Математическое моделирование качества поверхности тонколистового проката

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Математическое моделирование качества поверхности тонколистового проката



Введение

Решению проблемы получения готовых листов и полос с высокими качеством поверхности посвящено большое число теоретических и экспериментальных исследований, результаты которых представлены в работах Полухина П.И., Выдрина В.Н., Железнова Ю.Д., Полухина В.П., Гарбера Э.А., Кузнецова Л.А., Мазура В.Л., Белосевича В.К., Робертса В., Брайанта Г.Ф. и др.

Качество поверхности полос оценивается наличием дефектов и ее шероховатостью. В книге качество поверхности полос рассматривается с точки зрения наличия или отсутствия дефектов, образующихся на многоклетевых станах холодной прокатки (первая группа - "штрихи", "риски", "отпечатки" и др.) и в линии колпаковых печей (вторая группа - "пятна слипания сварки", "полосы-линии скольжения" ("излом") и т.п.), а все результаты исследований направлены на предупреждение их образования.

Жесткие требования предъявляются к качеству поверхности низкоуглеродистой качественной стали (ГОСТ 9045), углеродистой стали качественной и обыкновенного качества (ГОСТ 16523), холоднокатаной ленты из углеродистой стали (ГОСТ 19851) с особо высокой (первой) группой отделки. Стандартами не допускается на лицевой стороне проката наличие каких-либо дефектов, кроме отдельных рисок и царапин длиной менее 20 мм, при этом на обратной стороне глубина отдельных дефектов не должна превышать ? суммы предельных отклонений по толщине.

Для холоднокатаной ленты из низкоуглеродистой стали (ГОСТ 503) первой группы отделки поверхности допускаются отдельные царапины и риски длиной не более 100 мм и не более 5 отпечатков на 1 м длины (допустимая максимальная величина дефекта не должна превышать ? предельного отклонения по толщине).

Зарубежные стандарты следующим образом формулируют требования к качеству поверхности углеродистых сталей. Согласно EN 10130 для поверхности типа А допустимы небольшие поры, борозды, бугорки, легкие царапины; для типа В допустимая доля дефектов поверхности должна устанавливаться во время формирования заказа (по договоренности). По JIS G 3141 полоса не должна иметь раковин, расслоений и других дефектов.

Качество поверхности холоднокатаных полос электротехнической стали без покрытия по ГОСТ 21427.2 должно отвечать следующим характеристикам - быть гладкой, без ржавчины, отпечатков и смятой поверхности и т.д. (глубина или высота залегания дефектов не более ? суммы предельных отклонений по толщине).

Поверхность холоднокатаной электротехнической стали по DIN 46400-1 должна быть гладкой, а размеры отдельных рубцов, ямок и неровностей не должны превышать пределы допусков по толщине. По ASTM A-677 поверхность должна быть чистой и не иметь надавов, плен и т.д.



1. Дефекты поверхности холоднокатаных полос

холодный отожженный дефект колпаковый

Дефекты поверхности холоднокатаных полос "риски", "штрихи", "отпечатки" могут образовываться в процессе прокатки по причине, так называемых, "пробуксовок", "проскальзываний" рабочих валков [1, 20-26, 114 и др.] и разложения эмульсии в очаге деформации [26-34, 114 и др.].

"Пробуксовки" валков возникают при определенном соотношении между задним и передним удельными натяжениями, при больших частных обжатиях и при применении высокоэффективных технологических смазок [1, 20-23 и др.]. Указанные факторы влияют на положение нейтрального сечения. Когда величина нейтрального угла близка или равна нулю вероятность возникновения "пробуксовок" рабочих валков максимальна.

Нейтральный угол при прокатке находят из уравнений равновесия [35,36], баланса работ [37,38] или равенства нормальных напряжений в зонах отставания и опережения [37,38]. Авторами работы [39] установлено, что первые два метода являются равноценными, а полученные с их помощью модели нейтрального угла по существу идентичны.

