, мм.

Длина дуги контакта валка и полосы с учетом сплющивания валков:

, мм

Давление в очаге деформации

, МПа.

Среднее давление в очаге деформации при расчете по методике Стоуна должна составлять 1237,3 МПа. Адаптация модели осуществляется с помощью коэффициента трения в очаге деформации. Варьируемым параметром при этом является шероховатость валка Rz.

Средняя толщина полосы:

мм.

Относительное обжатие:

%.

Суммарное относительное обжатие перед пятой клетью:

%.

Суммарное относительное обжатие после пятой клети:

%.

Значения коэффициента трения в очаге деформации вычисляем по формуле:

Условный предел текучести полосы перед пятой клетью:

МПа.

Условный предел текучести полосы после пятой клети:

МПа.

Сопротивление чистому сдвигу материала в очаге деформации при двумерном сжатии:

_МПа.

_{Длина дуги контакта:}

мм.

Коэффициент, учитывающий влияние диаметра рабочих валков, внешнего трения, степени деформации полосы и сплющивания валков:

Давление в очаге деформации:

_МПа.

Коэффициент, учитывающий сплющивание валка:

мм.

На втором шаге итерации получаем.

Длина дуги контакта:

мм.

Коэффициент, учитывающий влияние диаметра рабочих валков, внешнего трения, степени деформации полосы и сплющивания валков:

Давление в очаге деформации:

_МПа.

Погрешность составляет:

%.

Продолжаем расчет, пока не выполнится неравенство . В результате получаем:

Давление в очаге деформации:

_МПа.

Погрешность составляет:

%.

Следовательно Р_ср = 1237,2 МПа, что совпадает с рассчитанным по формуле (16).

Величина давления в очаге деформации для остальных точек приведены в таблице.

Таблица. Давление в очаге деформации и сопротивление дефор­мации, вычисленные по методике Стоуна для экспериментальных полос

№ плавки	σs, МПа	Pcp, МПа	Давление в очаге деформации (), МПа
			1 (прив.)	2	3	4	5 (обсл.)
185164	815,7	1240,9	1195,3	1252,1	1260,7	1256,4	1205,8
185094	816,4	1237,1	1191,8	1254,0	1271,3	1262,6	1199,5
185165	815,4	1237,1	1191,7	1253,7	1262,2	1262,2	1200,9
185096	815,3	1240,9	1201,7	1239,6	1256,7	1231,2	1214,5
185092	815,3	1237,1	1187,9	1250,1	1259,3	1245,9	1185,1
185275	814,5	1286,5	1232,2	1298,8	1303.0	1298,8	1245,6
185314	814,7	1292,6	1234,6	1306,4	1319,4	1310,7	1243,5
185317	814,5	1289,1	1236,5	1304,4	1311,8	1311,8	1244,6
185277	814,9	1286,5	1249,5	1286,2	1301,3	1278,7	1263,8
185325	814,0	1289,1	1226,9	1306,0	1314,5	1310,2	1233,9
185328	815,6	1286,5	1234,1	1301,1	1308,3	1308,3	1242,1
185331	815,6	1289,1	1251,6	1289,1	1304,0	1281,1	1266,1
185288	815,7	1286,5	1224,2	1301,9	1310,3	1306,1	1231,0
185543	817,0	1262,0	1218,6	1277,5	1285,6	1281,5	1228,5
185546	816,1	1262,0	1214,7	1279,6	1295,9	1287,7	1222,8
185549	816,1	1262,0	1214,1	1279,2	1287,3	1287,3	1223,6
185561	816,2	1262,0	1221,5	1262,5	1278,6	1254,6	1233,5
185558	816,2	1259,3	1207	1277	1286	1272,9	1208,4
185540	816,1	1259,3	1202,4	1272,9	1277	1272,9	1215,5
185552	816,2	1259,3	1199,7	1273,4	1285,8	1277,5	1208,1
185547	816,2	1259,3	1204,1	1275,2	1282,3	1282,3	1211,9

Приложение 3. Данные измерений показателя шероховатости поверхности полос марки 08Ю.

