SU908447A1 - Способ регулировани процесса гор чей прокатки металлических полос - Google Patents

Description

(ЗЮ СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛОС

I

Изобретение относитс  к автоматизации металлургических процессов, в частности автоматизации прокатного производства, и совершенствует способ регулировани  процесса гор чей прокатки металлических полос из малоуглеродистых и низколегированных марок сталей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ регулировани  процесса гор чей, прокатки металлических полос, заключающийс  в .том, что варьируют температуру конца прокатки и смотки по содержанию углерода. В этом способе при выборе и регулировани  обычно ориентируютс  на диаграмму железоуглерод , согласно которой при повышении содержани  углерода в стали аустенит стабилизируетс , что создает услови  дл  снижени  и соответственно T . Регулирование процесса рекомендуетс  выполн ть

так, чтобы ,прокатку полосы заканчивать при сравнительно низкой температуре , котора  еще допустима из услови  прочности клети и мощности привода прокатного стана, однако выше температуры полиморфных превращений стали. Прокатке полос ниже температуры полиморфных превращений неизбежно приводит к разнозернистости структуры II.

Claims (2)

1. Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает стабильности механических свойств и высокого выхода годного полос. При таком подходе к регулированию процесса и выбору оптимальных технологических параметров прокатки металлических полос по известному способу не учитываетс , как вли ние деформации, так и вли ние легирующих элементов на изменение устойчивости аустенита (по сравнению с диаграммой железоуглерод ) . Легирование железоугле3 родистых сплавов марганцем и други ми элементами, характерными, напри мер, дл  химического состава малоуглеродистой стали, снижает температуру происход щих при гор чей прокатке полиморфных превращений: у 08кп JT -решетка превраща етс  в о( -решетку при , и у стали СтЗ.- при . Таким образом ориентаци  на содержание углерода как показатель, характеризующий химический состав стали в целом, и диаграмму железоуглерод как теоретическую основу п выборе оптимальных температурных режимов и регулировании процесса го р чей прокатки полос в производственной практике оказываетс  неэффек тивной и затрудн ет BMpa6oTky рациональных путей повышени  стабиль ности механических свойств и увеличени  выхода годного гор чекатанных полос. изобретени  - повышение ста бильности механических свойств и увеличение выхода годного металлических полос за счет упреждающего регулировани  температуры конца прокатки и смотки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что по способу, заключающемус  в том, что варьируют температуру конца прокатки и смотки, дополнител но перед подачей металла на стан измер ют йеличину электронного экви валента многокомпонентной метал/1ической системы, варьирование температуры конца прокатки и смотки осуществл ют пр мо пропорционально изменению величины электронного эквивалента , исход  из зависимостей Z - С z -с, TCH н величина электронно эквивалента, ; температуры конца прокатки и смотки п лосы , С; коэффициенты.пропор кп циональности, 1600 J , 7 и GC - константы,с; CCM 522 °С; 1020°С. Электронный эквивалент  вл етс  интегральной характеристикой межатомного взаимодействи  в многокомпонентной системе и определ етс  как среднестатическое число электронов, участвующих в образовании химической св зи между двум  атомами, расположенными в узлах кристаллической решетки . Парные линейные зависимости (1) и (2) получены на основании статической обработки данных массового производства листов и полос из малоуглеродистой и низколегированной стали (массив, включающий 63 плавки,коэффициент коррел ции г 0,96). Поскольку электронный эквивалент  вл етс  интегральной характеристикой химического состава стали при любом числе и химической индивидуальности ВХОДЯЩИХ в ее состав компонентов, предлагаемый способ регулировани  обеспечивает оптимальное сочетание химического состава и технологии прокатки металлических полос. Сущность предлагаемого способа регулировани  процесса гор чей прокатки металлических полос состоит в следующем. Конкуренци  процессов упрочнени  и разупрочнени  при гор чей деформации по своей физической сущности предполагает, что дл  каждого конкретного состава стали может быть подобрано такое сочетание температуры и схемы деформации, когда эти процессы компенсируют друг друга, или роль одного из них становитс  определ ющей. При регулировании процесса гор чей прокатки необходимо учитывать р д существенных дл  технологии и обеспечени  качества обсто тельств, основными из которых  вл ютс  сохранение максимальной пластичности стали при температуре деформации и изменение в структурном .