С использованием уравнений равновесия и баланса работ получены широко известные модели для определения нейтрального угла при установившемся (стационарном) процессе холодной прокатки, которые приведены ниже:

И.М.Павлова [35]

; (1)

Ю.М. Файнберга [36]

; (2)

В.Н. Выдрина [37, 38]

, (3)

Модели (1)-(3) получены без учета влияния упругих деформаций валков и полосы и неравномерности распределения контактных нормальных напряжений, т.е. равнодействующая сил, приложенных к прокатываемому металлу, расположена на середине дуги захвата. Модель (1) не учитывает влияние натяжения и является частным случаем ? = 0) более общих моделей (2) и (3).

Модели (2) и (3) идентичны по смыслу. Они отличаются разными подходами при определении влияния натяжения на и разными знаками, принятыми для описания касательных напряжений. В модели Ю.М. Файнберга при определении влияния натяжения на исходили из условия равновесия, а касательные напряжения описывали в соответствии с законом Кулона-Амонтона ( ср = pср). В модели В.Н. Выдрина влияние натяжения на определяли, исходя из уравнения баланса работ, а касательные напряжения -- в соответствии с законом Зибеля. Если в модель (3) вместо ср подставить ср =?pср, то значения по моделям Ю.М. Файнберга и В.Н. Выдрина получаются весьма близкими [39].

Несмотря на указанные особенности и недостатки модели нейтрального угла И.М. Павлова, Ю.М. Файнберга и В.Н. Выдрина получили широкое применение в инженерной практике. Это объясняется прежде всего их простотой.

Автор работы [23] предложил модель нейтрального угла c, учитывающую влияние натяжения, упругих деформаций валков и полосы и асимметричность эпюры нормальных контактных напряжений. Автор утверждает, что величина нейтрального угла (параметр с/?с) при холодной прокатке может уменьшаться до нуля и даже быть отрицательной. При этом "пробуксовки" не происходят, если отрицательная величина угла с не выходит за пределы пластической зоны опережения и выполняется условие:

. (4)

где x0П, x1П - протяженность зоны упругого восстановления полосы на входе и выходе очага деформации соответственно; lс - общая протяженность дуги контакта полосы с валком; x1 - приращение дуги контакта lс за линией, соединяющей центры вращения валков.

Таким образом, как следует из (4), диапазон возможных значений отношения с ограничивается протяженностью пластического контакта полосы с валком, точнее наличием одновременно пластических зон опережения и отставания.

В работе [24] было получено выражение с использованием так называемого "показателя устойчивости", которое, по мнению авторов, позволяет более обосновано подойти к выбору "оптимального в отношении обеспечения устойчивого процесса прокатки режима прокатки".

Авторами [24] формула Ю.М. Файнберга была преобразована к виду:

0,5(1-0,5u/(? )), (5)

где - "показатель устойчивости",

Для предотвращения образования "пробуксовок", по мнению авторов [24], целесообразно выдерживать соответствие величин технологических факторов асимптотическим участкам гиперболических кривых. При таких режимах прокатки исходная разнотолщинность и неравномерность условий трения по клетям мало влияет на положение нейтрального сечения. Интервал колебаний еще больше уменьшается, если u стремится к нулю. При этом величина ? приближается к 0,5.

Для определения положения нейтрального сечения авторами [25] были использованы результаты работы [27] для определения погонного усилия прокатки на единицу ширины прокатываемой полосы. На основе полученных математических моделей длины зоны опережения lоп и величины нейтрального угла был выполнен анализа возможности "пробуксовок" при холодной прокатке полос 2,50,531250 мм и 3,51,01250 мм из стали 08Ю на стане 2030 ОАО "НЛМК". Вероятность возникновения "пробуксовок" оценивали по величине зоны опережения. Когда длины зоны опережения приближается к нулю (lоп0) вероятность "пробуксовок" максимальна.

Приведенные авторами результаты расчетов показали, что наиболее опасными в отношении возникновения "пробуксовок" для обоих типоразмеров полос по двум режимам прокатки является вторая клеть. Причем при прокатке первого типоразмера (2,50,531250 мм) из подката, имеющего предел текучести ?т0210 МПа, опережение становится близким к нулю при напряжении трения тр17 МПа, а из подката с ?т0325 МПа возникновение "пробуксовок" возможно при тр19,5 МПа. Авторы предположили, что при колебании межклетевого натяжений в пределах ±20 % от его номинального значения "пробуксовки" могут происходить при тр21,5 и 24 МПа соответственно.