Таблица 1.

Партия	Шероховатость полосы в пяти точках, мкм						L, км
	1 (прив.)	2	3	4	5 (обсл.)
185164	0,82	0,87	0,97	0,92	0,85	107,5
185094	0,79	1,00	0,99	0,95	0,83	80,7
185165	0,94	1,08	1,04	0,96	0,88	104,0
185096	0,98	1,09	1,12	1,06	1,02	74,7

Примечание: номер рабочих валков 995 (см. приложение 4).

Таблица 2.

Партия	Шероховатость полосы в пяти точках, мкм						L, км
	1 (прив.)	2	3	4	5 (обсл.)
185275	1,52	1,68	1,71	1,66	1,68	54,4
185314	1,53	2,31	2,48	2,22	1,71	15,3
185317	1,48	2,21	2,17	2,08	1,61	24,6
185277	0,99	1,48	1,67	0,94	1,05	68,4
185325	1,22	1,91	2,10	1,97	1,35	30,2
185328	1,21	1,95	1,65	1,80	1,46	38,1
185331	1,62	1,69	1,84	1,84	1,74	45,8
185288	1,12	1,67	1,89	1,64	1,15	58,1

Примечание: номер рабочих валков 983 (см. приложение 4).

Таблица 3.

Партия	Шероховатость полосы в пяти точках, мкм						L, км
	1 (прив.)	2	3	4	5 (обсл.)
185543	0,91	1,33	1,36	1,29	1,12	114,3
185546	0,85	1,29	1,58	1,33	0,89	122,5
185549	1,06	1,38	1,39	1,25	1,17	129,8
185561	0,95	1,26	1,29	1,14	1,01	138,2
185558	0,75	1,14	2,14	1,21	0,89	145,7
185540	0,73	1,28	1,23	1,09	0,85	154,2
185552	0,69	1,25	1,58	1,33	0,69	162,9
185547	1,03	1,58	1,53	1,39	1,15	172,4

Примечание: номер рабочих валков 728 (см. приложение 4).

Приложение 4. Данные измерений показателя шероховатости поверхности рабочих валков пятой клети стана 2030 ПХПП.

Таблица 1. Данные измерений показателя шероховатости Ra_в^*₀ рабочих валков последней клети стана 2030 перед установкой в клеть.

№ валка	Шероховатость валков пятой клети, мкм
	1 (прив.)	2	3	4	5 (обсл.)	среднее
995	4,5	4,3	4,5	4,1	3,9	4,26
992	4,2	4,4	4,3	4,3	4,1	4,26
976	4,6	4,2	4,6	4,0	3,7	4,22
728	4,2	4,5	4,4	4,3	4,4	4,36
997	3,0	4,3	4,4	4,4	4,2	4,06
956	3,9	4,4	4,2	4,1	4,0	4,12
895	4,4	3,5	3,4	4,3	4,3	4,02
983	4,1	4,5	4,5	4,2	4,3	4,32
922	4,2	4,3	4,3	4,1	4,2	4,22

Примечание: валок 922 был внепланово перевален из-за появления на полосе дефекта «отпечаток».

Таблица 2. Данные измерений показателя шероховатости Ra_в^* рабочих валков последней клети стана 2030 после вывалки

№ валка	Шероховатость валков пятой клети, мкм							Количество прока­таного металла, км
	1 (прив.)	2	3	4	5 (обсл.)	среднее
995	3,5	3,2	3,4	3	3,1	3,24	223
992	3,3	3,4	3,3	3,2	3,1	3,26	217
976	3,6	3,1	3,5	2,9	2,7	3,16	239
728	3,4	3,6	3,4	3,4	3,6	3,48	175
997	2,2	3,4	3,8	3,8	3,4	3,32	151
956	3,1	3,9	3,4	3,3	3,2	3,38	148
894	3,6	2,9	2,5	3,2	3,4	3,12	203
983	3,2	3,3	3,3	3,1	3,4	3,26	225
922	3,6	3,7	3,7	3,5	3,6	3,62	38

Примечание: валок 922 был внепланово перевален из-за появления на полосе дефекта «отпечаток».

