Московский политехнический университет, Москва, Россия

Р. Л. Шаталов, профессор кафедры обработки материалов давлением и аддитивных технологий, докт. техн. наук, эл. почта: r.l.shatalov@mospolytech.ru

Приведены результаты экспериментального исследования распределения внешних продольных напряжений, измеренных магнитоанизотропным датчиком по ширине (250 мм) стальной (08кп) полосы толщиной около 1 мм при холодной прокатке на выходе стана 205/360×500. Экспериментально установлено, что на величину и распределение контактных напряжений по ширине полосы влияет величина и характер распределения продольных напряжений во внешних частях раската. Увеличение растягивающих напряжений во внешних частях полосы приводит к уменьшению нормальных контактных напряжений и величины среднего давления металла на валки, и наоборот. Предложено уравнение для расчета коэффициента влияния неравномерности продольных напряжений на давление металла на валки. С использованием систем автоматического проектирования проведены компьютерное моделирование и расчет деформационных и силовых показателей прокатки тонких полос с учетом влияния характеристик внешних частей проката на очаг деформации. Показаны изменения сил прокатки по длине тонких полос из стали 08кп на стане 150×235, оборудованном микроконтроллерной системой измерения нагрузок на валки. Результаты измерения показали, что сила прокатки при деформировании концевых участков полос в 2–3 раза меньше, чем средней части из-за слабого влияния внешних частей полосы на давление и силу прокатки. Выполнен количественный анализ изменения размеров полос и сил прокатки на стационарных и неустановившихся участках по длине полосы. Уточнено уравнение для определения среднего давления металла на валки, учитывающее влияние внешних частей и жесткости полосы на очаг деформации при тонколистовой прокатки. Показано, что предложенные уравнения позволяют существенно повысить точность расчета давления и определение сил прокатки по длине тонких полос и лент. Учет влияния характеристик внешних жестких частей полосы позволяет уменьшить погрешность определения среднего давления в среднем с 23,8 до 4,9 %.

1. Максимов Е. А., Шаталов Р. Л., Босхамджиев Н. Ш. Производство планшетных полос при прокатке. — М. : Теплотехник, 2008. — 336 с.
2. Черный В. А., Чабоненко А. А., Янкова С., Тамбовская С. В., Караваев А. В. Самовыравнивание деформации по ширине полосы : сб. научн. тр. Международной научно-практической конференции «Современная металлургия начала нового тысячелетия. К 80-летию НЛМК». 17–21 ноября 2014 г. — Липецк : Изд-во ЛГТУ, 2014. С. 33–37.
3. Шаталов Р. Л. Исследование условий деформирования металла на стадиях прокатки «жестких» и «мягких» концов полосы // Производство проката. 2011. № 8. С. 14–17.
4. Поляков Б. А., Коцарь С. А. Влияние условий прокатки на распределение остаточных напряжений по ширине полосы // Известия вузов. Черная металлургия. 1988. № 10. С. 54–57.
5. Кучеряев Б. В., Зиновьев А. В., Крахт В. Б. и др. Экспериментальная проверка формулы для расчета энергосиловых параметров листовой прокатки // Производство проката. 2002. № 4. С. 2–7.
6. Бельский С. М., Мухин Ю. А. Классификация технологических принципов регулирования плоскостности полос // Сталь. 2009. № 11. С. 47–50.
7. Шаталов Р. Л., Койнов Т. А., Литвинова Н. Н. Автоматизация технологических процессов прокатки и термообработки металлов и сплавов : учебн. пособие / под науч. ред. Р. Л. Шаталова. — М. : Металлургиздат, 2010. — 368 с.
8. Агуреев В. А., Курякин А. В., Руднев В. С. и др. Опыт использования измерителя плоскостности полосы ИП-4-ГП на стане горячей прокатки // Металлургия. 2004. № 1. С. 41–45.
9. Мингви Б., Чунхун Ж., Рамелот Д. и др. Современная система контроля плоскостности для повышения качества полосы на стане горячей прокатки № 1 в Бенкси // Черные металлы. 2005. № 6. C. 60–65.
10. Райншке И. У., Шмид Ф., Ламп Х., Миеле М. Новая система контроля профиля и плоскостности полосы для стана горячей прокатки // Черные металлы. 2004. № 7. С. 43–49.
11. Шаталов Р. Л., Куликов М. А. Влияние внешних частей полосы на деформационные и силовые параметры при тонколистовой прокатке // Металлург. 2020. № 9. С. 34–40.
12. Belskiy S., Mazur I., Lezhnev S., Panin E. Distribution of linear pressure of thin-sheet rolling across strip width // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2016. Vol. 51, Iss. 4. P. 371–378.
13. Кожевников А. В., Скрипаленко М. М., Кожевникова И. А., Скрипаленко М. Н. Оценка параметров очага деформации при симметричной и асимметричной холодной прокатке полосы с помощью компьютерного моделирования // Технология металлов. 2022. № 12. С. 43–51.