Было установлено, что опасные напряжения трения для третьей и четвертой клетей имеют меньшие значения, чем для второй по обоим режимам прокатки. Тем не менее, при некотором перераспределении обжатий и при колебании технологических факторов возможны "пробуксовки" и в других клетях, особенно при повышенных скоростях прокатки [24].

В работе [26] указывается на важность учета возможных колебаний заднего натяжения для исключения условий способствующих пробуксовкам в переходных режимах. Наибольшая амплитуда колебаний полного натяжения в режимах разгона и торможения на стане 1700 ЧерМК при средней ширине полос 1100-1200 мм достигала 0,1-0,12 МН, т.е. возможное увеличение погонного натяжения в переходных процессах составляло 0,1 МН/м. Поэтому авторы считаю, что уровень натяжения в установившемся процессе прокатки должен быть снижен на эту величину для исключения возникновения "пробуксовок" в переходных режимах.

Авторами [26] был выполнен анализ зависимости опережения от величины заднего натяжения. Результаты показали, что с увеличением толщины полосы вероятность возникновения "пробуксовок" возрастает. При этом "пробуксовки" могут происходить даже в четвертой клети стана при установившемся процессе прокатки, если номинальное натяжение в третьем межклетьевом промежутке превысит величину 0,269?т (?т - фактическое значение предела текучести в третьем межклетьевом промежутке с учетом наклепа). Если же учесть возможные колебания натяжения, то для предотвращения "пробуксовок" в переходных режимах натяжение в третьем межклетьевом промежутке не должно превышать 0,224?т.

Причины образования дефекта "риски", "штрихи", "царапины", связанные с разложением эмульсии из-за ее неудовлетворительной термостабильности и действия высоких температур в очаге деформации (температурный режим стана), рассмотрены в работах П.И. Полухина, В.П. Полухина, Э.А. Гарбера, Л.А. Кузнецова, В.К. Белосевича и др.

По мнению авторов [29-33 и др.] дефекты "риски", "штрихи" появляются в результате вдавливания в поверхность полосы микронаваров, образующихся на рабочих валках. Механизм их образования следующий. Из-за недостаточного отвода тепла из очага деформации увеличивается температура рабочих валков и полосы, а также слоя смазки в очаге деформации, а, следовательно, уменьшаются ее вязкость и толщина слоя [29, 30]. Это приводит к увеличению коэффициента трения и контактных напряжений, что вызывает дальнейший рост температуры прокатки и уменьшение толщины слоя смазки. По мере уменьшения его толщины на отдельных участках образуются микровыступы поверхности рабочего валка, и происходит непосредственный контакт инструмента с металлом. Вследствие высокого уровня контактных напряжений, проскальзывания между металлом и инструментом и большой температуры их поверхностных слоев происходит микросваривание и унос частиц металла с поверхности полосы. Приваренные к рабочим валкам частицы металла раскатываются опорным валком, и образуется выступ, оставляющий след в виде штриха на поверхности полосы. Особенностью процесса образования "царапин" является то, что он самоускоряющийся, т.е. вначале этот дефект выражен слабо, а затем интенсивнее [29, 30].

Автор работы [26] имеет другую точку зрения в отношении природы "рисок". Процесс возникновения дефектов сопоставляется с явлениями называемыми "заедаение" (горячее заедание), которые наблюдаются при повышении относительных скоростей скольжения в контактной зоне [40]. При этом возможны два различных механизма потери смазочных свойств [26]: "первый из них связан с термической дезориентацией молекулярного слоя ("ворса"), образуемого на металлической поверхности входящими в состав смазки молекулами жирных кислот. Второй механизм потери смазочных свойств связан с термическим разложением и частичным окислением длинных молекулярных цепочек. Критическая температура для данного механизма обычно характеризуется "температурой вспышки", значение которой близко к температуре дезориентации молекулярного ворса”.