Приложение 5. Данные измерений технологических факторов прокатки экспериментальных партий металла на стане 2030 ПХПП

Таблица 1. Данные измерений режима прокатки экспериментальных полос

№ плавки	h0	h4	h5	В	v5	σ4	σ5	Р
	мм	мм	мм	мм	м/с	МПа	МПа	МН
185164	2,494	0,503	0,50	1427	12,74	140,37	34,45	14,3
185094	2,519	0,504	0,50	1427	11,59	141,02	37,34	14,3
185165	2,489	0,504	0,50	1427	13,09	139,88	33,53	14,3
185096	2,483	0,503	0,50	1427	13,29	140,2	33,48	14,3
185092	2,486	0,504	0,50	1427	13,01	140,38	33,44	14,3
185275	2,465	0,504	0,50	1100	16,38	113,52	29,07	11,9
185314	2,464	0,502	0,50	1100	15,88	114,38	29,22	11,9
185317	2,462	0,503	0,50	1100	16,10	113,74	29,04	11,9
185277	2,476	0,504	0,50	1100	15,56	114,05	29,12	11,9
185325	2,448	0,503	0,50	1100	16,12	113,88	29,17	11,9
185328	2,493	0,504	0,50	1100	16,22	113,97	29,06	11,9
185331	2,495	0,503	0,50	1100	15,75	114,22	29,11	11,9
185288	2,497	0,504	0,50	1100	16,17	113,93	29,19	11,9
185543	1,979	0,393	0,39	1254	15,69	113,31	29,54	13,0
185546	1,957	0,393	0,39	1254	12,43	113,25	29,41	13,0
185549	1,957	0,393	0,39	1254	13,67	112,52	29,37	13,0
185561	1,959	0,393	0,39	1254	14,05	112,51	29,88	13,0
185558	1,963	0,394	0,39	1254	14,66	121,83	29,42	13,0
185540	1,96	0,394	0,39	1254	14,85	121,86	29,44	13,0
185552	1,961	0,394	0,39	1254	14,69	121,89	29,45	13,0
185547	1,962	0,394	0,39	1254	14,49	122,32	29,49	13,0

Примечание: обозначения см. в тексте аннотации.

Таблица 2. Данные измерений значений эпюр удельных натяжений в холоднокатаной полосе при прокатке экспериментальных полос

№ плавки	σ1	σ2	σ3	σ4	σ5
	МПа
185164	11,6	-3,3	-5,5	-4,4	8,8
185094	12,2	-4,4	-8,8	-6,6	9,9
185165	12,3	-4,4	-6,6	-6,6	9,6
185096	10,0	0	-4,4	2,2	6,6
185092	13,4	-4,4	-6,8	-3,3	13,0
185275	14,7	-3,3	-4,4	-3,3	11,0
185314	15,6	-3,3	-6,6	-4,4	13,2
185317	14,1	-4,0	-5,9	-5,9	11,9
185277	9,9	0	-4,0	2,0	6,0
185325	16,7	-4,4	-6,6	-5,5	14,8
185328	14,3	-3,8	-5,7	-5,7	12,1
185331	10,1	0,2	-3,8	2,2	6,2
185288	16,9	-4,2	-6,4	-5,3	15,0
185543	12,7	-3,7	-5,9	-4,8	9,9
185546	13,3	-4,8	-9,2	-7,0	11,0
185549	13,4	-4,8	-7,0	-7,0	10,7
185561	11,1	-0,4	-4,8	1,8	7,7
185558	14,5	-4,8	-7,2	-3,7	14,1
185540	15,8	-3,7	-4,8	-3,7	12,1
185552	16,7	-3,7	-7,0	-4,8	14,3
185547	15,2	-4,4	-6,3	-6,3	13,0

Примечание: σ₁…. σ₅ – значение удельных натяжений в различных продольных сечениях по ширине полос (см. текст аннотации).

