Дрессировка металла


Термическая обработка, дрессировка и разделка полос (часть 2)

   Один переносной нагревательный колпак обслуживает 3-4 стенда. Производительность каждого стенда составляет 0,4-0,5 т/час. На существующих станах последнего поколения в цехе устанавливают до 300 стендов с ~ 120 нагревательными колпаками.

   В последнее время тонкую автолистовую сталь все чаще отжигают в рас­пушенных рулонах с целью улучшения механических свойств, газового легирования металла и повышения производительности отжигательных печей.  Распушивают рулоны перед отжигом на специальных агрегатах, а при перемотке рулонов между витками по окружности укладывают жаро­стойкие проволочные прокладки, которые образуют зазоры для свобод­ного доступа газа.

   Большая продолжительность процесса отжига в колпаковых печах и ухудшение качества поверхности при уменьшении толщины полосы до 0,2 мм привели к разработке процесса непрерывного отжига, особенно эффективнго при производстве жести. Непрерывный отжиг полосы позво­ляет получать большую производительность (более 30 т/ч) при скоростях движения полосы до 10 м/с.

         

   Рис.4.20. Схема одностопной колпаковой печи для отжига рулонов: 1 -стенд; 2 — стопа рулонов; 3 — муфель; 4 — песочный затвор; 5 — переносной нагревательный колпак; 6 — инжекционная горелка; 7 — дымовое окно; 8 — эжектор; 9 — труба для подачи защитного газа; 10 — вентилятор; 11 — конвекторная прокладка; 12 — труба для выхода защитного газа

   После отжига и охлаждения до t < 40°С рулоны передают на дрессировочный стан (рис. 4.21), состоящий  из одной клети. Дрессировка — это прокатка полосы с небольшим обжатием (0,8 — 1,2%). Стан включает в себя четырехвалковую клеть, разматыватель, натяжное устрой­ство полосы, моталку, устройства для гидрорегулирования прогиба рабочих валков и приборы контроля величины обжатия. Дрессировку про­изводят за один проход при скорости 10 — 20 м/с с целью повышения пластических свойств металла и придания поверхности полосы опреде­ленной шероховатости.  При прокатке с обжатием 0,8 — 1,2%    происходит   упрочнение    поверхностного  слоя полосы и устранение площадки текучес­ти на кривой напряжение — деформация, что предотвращает образование линий сдвига в процессе штамповки из листа изделий.  После дрессировки с течением времени происходит старение металла. В результате старения в течение 4 часов при 100°С (один год естественного старения) у стали 08кп (пс) напряжение течения  возрастает с 200 МПа до 245 МПа, твердость  HRB  с 43 до 46,5, а относительное удлинение снижается с 50 до 49. При штамповке появляются на поверхности изделия линии сдвига. Механические свойства нестареющей стали 08Ю в результате старения практически не изменяются.

   Дрессировку осуществляют в рабочих валках с насеченной поверх­ностью и получают полосы с шероховатостью   1,5 — 1,8 мкм R. Та­кие листы обладают большими вытяжными свойствами при штамповке, чем листы с гладкой поверхностью. При штамповке изделий из листов с шероховатой поверхностью смазка входит во впадины шероховатости, тем самым снижая внешнее трение и улучшая условия штампуемости. Кроме того, наличие шероховатости на листе обеспечивает лучшее схватыва­ние покрытия с поверхностью изделия.

   После дрессировки рулоны отгружают потребителю или режут на листы соответствующей длины на агрегате поперечной разделки (АПР) или на узкие полосы на агрегате продольной резки  (АПрР). Агрегаты поперечной резки  (рис.4.22) обеспечивают получение обрезанных листов длиной 2 — 12 м и толщиной 1,2 — 4 мм. Скорость движения полосы в АПР 0,5 – 2,5 м/с. На других агрегатах, кроме резки на мерные длины, производят и все другие операции отделки листов: правку, обрезку боковых кромок, дрессировку, отбор проб, осмотр поверхности, сортировку и упаковку.

   Некоторые технические показатели работы листовых (полосовых) станов представлены в табл. 4.5.

