Введение к работе
Актуальность темы. Повышение качества продукции, снижение эксплуатационных затрат невозможно без технической модернизации и внесения существенных изменений в технологию производства листового проката. В настоящее время на всех предприятиях черной металлургии РФ, где производится прокат или метизы, повсеместно для удаления окалины применяются травильные установки и агрегаты, эксплуатация которых сопряжена с большими расходами на их содержание. Морально и физически устаревают станы для холодной и горячей прокатки листов и полос. Существует большой процент отсортировки по точности размеров готового проката. По качеству поверхности российский листовой прокат уступает зарубежному (США, Германия), существует значительный расход валков и подшипников из-за поломок, причиной которых являются большие нагрузки на валки в наиболее уязвимых местах. Производство листовой стали остро нуждается в настоящее время в новых экономичных и эффективных способах ее получения.
Одним из самых перспективных способов очистки проката от окалины является метод абразивно-порошковой очистки. Перспективным считается и новый способ прокатки полос в клетях с электромагнитным нажимным механизмом. Поэтому применение этих способов для производства листовой стали приобретает важное народнохозяйственное значение. Цель работы. На основе теоретических и экспериментальных исследований способов поверхностной обработки и прокатки широких полос разработать новые, более эффективные способы очистки и прокатки, а также оборудование для их реализации, обеспечивающее производство проката более высокого качества при минимальных эксплуатационных затратах. Методы исследований. В работе использованы аналитические и технологические методы исследований, методы экспериментальных исследований на действующих моделях. Для расчета основных энерго-силовых параметров очистки поверхности проката от окалины применялась модель зернистой среды, позволяющей учесть действительную гранулометрическую структуру абразивного порошка и поведение отдельных абразивных частиц и их совокупностей при взаимодействии со слоем окалины. Для расчета основных энерго-силовых параметров прокатки широких полос в магнитном поле ис-
пользовалась методика расчета магнитной технологической оснастки, позволяющая устанавливать математические зависимости взаимодействия прокатных валков в магнитных полях на основе электромагнитной теории. Для экспериментальных исследований разработаны методика расчета и измерения энерго-силовых параметров очистки и прокатки широких полос в магнитных полях, а также созданы действующие модели абразивно-порошковой очистки полос от окалины роторного типа и прокатной клети, позволяющие оценить эффективность новых способов очистки и прокатки широких полос с применением магнитных полей. Научная новизна.
Создан оригинальный способ фиксации абразивных частиц в очаге очистки в агрегатах роторного типа.
Разработан способ дополнительного вибрационного воздействия на очаг очистки, существенно повышающего однородность микрорельефа поверхности полосы в продольном и поперечном направлениях.
Установлено влияние электромагнитных полей, применяемых в процессе очистки, на коррозионную стойкость низкоуглеродистых и высоколегированных сталей.
Впервые в технологии обработки металлов давлением (прокатки полос) создан способ управления зазором между прокатными валками с помощью электромагнитных систем различных конструкций, исключающий применение нажимных механизмов.
- Установлено влияние электромагнитных полей, применяемых в процессе
прокатки, на основные механические характеристики готового проката (пре
дел текучести и относительное удлинение) и на основные энерго-силовые
параметры прокатки (усилие, момент и мощность прокатки).
Практическая ценность.
1.Разработан способ удаления окалины с поверхности широких полос при помощи ферромагнитных абразивных порошков в установках роторного типа с применением магнитных полей.
2.Разработан способ очистки поверхности полос от окалины тонким абразивным слоем порошка, нанесенным на упругую подложку. 3.Разработан способ прокатки полос в клетях с электромагнитным нажимным механизмом.
4.Проведенные экспериментальные исследования позволили разработать рад новых технологических процессов очистки от окалины и прокатки полос с применением электромагнитных полей и создать принципиально новые установки и прокатные клети для их осуществления, что приводит к значительному повышению технико-экономических показателей при производстве го-
рячекатаных и холоднокатаных полос.
5.Проведено опытно - промышленное апробирование новых технологий. Реализация работы. Результаты работы реализованы в следующих видах: 1 .Изготовление, монтаж, испытание и исследования на действующей модели агрегата абразивно-порошковой очистки роторного типа (1986-1999 г.). 2.Изготовление, монтаж, испытания и исследования на действующей модели прокатной клети с электромагнитной системой прижатия валков к полосе (1995-1999 г.). 3.Экспериментальные исследования пластичности металлов на лабораторном волочильном стане в магнитных полях (1991-1999 г.).
^Экспериментальные исследования коррозионной стойкости металлов на лабораторной установке в магнитных полях (1993-1999 г.). 5.Рабочий проект агрегата АПО РТ для Верх-Исетского метзавода. б.Технический проект прокатной клети на усилие 50 тс. (стадия - техническое предложение)
Достоверность теоретических положений и выводов обоснована сравнением расчетных данных и данных, полученных при экспериментальных исследованиях на действующих моделях. Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены:
на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Бескислотные способы удаления окалины", г.Днепропетровск, 1989 г.
на Международной научно-технической конференции "Ресурсосберегающие технологии, связанные с обработкой металлов давлением", г.Владимир, 1996 г.
на семинаре кафедры прокатки Санкт-Петербургского технического университета, 1998 г.
на Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах», г. Череповец, 1999 г.
на III конгрессе прокатчиков, г. Липецк, 1999 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 статей и докладов, новизна и практическая значимость технологических и конструкторских решений подтверждена 28 авторскими свидетельствами и патентами.
Объем диссертационной работы. Основной материал диссертации ( Y&Q стр. машинописного текста) включает Введение, 4 главы, общие выводы и литературу из 73 наименований, перечень приложений из 2о_ наименований, \Z%wm., S/" табл.