На шестиклетьевом стане бесконечной холодной прокатки 1400 КарМК так называемые "тепловые царапины" появлялись при прокатке тонкой жести толщиной 0,18-0,22 мм на скорости более 26 м/с [30]. Аналогичные дефекты были обнаружены на пятиклетевом стане при прокатке тонкой жести на скорости свыше 22,5 м/с и относительном обжатии в последней клети порядка 50% [41]. При прокатке полосы с глянцевой поверхностью на четырехклетьевом стане 1700 ЧерМК на выходе ее из третьей клети в ряде случаев на поверхности появлялись "штрихи", чаще же этот дефект обнаруживался после выхода полосы из последней (четвертой) клети стана [29]. На пятиклетевом стане 1700 КарМК [42] дефект "штрихи" выявлялся при прокатке металла толщиной 0,5-0,7 мм.

По мнению авторов [29, 30, 41-44], причиной появления дефектов является ухудшение тепловых условий в клети в результате увеличения скорости прокатки, больших частных обжатий, недостаточной мощности охлаждающей системы в этих клетях и т.д.

Одним из наиболее простых путей предупреждения дефектов "штрихи", в большинстве работ, считается снижение скорости прокатки. Однако, подобное решение предполагает значительное уменьшение производительности стана.

Другой подход при решении данной проблемы - это оптимизация режимов обжатий. Согласно данным работы [7, 44], за счет перераспределения частных обжатий путем снижения их от первой клети к последней удалось достичь уменьшения температуры полосы на выходе стана от 200 до 125С.

В результате исследований причин образования дефектов "штрихи" на стане 1700 КарМК [42] было установлено, что частота появления этого дефекта по клетям соответствовала распределению частных обжатий: во второй клети - 3,5 % случаев, в третьей клети - 47,4 %, в четвертой клети - в 49,1 % (наибольшие частные обжатия были в третьей и четвертой клетях).

При сравнении разных схем распределения частных обжатий при прокатке экспериментальных полос 2,00,22914 мм и 2,60,381330 мм из низкоуглеродистой стали, авторами [34] было замечено, что толщина гидродинамической пленки даже при самой интенсивной загрузке клетей изменялась в интервале 0,1-0,4 мкм. То есть, это указывало на возможность частичного гидродинамического смазывания полосы при прохождении через валки во всех случаях. Авторы делают вывод, что толщина гидродинамической пленки смазки не оказывает существенного влияния на образование термических дефектов.

При прокатке на стане 1700 ЧерМК [29] и 1700 КарМК [42] нижняя поверхность полосы была поражена дефектами "риски" в 2-3 раза больше верхней. Лучшее состояние поверхности верхнего рабочего валка по сравнению с нижним авторы объясняют лучшим его охлаждением эмульсией не только непосредственно подаваемой на валок через коллекторы, но и поступающей в очаг деформации вместе с полосой. Причем согласно данным работы [29], примерно на 8% верхних и 62% нижних валков были отмечены дефекты "штрихи", а в 30% случаев - одновременно на обоих. Сведения о расположении дефектов по длине бочки рабочих валков в работах [29,42] отсутствуют.

На стане 1700 ЧерМК [29] при анализе скоростного режима прокатки было выявлено некоторое различие в окружной скорости обоих рабочих валков (1-4%), однако закономерных связей между рассогласованием окружных скоростей валков и появлением на их поверхности частиц прокатываемого металла не обнаружили.

Влияние шероховатости рабочих валков и характера ее изменения на температурные условия процесса прокатки были рассмотрены в работах [45, 46]. Авторы [45] добивались уменьшения термических напряжений в поверхностном слое рабочих валков стана 1400 КарМК за счет изменения насечки валков. Результаты моделирования прокатки жести размером 0,18855 мм с изменением шероховатости рабочих валков пятой клети показали, что увеличение шероховатости ухудшает температурные условия прокатки в пятой и шестой клетях. Однако, при шероховатости 2,0-2,5 мкм температура полосы на выходе из шестой клети была меньше предельно допустимой (предельно допустимая температура составляла ~275-280С). Исходя из этого, авторы приходят к выводу, что для обеспечения удовлетворительных температурных условий прокатки необходимо, чтобы установившаяся шероховатость рабочих валков в клети 5 не превышала 2,0-2,5 мкм или величина частного обжатия была в ней уменьшена. При этом исходная шероховатость валков пятой клети должна быть 7-8 мкм, а частное обжатие должно соответствовать 28-33% [45].