Таблица 4.5. Технические показатели станов

Показатели Станы*
толстолистовые ШСГП ШСХП
Расход металла, кг/т 1,8 – 1,27

(слябы)

1,35 – 1,87

(слитки)

1,03 – 1,07 1,07 – 1,13
Расход электроэнергии, кВт×ч/т 40 – 80 60 – 70 90 — 120
Расход тепла на нагрев 1 т металла, МДж/т 2,51 – 3,54 2,1 0,96 – 1,0
Расход воды, м3/ч

м3/т

2100 – 2600

20 – 30

7000 – 8000

(на стане)

1,0

Расход валков, кг/т 0,8 — 2,5 0,8 – 1,5 0,8 – 1,5
Расход защитного газа при отжиге рулонов, м3/т 12
Расход серной кислоты на травление, кг/т 10 – 15

*)  ШСГП – широкополосный стан горячей прокатки;

ШСХП – широкополосный стан холодной прокатки.

for-engineer.info

Назначение процесса дрессировки холоднокатаных полос. Производство проката |

Под процессом дрессировки понимают прокатку полосового металла с малыми обжатиями (до 8% относительного обжатия). Величина относительного обжатия определяется целью применения дрессировки.

Дрессировку применяют для придания холоднокатаному металлу свойств, необходимых для дальнейшей обработки давлением, получения полос и листов требуемой точности, высокой планшетности и требуемого качества поверхности.

Назначение процесса дрессировки холоднокатаных полос

Необходимость дрессировки холоднокатаных полос и листов обусловлена тем, что после отжига холоднокатаная сталь характеризуется четко выраженной площадкой текучести, хорошо проявляющейся при испытании образцов на растяжение. При дальнейшей холодной штамповке деталей из такой листовой стали на отдельных участках поверхности изделий появляются дефекты — линий сдвига, получившие название линий Чернова — Людерса. Схематически зависимость параметров напряжения (а) — деформации (г) показана на рис.109.

Из диаграммы рис. 109, а видно наличие двух пределов текучести — верхнего (максимального напряжения при завершении упругой деформации) и нижнего (деформация продолжается без упрочнения металла). Деформация, соответствующая площадке текучести, неоднородна (зубцы на диаграмме).

Механизм возникновения верхнего и нижнего пределов текучести, а также площадки текучести, в работе [28] объяснены с позиций теории дислокаций Коттрелла. По этой теории атомы примесей (углерода и азота) притягиваются к линиям дислокаций, образуя «облака примесных дислокаций» (облака Коттрелла). Они закрепляют дислокации и затрудняют их движение при приложении нагрузки. Для начала пластического течения дислокации необходимо оторвать от облаков, что требует приложения больших сил. Верхний предел текучести соответствует напряжению, необходимому для отрыва дислокаций от их облаков. Более низкое напряжение, достаточное для движения освободившихся от облаков дислокаций, соответствует нижнему пределу текучести. При последующей деформации (за площадкой текучести) металл упрочняется, поскольку атомы примесей закрепляют дислокации вновь. Упрочнение металла наступает в результате образования новых дислокаций и взаимодействия дислокаций между собой, также затрудняющего их движение, то есть на этой стадии деформации пластическое течение металла возможно лишь при постоянно повышающемся напряжении.

Если малоуглеродистую отожженную полосу прокатать с относительным обжатием, превышающим значение 0,1% (см. рис.109, то при дальнейшей штамповке линии Чернова — Людерса не возникнут, поскольку у металла, получившего небольшой поверхностный наклеп, диаграмма примет вид, показанный на рис.109, б.

Исследованиями установлено, что при дрессировке полос из малоуглеродистых сталей с относительным обжатием 0,5-1,2% условный предел текучести металла уменьшается, а при больших обжатиях увеличивается (рис. 110). Из рисунка видно, что в диапазоне обжатий 0,8-1,2% разница величин максимальна.

Описанный характер изменения предела текучести также объясняется с помощью теории дислокаций. При дрессировке дислокации освобождаются от окружающих их облаков примесей атомов углерода и азота. При повышенных же обжатиях они возникают вновь, вызывая упрочнение стали.

Рис. 109. Диаграммы растяжения образцов малоуглеродистой холоднокатаной отожженной (а) и отожженной и продрессированной (б) стали: 1 — участок упругой деформации; 2 — верхний предел текучести; J — нижний предел текучести; 5Т — удлинение при постоянном пределе текучести (длина площадки текучести)

Рис. 110. Зависимость условного предела текучести а02 и предела прочности

dlja-mashinostroitelja.info

Способ дрессировки тонколистового проката

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к дрессировке холоднокатаной жести. Изобретение направлено на повышение производительности за счет сокращения времени на охлаждение перед дрессировкой и повышения температуры дрессируемого металла с сохранением всех требуемых механических свойств. Способ заключается в прокатке с малыми обжатиями, причем при температуре дрессируемого металла до 45oC относительные обжатия составляют 0,5-2,2%, при температуре 45-75oC - 0,5-1,5%, а при температуре 75-90oC - 0,5-0,8%. Изобретение обеспечивает сокращение цикла производства жести. 1 табл.