состо нии стали после .деформации. При относительно стабильной схеме деформации на широкополосных станах задача оптимильного регулировани  процесса гор чей прокатки полос сводитс  к установлению оптимального соотношени  между составом стали и температурами конца прокатки и смотки.Задачи такого плана 5 были нерешаемыми из-за отсутстви  методов оценки уровн  легировани  аустенита. Разработка системы непол ризованных ионных радиусов позво л ет устранить этот недостаток, поскольку химическое состо ние мног компонентной системы можно охарактеризовать одним интегральным параметром - электронным эквивалентом состава (Z). Дл  сплава АпВщС(, (n,m,k,f,h - мольные доли компонентов; их сумма равна единице) ,. -.rf.i4 Z - tgdA xm2+AeA-B-2mn- AtA-r2nK -...At -E-2Kht ACD-H-Zth, где R и индивидуальные дл  атомов каждого элемента коэффициенты уравнений системы непол ризованных радиусов; d - период решетки; Л рассчитываема  по RA tg и d характеристика (суммарный зар д) взаимодействи между неоднородными атомами. Из приведенного выражени  следует что величина Z в комплексном виде учитывает веро тности образовани  и зар ды всех типов парных св зей. Увеличение числа компонентов в систе ме отражаетс  лишь на числе членов в правой части уравнени . При определении величины Z дл  стали конкретной партии, плавки необ ходимо задать химический состав стаЛИ в весовых процентах, а также параметры R и tgc(. Дл  облегчени  вычислительной процедуры расчет Z выполн етс  на ЭВМ. В программу вклю чены значени  R и tgct86 элементов периодической системы Д.И. Менделеева . В качестве исходных данных достаточно иметь химический состав ста ли. Программа вычислений Z на ЭВМ : довольно проста и включает следующие этапы. 1. Пересчет химического состава стали в весовых процентах в мольные доли по стандартной методике. В качестве примеру рассматриваем опреде7 ление мольных долей дл  стали марки 1ОГ2С1, имеющей следующий химический состав, вес.%: С 0,100; Si 0,80; Мп 1, S 0,023; Р 0,029; Fe остальное. По атомным весам компонентов и составу (вес.). системы (0,1 С + + 0,8 Si + 1,54 f-bi + 0,023 S + + 0,029 Р + 97,508 Fe) определ етс  число грамм-молей в М .. 08 1,54 . 0,029 IFTT 5579 32,1 97,508 0,0083 0,0285 + 0,0281 + 0,0007 + 0,0009 + 1,7459 1 ,8124 г/мол. Мольна  дол  каждого из компонентов определ етс  путем делени , числа его грамм-молей на общее число грамм-молей в системе. В рассматриваемом примере получаем: 0,0046 - мольна  до1 ,8124 л  (С); 0,0285 0,0157 мольна  л  (Si); 0,0281 0,0155 - мольна  до1 ,8124 л  (N5n); f 0,0007 0,00039 - мольна  1,8124 дол  (S); , 0,0009 0,0005 - мольна  1,8124 дол  (Р); „ - Ь7459 0,9633 - мольна  2 -ТД12 дол  (Fe.).
2. 2. По рассчитанным значени м мольных долей и известным величинам R и tgd определ ютс  характеристики Абд-в t А-С т где ueA-B uttcrtsa A ic)-tMnr,a fl-B AejtvtS); ); AKA-F tM-tFelvME-rAeEpl-tF). 3- с помощью метода последовательных приближений, исход  из услови  равновеси  ОЦК - решетки стали, определ етс  значение периода решетки. 4. В уравнение (3) представл ют  значени  мольных долей (n,in..ig), еличины Р и tg оС компонентов стаи , характеристики АЕ иопредеенное методом последовательных риближений значение периода решети d. Приведенна  последовательность вычислений производитс  на ЭВМ по заранее разработанной программе, а в качестве исходных данных необходимо задать лишь химический состав конкретной стали. Поэтому вычис ление Z может выполн тьс  сколь угодно оперативно и не св зано с какими-либо трудност ми. Отсутствие четких границ по уров ню свойств между марками углеродистой , и низколегированной сталей  вл етс  следствием перекрыти  соответствующих им значений Z в резуль тате колеблемости концентраций ле .