Авторами [46] было установлено, что максимальная скорость прокатки на стане 1700 ЧерМК, при которой вероятность возникновения дефектов поверхности минимальна, должна быть ниже для валков с неизношенной насечкой. По экспериментальным данным авторами были получены эмпирические зависимости коэффициента трения от шероховатости и зависимости шероховатости от длины прокатанных полос, которые были использованы при моделировании режима обжатий. За счет перераспределения частных обжатий из четвертой клети в другие клети стана в начале кампании насеченных валков удалось сохранить высокие скорости прокатки без появления дефекта "штрихи".

В ходе экспериментальных исследований [29, 42] было установлено, что с увеличением количества прокатанного металла число штрихов увеличивалось, и дальнейшая прокатка приводила к сплошному повреждению поверхности полосы. После перевалки рабочих валков и прокатки 50-100 т металла дефект возникал снова [29].

В работе [42] отмечается, что по мере увеличения числа перешлифовок (поверхностная твердость валка снижается) интенсивность дефекта "штрихи" увеличивалась линейно за счет улучшения условий схватывания в зоне контакта валка с полосой: предшествующее схватыванию разупрочнение поверхности валка проходит более легко. Также отпечатки в виде штрихов появлялись после порывов полосы и резких торможений, при которых неизбежны перераспределения нагрузок между валками.

В ходе проведения экспериментальных исследованиях [34] термические дефекты ("штрихи") возникали при наибольших температурах полосы во всех случаях. В то же время термические дефекты не всегда имели место при максимальной степени обжатия, максимальном удельном натяжении или при наибольшей скорости прокатки. Авторы объясняют это тем, что термические дефекты образуются, когда температура полосы превышает определенное критическое значение. Причем критическое значение температуры зависит от физико-химических свойств смазки и эта зависимость прямая [34].

К основным физико-химическим свойствам смазок относятся [47,48]: кинематическая вязкость, температура вспышки в открытом тигле, температура застывания, массовая доля воды, массовая доля механических примесей, зольность, кислотное число, число омыления, стабильность и т.д. Косвенной характеристикой смазывающей способности водомасленной смеси является число омыления: чем больше число омыления, тем выше смазывающая способность. О термостабильности водомасленной смеси можно судить по температуре вспышки в открытом тигле ее масла-основы.

Теплотехнические свойства смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и технологических смазок, зависящие от концентрации масла-основы и наличия других добавок, являются одним из важнейших факторов, оказывающих влияние на температурные условия прокатки. В ходе проведенных на стане 1400 КарМК исследований [30] было установлено, что наиболее эффективными мерами предупреждения "штрихов" ("тепловых царапин") является выбор оптимальной концентрации заэмульгированного пальмового масла в СОЖ. Внедрение СОЖ с концентрацией пальмового масла 0,15-0,40 % позволило улучшить тепловые условия работы клети 6, устранить причины появления дефекта "тепловые царапины" и обеспечить стабильные тепловые условия прокатки всего сортамента жести, в том числе толщиной 0,18-0,22 мм на проектной скорости.

По экспериментальным данным работы [44] предельная температура, при которой происходит термическое разложение смазки, для эмульсола Э-2Б составляет около 190 С. Для расчетов авторы рекомендуют ее принимать в диапазоне 180-200 С. Для масла И-20 по ГОСТ 20799-75 критическая температура составляет 175-190 С. В [26, 28] ввиду незначительной разницы критических температур для различных смазок и обеспечения некоторого запаса надежности, авторы предлагают принимать это значение равным 170-175 С.

Для снижения температуры в очаге деформации авторами [42,49] были разработаны технические решения, направленные на повышение степени охлаждения рабочих валков.