14. Sidelnikov S., Dovzhenko I., Belokonova I. Simulation of process rolling plates from alloy of Al–Mg system economically doped with scandium // Solid State Phenomena. 2021. Vol. 316. P. 509–514.
15. Skripalenko M. (Jr.), Skripalenko M., Tran Ba Hui, Ashuhmin D. et al. Detection of influence of upper working rolls vibration on thickness of sheet at cold rolling with the help of DEFORM-3D software // Computer Research and Modeling. 2017. Vol. 9, Iss. 1. P. 111–116.
16. Skripalenko M. (Jr.), Skripalenko M., Ashikhmin D., Sidorov A., Yang X. Wavelet analysis of fluctuations in the thickness of cold-rolled strip // Metallurgist. 2013. Vol. 57, Iss. 7-8. P. 606–611.
17. Kozhevnikov А., Bolobanova N., Kozhevnikova I., Shalaevskii D. The Study of influence of work rolls vibration during cold rolling on the quality of steel strip surface // Metalurgija (Metallurgy). 2020. Vol. 59, Iss. 1. P. 74–76.
18. Kozhevnikova I. A., Bolobanova N. L., Kozhevnikov A. V., Yusupov V. S., Kroitor E. N. Frictional-stress distribution in the deformation zone on cold rolling // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. № 7. P. 454–457.
19. Baranov G. L. Influence of strain hardening on the force in cold strip rolling // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. № 11. P. 739–744.
20. Baranov G. L. Improved calculation of the contact stress in strip rolling // Steel in Translation. 2015. Vol. 45. № 6. P. 447–452.
21. Garber E. A., Shalaevskii D. L., Kozhevnikova I. A., Traino A. I. Procedure and algorithms for the energy-force calculation of cold rolling allowing for the number of neutral sections in the deformation zone // Russian Metallurgy (Metally). 2008. Vol. 2008. № 4. P. 315–325.
22. Бельский С. М., Пименов В. А., Шкарин А. Н. Оценка фактической формы контура профиля поперечного сечения горячекатаного подката. Сообщение 2. Классификатор профилей // Черные металлы. 2020. № 12. С. 33–37.

23. Shkarin A. N., Bel’skii S. M., Pimenov V. A. Influence of the cross-sectional shape of hot semifinished rolled products on the formation of the plot of specific tension in cold-rolled strips // Metallurgist. 2020. Vol. 64, Iss. 7–8. P. 699–708.
24. Целиков А. И., Никитин Г. С., Рокотян С. Е. Теория продольной прокатки. — М. : Металлургия, 1980. — 318 с.
25. Зиновьев А. В., Колпашников А. И., Полухин П. И. и др. Технология обработки давлением цветных металлов и сплавов. — М. : Металлургия, 1992. — 512 с.
26. Зайков М. А., Полухин В. П., Зайков А. М., Смирнов Л. Н. Процесс прокатки. — М. : МИСиС, 2004. — 640 с.
27. Дема Р. Р., Синицкий О. В., Чикишев Д. Н., Харченко М. В., Кожушков Е. Ю. Исследование процесса формирования поперечного профиля и плоскостности горячекатаных и холоднокатаных полос в условиях ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» // Производство проката. 2006. № 3. С. 9–14.
28. Шаталов Р. Л., Передерий Ю. И., Передерий С. Ю. Автоматизированное рабочее место технолога-листопрокатчика // Производство проката. 2003. № 1. С. 15–18.
29. Belousov V. B., Tipalin S. A., Kalpin Y. G. How the material thickness affects 0,08% carbon cold-rolled sheet steel // Solid State Phenomena. 2020. Vol. 299. P. 409–417.
30. Tipalin S. A., Belousov V. B., Lyubetskaya S. I. Testing the cross-sectional microhardness in sheets with A 0.08% carbon concentration // Solid State Phenomena. 2021. Vol. 316. P. 269–275.
31. Шаталов Р. Л., Лукаш А. С., Тимин Ю. Ф. Создание и исследование микропроцессорной системы контроля усилий прокатки на двухвалковом листовом стане // Металлург. 2015. № 10. С. 70–73.