Изобретение относится к области прокатного производства, а именно к дрессировке холоднокатанной жести.

Технология дрессировки тонколистового проката описана в книге Н.И. Шефтеля. Холодная прокатка листовой стали, с. 103-104, 108-117. Технология дрессировки заключается в прокатке с малыми относительными обжатиями при температуре прокатываемого металла 30-40oC. Недостатком способа дрессировки является ограничение по температуре дрессируемого металла (не выше 40oC), что требует значительного времени на остывание и приводит к снижению производительности. Наиболее близки к предлагаемому изобретению является способ дрессировки жести, который заключается в том, что для получения всех необходимых свойств при дрессировке жести на двухклетевом стане степень деформации должна быть в пределах 1,75-3,0%. Способ описан в книге С.П. Антонова, М.И. Куприна, А.Ф. Пименова, Л. В. Радюкевича, Н.М. Шакирова. Холодная прокатка жести. М.: Металлургия, 1965, с. 198-204. Недостатком данного способа дрессировки является то, что при таком способе не всегда возможно получение металла с нужными механическими свойствами, например, если дрессировку металла производить при температуре выше 40oC, т.е. также имеет место ограничение по температуре дрессируемого металла. Техническая задача, решаемая изобретением - расширение температурного интервала дрессируемого металла, что приводит к увеличению производительности. Для решения этой задачи способ дрессировки тонколистового проката, включающий прокатку с малыми обжатиями, ведут при температуре дрессируемого металла, не превышающей 90oC, с относительными обжатиями 0,5-2,2%, при этом при температуре до 45oC обжатия не превышают 2,2%, при температуре 45-75oC обжатия не превышают 1,5%, а при температуре 75-90oC обжатия не превышают 0,8%. Способ дрессировки осуществляют следующим образом. Отожженную холоднокатаную полосу толщинами 0,20-0,36 мм, смотанную в рулон, ставят на транспортер рулонов (приемный стеллаж) дрессировочного стана. С приемного стеллажа рулон одевается на барабан разматывателя. После установки в разматывателе производят заправку переднего конца полосы в валки натяжного устройства. Перед задачей полосы в валки производят замеры температуры термопарой типа ЭТП-М. Класс прибора точности 2,5. После заправки полосы в стан устанавливают натяжение полосы между клетями и моталкой и выбирают режим обжатий в зависимости от замеренной температуры полосы. Если температура металла перед дрессировкой до 45oC, то относительные обжатия устанавливают в пределах 0,5-2,2%. При обжатиях ниже 0,5% идет недрессированный металл, а при обжатиях выше 2,2% не достигаются необходимые механические свойства (например, твердость) металла. Если температура металла перед дрессировкой 45-75oC, то относительное обжатие устанавливают 0,5-1,5%. При обжатиях ниже 0,5% идет недодрессировка металла, а при обжатиях выше 1,5% - не достигаются требуемые механические свойства. Если температура металла перед дрессировкой 75-90oC, то обжатия выбирают 0,5-0,8%. Здесь также при обжатиях меньше, чем 0,5% происходит недодрессировка металла, а при обжатиях больше, чем 0,8% не достигаются необходимые механические свойства металла. Результаты опытных дрессировок жести из стали 08ПС толщиной 0,28 мм, проведенных по предлагаемому способу и прототипу, приведены в таблице. Требуемый верхний предел твердости после дрессировки в данном случае должен быть 58,5 HRT. Из таблицы следует, что при дрессировке жести по прототипу при повышении температуры дрессировочного металла не достигается требуемая твердость (пример N 2). При дрессировке по предлагаемому способу твердость не соответствует только в тех случаях, когда относительные обжатия выходят за пределы заявляемых (пример N 5,8,11). Таким образом, предлагаемым способом можно осуществить дрессировку жести, значительно подняв предел по температуре (до 90oC), при этом механические свойства соответствуют техническим требованиям. Таким образом, сокращается цикл производства жести за счет уменьшения времени на охлаждение, что приводит к значительному увеличению производства без дополнительных капитальных затрат.

Формула изобретения

Способ дрессировки тонколистового проката, преимущественно жести, включающий прокатку с малыми обжатиями, отличающийся тем, что дрессировку ведут при температуре дрессируемого металла, не превышающей 90oC, с относительными обжатиями 0,5 - 2,2%, при этом при температуре до 45oC обжатия не превышают 2,2%, при температуре 45 - 75oC обжатия не превышают 1,5%, а при температуре 75 - 90oC обжатия не превышают 0,8%.

РИСУНКИ

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Дрессировка жести. Производство проката |

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, %……

dlja-mashinostroitelja.info


Смотрите также