На пятиклетевом стане 1700 КарМК [42] внедрено дополнительное охлаждение валков на выходе полосы из третьей и четвертой клетей. Это позволило снизить температуру поверхности рабочих валков на 8-10 °С. Число перевалок валков по "перегреву" (по наличию на их поверхности микронаваров) уменьшилось на 10 %. На реверсивном стане кварто 1700 ЛПЦ-2 ЧМК при прокатке нержавеющих марок сталей удалось достичь снижения температуры в очаге деформации за счет применения более совершенной конструкции коллекторов подачи охлаждающей жидкости без увеличения производительности системы [49]. Применение новых коллекторов позволило повысить эффективность охлаждения валков на 15 -20%.

Обобщая результаты работ [29-34, 44-49] можно заключить, что появление дефекта "риски", "штрихи" обусловлено нарушением тепловых условий прокатки, которое может происходить из-за увеличения степени обжатия, повышения скорости прокатки, ухудшения условий охлаждения валков и полосы в клети, теплотехнических свойств СОЖ и состояния рабочих валков. Поэтому целесообразным представляется рассмотреть математические модели, используемые при исследованиях тепловых процессов при холодной прокатке.

В общем виде максимальная температура на контактной поверхности очага деформации может быть представлена в виде суммы трех составляющих [7, 26, 48-53 и др.]:

- температура от энергии, вносимой в очаг деформации активным слоем валка и полосой;

- приращение температуры за счет тепловыделения при работе формоизменения (тепловыделение от деформации);

- приращение температуры за счет тепловыделения при работе сил контактного трения.

Большинство разработанных математических моделей [44, 47, 48, 50, 54-56], используемых при анализе температурного режима прокатки, позволяют рассматривать тепловые процессы, происходящие на границе валок-полоса, на основе решения контактной задачи теории теплопроводности. С помощью моделей, представленных в работах [27, 52, 53 и др.], можно определить максимальную температуру в очаге деформации, температуру рабочего валка и полосы на выходе клети и т.д. В ряде других работ [43, 57-59] выполнены расчеты изменения температуры по длине дуги контакта с учетом теплопередачи от полосы к валкам через слой окалины или смазки, а также с учетом выделения теплоты на контакте валков и полосы. Распределение температур по длине очага деформации, при расчете по этим моделям, имеет непрерывно возрастающий к выходу вид, при этом температура полосы на выходе из каждой клети определяется из условий деформации, а в качестве исходной задается температура полосы на входе в первую клеть непрерывного стана.

Авторами [55, 60] разработаны математические модели теплового режима прокатки, позволяющие выполнять на их основе расчет расходов охлаждающей жидкости с учетом расположения и конструктивных особенностей коллекторов. Это дает возможность использовать данные модели как в системах управления тепловым режимом процесса прокатки, так и для исследовательских и конструкторских целей.

Рассмотренные выше модели обеспечивают приемлемую точность при определении средних величин, характеризующих температурный режим прокатки, но не позволяют более детально на их основе выполнить анализ изменения температуры по длине дуги контакта. Указанные особенности учтены в [26, 28] за счет того, что моделирование температурных условий производится путем совместного численного решения уравнений теплопроводности и равновесия в очаге деформации. Примененный подход дает возможность оценить не только характер распределения контактных температур по длине дуги захвата, но и выявить сечения в очаге деформации, где контактная температура максимальна. Выполненный на основе разработанной модели анализ показал [26, 28], что максимальное приращение контактной температуры происходит за счет работы от трения и наблюдается примерно в середине зоны отставания. Было установлено, что наибольшее влияние на температурные условия оказывают частные обжатия (толщина полосы на входе и выходе клети) и скорость полосы, а наименьшее - межклетевые натяжения.

В результате проведенного анализа литературы установлены факторы, оказывающие влияние на возникновение дефектов поверхности. Причинные факторы представлены на рис.1.