Приложение 6. Данные измерений показателя шероховатости рабочих валков дрессировочного стана №2 ПХПП.

Таблица. Данные измерений показателя шероховатости рабочих валков дрессировочного стана перед установкой в клеть (Ra_в0*) и после вывалки (Ra_в*)

Номер валка	Raв0*, мкм	Raв*, мкм	L, км
426	3,0	2,4	146,1
416	3,3	2,5	154,4
433	3,2	2,5	156,6
420	3,0	2,4	136,4
442	3,5	2,4	165,3
445	3,0	2,3	142,7
428	3,0	2,3	143,8

Примечание: L – количество прокатанного металла.

Приложение 7. Методика расчета среднего по длине очага деформации давления при дрессировке полос.

Методика 1.

Расчет давления в очаге деформации производится по данным измерениям усилия дрессировки и геометрии очага деформации по формуле:

где P^* – измеренное усилие прокатки, Н; B – ширина полосы, м; l_c – длина дуги контакта валка и полосы (очага деформации) с учетом сплющивания валков, м:

где R – радиус рабочего валка, м; – абсолютное обжатие полосы, м; х₂ – коэффициент, учитывающий упругую деформацию рабочих валков (сплющивание) в очаге деформации при контакте с полосой:

Результат расчёта представляет собой среднее давление в очаге деформации (), которое определяли методом последовательных приближений (итерации) с заданной точностью, например, δ < 5 %

где и – среднее давление в очаге деформации в предыдущем и текущем шаге итерации.

Методика 2.

Расчет давления в очаге деформации производится по методике Третьякова [21].

Суть методики заключается в следующем:

сначала определяют семь критериев подобия:

E₂/σ_{т ср}; σ₄/σ_{т ср}; σ₁/σ_{т ср}; R/h₀; Θ/σ_{т ср}; m = 2µ; ∆h/h₀.

После этого следует такая схема расчёта:

Следует проверка неравенства (∆h/h₀) ≥ ( ∆h/h₀)_доп. При его соблюдении расчет продолжается дальше.

Рассчитывают отношение h₁/h₀, делают проверку неравенства R/h₀ < (1,73/m)(1+ h₁/ h₀)(Θ/ σ_{т ср}) = (R/h₀)_доп.

Если неравенство не выполняется, то расчёт прекращают, так как пластическая деформация полосы при заданных значениях параметров невозможна (следует, либо уменьшить контактное трение, либо отношение R/h₄). Далее:

Далее принимают [P/ σ_{т ср}h₀] = 10 и определяют:

1. .

2.

3. .

4. .

5. .

6. .

7. .

8. .

9. .

Делают сравнение полученной величины [P/σ_{т ср}h₀] с принятой [P/σ_{т ср} h₀] = 10. Возможны три варианта:

1. P/ σ_{т ср}h₀ > 10. В этом случае принимают [P/σ_{т ср}h₀] = 20 и повторяют расчет всех величин по пунктам1-9 до изменения знака неравенства, после чего переходят к пункту 10 .

2. P/σ_{т ср}h₀ < 10. Принимают [P/σ_{т ср}h₀] = 5 и повторяют расчёт всех величин по пунктам 1-9 до изменения знака неравенства, далее переход к пункту 10 .

3. P/σ_{т ср}h₀ ≈ 10. Переход к пункту 10 .

10. Полученные значения [P/ σ_{т ср}h₀]^(n-1) и [P/ σ_{т ср}h₀]⁽ⁿ⁾ складываем и делим пополам, сравниваем полученное значение с заданным, получаем точность расчета ε < 5%.

Для полученного значения [P/σ_{т ср}h₀] приводим проверку следующих неравенств:

1. .

2. .

3. .

При выполнении неравенств 1-3 определяем Р.

Методика 2 используется в случае отсутствия измерений усилия дрессировки и для корректировки режима дрессировки в режиме реального времени.

50