гирующих компонентов в пределах марочного состава. Наличие, подобных четких количественных св зей между свойст вами (6в (ёт, 65, л-н) с одной стороны и Zy - с другой использовано в предлагаемом техническом решении дл  выбора оптимального регулировани  процесса гор чей прокатки полос. В результате анализа экспериментального материала, характеризующего изменение комплекса химических свойств ., Й5,а.н,НКВ) гор чекатанных полос различной тол щины при одновременном изменении состава, и TOVI установлено,что наилучшее сочетание прочностных и пластических характеристик полосово стали и отсутствие случаев отбраков ки полос по механическим свойствам обеспечиваетс  при регулировании процесса прокатки по зависимост м (1) и (2)-. Дл  реализации предлагаемого спо соба перед или во врем  гор чей про катки по планочному химсоставу стали рассчитывают соответствующее ему значение Z и производ т упреждающее регулирование температуры конца прокатки и смотки в соответствии с указанными зависимост ми (1) и (2). Воздействие на Т и Т может осуществл тьс  любым из используемых в практике листопрокатного прои водства способом - изменением темпе ратуры нагрева сл бов под прокатку подстуживанием между проходами и т.д. При посто нной величине электрон ного эквивалента стали в пределах плавки, партии полос или даже одной полосы (слитка, сл ба) температуры конца прокатки и смотки Тем под держивают посто нными и механически 78 свойства металла после прокатки (в годовом состо нии) будут относительно стабильными. Отклонени  свойств от заданного уровн , вызванные воздействием разнообразных случайных факторов технологии гор чей прокат ки (колебани  толщины, величины обжати  и др.), будут небольшими и не будут выходить за пределы допускаемых значений показателей свойств, оговоренных стандартами, техническими услови ми или какой-либо другой нормативной документацией. При изменении электронного эквивалента металла новой партии, нового сл ба, новой полосы или по длине полосы управл ющее вычислительное устройство с помощью уравнений (1) и (2) находит, такие значени  температур конца прокатки и смотки, которые позвол ют сохранить неизменным уровень механических свойств прокатного металла, уровень качества продукции. Далее ригнал о требуемых и Тем поступает на исполнительный механизм, который осуществл ет изменение температур конца прокатки Ткп и смотки Тем . Как уже отмечалось , изменение Ткп.и может быть выполнено путем перераспределени  обжатий в клет х чистовой и черновой групп широкополосного стана, изменением скорости прокатки, принудительного межклетевого охлаждени  металла, изменением расхода воды, подаваемой на полосу на отвод щем рольганге и др. Выбор одного из этих методов зависит от конкретных условий и возможностей оборудовани  стана. По предлагаемому способу возможНО регулировать и,Тем упреждением , с предварительной компенсацией возмущающего воздействи  от изменени  химического состава прокатываемого металла, не допуска , чтобы даже часть продукции была прокатана при неблагопри тных и и получила отклонени  механических cвoЙQTв от заданного уровн . Это естественно обеспечит увеличение выхода годного полос (продукции ) . Формула изобретени  Способ регулировани  процесса гор чей прокатки металлических по9908i лос, заключающийс  в том, что варьируют температуру конца прокатки и смотки по содержанию углерода, отличающийс  тем,что, с целью повышени  стабильности ме- 5 ханических свойств и увеличени  выхода годного металлических полос за счет упреждающего регулировани  температуры конца прокатки и смотки, перед подачей металла на стан изме- ю р ют величину электронного эквивалента многокомпонентной металлической системы, при этом варьирование температуры конца прокатки осуществл ют пр мо пропорционально 15 .изменению величины электронного эквивалента, исход  из зависимостей Ткп к КП -KП К см Z- - сн - величина электронного эквивалента,Р; кп и JCH температуры конца прокатки и смотки полосы,°С; кп коэффициенты пропорград циональности, константы, С. Источники информации, тые во внимание при экспертизе Юдин М.И. и др. Рулонный спороизводства холоднокатаных лисМ ., Металлурги , 1966, с. 21,