Рис. 1. Причинно-следственная диаграмма образования дефектов поверхности полос при холодной прокатке: 1 - "пробуксовки" валков, 2 - соотношение натяжений на входе и выходе клети, 3 - качество технологической смазки или эмульсии (концентрация масла, физико-химические свойства), 4 - степень частного обжатия, 5 - разложение эмульсии в очаге деформации, 6 - контактная температура в очаге деформации (температурный режим), 7 - режим прокатки, 8 - межклетевые натяжения, 9 - скорость прокатки, 10 - мощность охлаждающей системы стана (степень охлаждения рабочих валков), 11 - шероховатость рабочих валков, 12 - состояние рабочих валков, 13 - количество прокатанного металла, 14 - поверхностная твердость, 15 - количество перешлифовок

Таким образом, обобщая результаты представленных работ, можно сделать следующие выводы:

- образование дефектов поверхности "штрихи", "риски" связано с "пробуксовками" рабочих валков или разложением эмульсии;

- положение нейтрального сечения (величина нейтрального угла) является критерием оценки вероятности возникновения "пробуксовок" и, следовательно, дефектов поверхности на полосе и рабочих валках;

- нейтральный угол находят из уравнения равновесия, баланса работ или равенства нормальных напряжений в зонах отставания и опережения;

- величина нейтрального угла определятся режимом прокати и энергосиловыми факторами;

- разложение эмульсии происходит в результате нарушения температурных условий в клети из-за увеличения скорости прокатки, больших частных обжатий, недостаточной мощности охлаждающей системы и т.д.;

- при анализе температурных условий в клети необходимо учитывать распределение контактной температуры по длине очага деформации.



2 Дефекты поверхности отожженных и дрессированных полос

Дефекты поверхности "полосы-линии скольжения" ("излом"), "полосчатость" и "пятна слипания сварки" (далее по тексту "дефект поверхности") являются наиболее распространенными при обработке проката в линии колпаковых печей (непрерывный стан колпаковые печи дрессировочный стан) [62-84 и др.].

Дефект образуется на отдельных участках полосы вследствие пластической деформации ее поверхностных слоев [62]. Дефекты представляют собой линии, отличающиеся от материала полосы по цвету, а, зачастую, и по толщине (см. рис.2).

Рис. 2. Дефект "излом" на дрессировочном стане 2030 ЛПП ОАО "НЛМК"

Расположены "изломы" перпендикулярно к продольной оси полосы, а иногда под углом к оси близким к 45 (так называемые "линии сдвига"). Первый вид образуется под действием нормальных напряжений растяжения и изгибных напряжений; в образовании второго вида участвуют, кроме указанных, касательные напряжения [62 и др.].

На рис. 2 приведены факторы на каждой стадии обработки проката, оказывающие влияние на возникновение дефектов поверхности.

Холодная прокатка на непрерывном стане

1. Напряженно-деформированное состояние рулона после холоднокатаной прокатки.

2. Изменение среднего удельного натяжения по радиусу рулона.

Изменение удельного натяжения по высоте рулона (эпюра остаточных продольных напряжений).

4. Режим прокатки (обжатия, натяжения, скорость) и уставки средств регулирования плоскостности (гидроизгиб рабочих валков, перекос рабочих валков в вертикальной плоскости, изменение расхода смазочно-охлаждающей жидкости по ширине полосы).

Рис. 3. Причинно-следственная диаграмма образования дефекта "излом": обозначения приведены в тексте

5. Поперечный профиль горячекатаной полосы.

6. Локальная неплоскостность.

7. Локальные утолщения на горячекатаной полосе.

8. Шероховатость полосы.

9. Плотность пиков микровыступов.

10. Наличие эмульсии и посторонних веществ на поверхности полосы.

Рекристаллизационный отжиг в колпаковых печах

11. “Сваривание” витков рулона.

12. Напряженно-деформированное состояние рулона в процессе отжига.

1 Режим и условия отжига в колпаковых печах (температура и время выдержки, скорость охлаждения, состав печной атмосферы и интенсивность конвекции защитного газа).

14. Неравномерность распределения температур по радиусу и высоте рулона (температурное поле рулона).

15. Смятие торцевых участков рулона.

Дрессировка

16. Режим дрессировки.

17. Заднее натяжение.

18. Скорость размотки.

19 Степень обжатия.

20. Напряжения изгиба.

21. Схема размотки рулона.

22. Текущий радиус рулона при размотке.

23 Толщина полосы.

24. Температура рулона, задаваемого на дрессировку.

Основными причинами возникновения указанных выше дефектов являются "сваривание" витков в рулоне при отжиге в КП, условия размотки рулона (схема размотки) и дрессировки [1, 62-84 и др.] (рис. 3).

