Назовите и дайте характеристику различных схем термической обработки холоднокатаной полосовой стали

В производстве листовой стали, применяют следующие виды термической обработки (Т.О.): закалка, нормализация, отжиг (рекристализационный, обезуглераживающий, высокотемпературный) и отпуск.

Закалка: применяется для отжига холоднокатаных аустенитных и аустенитно-мартенситных нержавеющих сталей. Закалка производится для снятия наклепа и получения равномерной структуры аустенита, т.к.при холодной прокатке происходит образование мартенситной составляющей. Нагрев металла под закалку производят в проходных печах при температуре 1100-1150⁰С в окислительной среде с последующим быстрым охлаждением в воде.

Нормализация: Нормализации подвергают, малоуглеродистые стали, в основном при получении неблагоприятной структуры после горячей прокатки. Нормализация является одной из разновидностей Т.О.-отжига, связанная с нагревом стали выше линии GSE (т. А_с3 и А_ст). При нормализации охлаждение металла на стойком воздухе, поэтому структура металла будет мелкозернистой, и следовательно более высокие твердостные характеристики.

Отжиг: предназначен для устранения наклепа и получения структуры, обеспечивающей необходимые механические и технологические свойства стали.

Рекристализационный отжиг: которому подвергается основной обьем холоднокатаной стали, производится при температуре близкой к точке А_с1 , с определенной выдержкой при этой температуре. При рекристализационном отжиге применяют так называемую защитную атмосферу, содержащую 3-5% Н₂,а остальное N₂ (азот).

Обезуглераживающий отжиг: применяют для малоуглеродистых сталей, предназначенных для глубокой вытяжки, и электротехнических сталей. Процесс обезуглероживания обычно совмещают с процессом светлого отжига. Температура при обезуглераживающем отжиге (в непрерывных печах) составляет 750-850⁰ С. При этом отжиге применяют защитную атмосферу, содержащую 40% Н₂, остальное N₂.

Высокотемпературный отжиг: предназначен для получения заданной текстуры, обеспечивающей необходимые технологические свойства стали. При этом отжиге происходит укрупнение зерна феррита, коагуляция включений, повышение однородности металла и удаление углерода, а также серы, фосфора и др. вредных примесей. Высокотемпературный отжиг производится при температуре 1150-1180⁰ С в атмосфере чистого воздуха и газа, содержащего 75% Н₂, и 25% N₂.

Отпуск.: при данном виде Т.О преследуют следующие цели - это получение из неустойчивой структуры металла, более устойчивую, снизить внутренние остаточные напряжения, понизить хрупкость закаленной стали. Температура при отпуске металла прошедшего рекристализационный отжиг, составляет 300-450⁰ С. Стали прошедшие высокотемпературный отжиг, для удаления «рулонной кривизны», подвергают отпуску при температуре 700-800⁰С.

Рекристализационный отжиг бывает длительным (отжиг рулонов в колпаковых печах) и кратковременный (отжиг полос в проходных печах). Длительному отжигу подвергают большую часть полос, качественной стали для глубокой вытяжки. Длительный отжиг рулонов осуществляют в колпаковых печах. В зависимости от их конструкции и типа, холоднокатаные рулоны в одностопных и многостопных печах, отопляемых природным газом или электрическими элементами.

Рекристаллизация начинается при температуре близкой к 500⁰ С. Однако при этой температуре процесс протекает медленно. Достаточно быстро процесс протекает при температуре 540-600⁰ С.

2.Определить усилие прокатки в клети кварто из условия прочности шейки рабочего валка на скручивание. Материал валка - чугун; ;

Решение:

Результирующие напряжения для чугунных валков сформулировано на основании теории Мора.

Литература: «Машины и агрегаты металлургических заводов» том 3 стр. 204

Допускаемое напряжение для чугунных валков:

условия на скручивание (нет износа)

Крутящее напряжение в шейке:

Определяем момент кручения шейки :

Определяем момент прокатки:

где - длина дуги захвата, мм; - усилие прокатки, мН; - коэффициент приложения усилия металла на валки: =0,5

Определяем длину дуги захвата:

берем радиус рабочего валка:

Определяем момент трения в подшипниках:

где - коэффициент трения, для подшипников качения

мН*м

Определим момент кручения шейки:

мН*м

Определим крутящее напряжение в шейке рабочего валка:

мПа

Определяем результирующее напряжение:

Подставим результирующее напряжение для нахождения усилия прокатки допускаемое давление металла на валки, т.е.

, - возьмем максимальное значение

3.Определить темп прокатки на 4-х клетевом стане 1700 холодной прокатки при прокатке полосы размером 0,7 х 1270 мм. Размер подката 2,5 х 1270 мм. Масса рулона 28 тн., рулон сварен из 4-х горячекатаных полос. Расстояние между клетями 5,8 м. Заправочная скорость 0,75 м/с. Ускорение и замедление стана

а=b=30 об/мин/с. Время подачи рулона в разматыватель и задача в валки 1-й клети 26 сек. Время увязки и снятия рулона с моталки 8 сек.

Режим обжатий:

Решение:

Найдем время прокатки на заправочной скорости:

где - радиус моталки,м

Определяем заправочную скорость :

Определяем - время прокатки на заправочной скорости:

Определяем время разгона от заправочной скорости до рабочей скорости:

Определим время в течении которого прокатывается полоса при замедлении от до :

Определяем время прокатки шва:

Найдем время работы:

Найдем длину рулона на заправки:

Определим :

Находим ритм прокатки:

4. Обьясните смысл прокатки с натяжением полосы между клетями, с образованием петли между клетями. В чем преимущество и недостатки каждого способа прокатки?

При прокатке металла с натяжением между клетями происходит следующее:

Преимущества: - стабильная прокатка полосы на группе прокатных клетей;

- уменьшение давление прокатываемого металла на валки;

- уменьшение трения между полосой и валками;

Недостатки: - при неконтролируемом натяжении полосы между клетями, происходит получение несоответствующих, геометрических размеров готового проката;

- при прокатке сортовой стали (арматуры) не возможно получить постоянный вес 1-го погонного метра;

- увеличение расходного коэффициента металла.

При прокатке металла с образованием петли между клетями происходит следующее:

Преимущества: - получение точных геометрических размеров готового проката, при

контролируемом петлерегулировании;

при прокатке сортовой стали (арматуры), возможность получения стабильного веса 1-го погонного метра;

- постоянный расходный коэффициент при прокатке определенного профиля;

- стабильная прокатка при полном автоматическом контроле;

Недостатки: - увеличение давление металла на валки;

- увеличение трения между полосой и валками;

- возможность переполнения калибров