На "сваривание" витков оказывает влияние напряженно-деформированное состояние рулона (распределение межвиткового давления по его радиусу и высоте), температура отжига, продолжительность выдержки при максимальной температуре, а также степень загрязнения поверхности полосы, ее шероховатость и т.д. (рис. 3). В случае "сваривания" витков интенсивность дефекта при размотке на дрессировочном стане определяется условиями дрессировки. Дефекты также могут возникнуть по причине больших изгибающих напряжений в полосе при размотке.

Напряженно-деформированное состояние рулона после снятия его с барабана моталки стана холодной прокатки определяется полем радиальных остаточных напряжений [63, 64]. При отжиге в колпаковых печах температурное поле рулона, которое изменяется в зависимости от стадии отжига (нагрев, выдержка, охлаждение), вызывает в нем термические напряжения. Напряженно-деформированное состояние отжигаемого рулона является результатом сложения поля радиальных остаточных и термических напряжений [63-68]. Сваривание витков происходит в тех местах рулона, где суммарные напряжения имеют максимальные значения.

Поле радиальных остаточных напряжений в холоднокатаном рулоне зависит от распределения удельных натяжений по ширине и длине полосы (поля удельных натяжений), поперечного профиля полосы и его дефектов - локальных утолщений, шероховатости и наличия эмульсии на поверхности полосы и т.д.

На поле остаточных напряжений в полосе может оказать влияние неравномерность распределения температуры по ее ширине, которая возникает в процессе холодной прокатки [1, 69, 70]. По данным работы [69] распределение температуры по ширине полосы может быть различным, а ее неравномерность при прокатке низкоуглеродистых сталей может достигать 10-25 С. На пятиклетевом стане "2030" при намотке полосы толщиной 0,9 мм со скоростью 600 м/мин неравномерность температуры по ширине составила ~10 С [70].

Результаты исследований [63, 64] показывают, что межвитковое давление по радиусу рулона изменяется приблизительно по квадратичному закону: при значении текущего радиуса рулона в районе внутренних витков межвитковое давление начинает увеличиваться, достигает своего максимума в средней части по радиусу и резко снижается в области внешних витков. Величина перепада (градиента) межвиткового давления прямо пропорциональна величине среднего удельного натяжения и зависит от закона его изменения по радиусу рулона при намотке.

Разработано множество способов намотки полосы в рулон с изменением среднего удельного натяжения по его радиусу с целью выравнивания межвиткового давления и снижения его максимального значения [71-76 и др.]. Это свидетельствует о перспективности данного направления и отсутствии единого подхода при решении задачи оптимизации режима намотки.

По мнению авторов [1, 62, 77, 78] неравномерность распределения удельных натяжений по ширине полосы обуславливает неравномерность межвиткового давления по высоте рулона и способствует возникновению очагов сваривания при отжиге в КП. Наибольшая вероятность возникновения дефектов на полосе по результатам экспериментальных исследований [1, 77, 79] связана с эпюрами удельных натяжений в холоднокатаной полосе, отражающих одностороннюю краевую, некраевую и, особенно, локальную неплоскостность.

Известно [64], что межвитковое давление в рулоне, снятого с моталки, с увеличением толщины полосы возрастает. Это обусловлено повышением плотности намотки рулона, ввиду того, что абсолютная величина сближения контактирующих поверхностей (витков) под нагрузкой прямо пропорциональна их толщине. Так как толщина полосы в различных продольных сечениях различна, то может сложиться такая ситуация, когда на отдельных участках по ширине полосы с большей толщиной удельное натяжение может иметь также большее значение, что приведет к росту на этих участках межвиткового давления. Эффект усиливается при наличии на полосе локальных утолщений.

Таким образом, полосу, имеющую заданную поперечную разнотолщинность (поперечный профиль), необходимо прокатывать с определенным распределением удельных натяжений для выравнивания межвиткового давления по высоте рулона. Однако, в литературе информация по этому вопросу отсутствует [12].

Увеличение шероховатости поверхности полос приводит к снижению межвиткового давления в рулоне [62-64 и др.] и, соответственно, интенсивности сваривания витков [1, 16, 77]. Это связано с тем, что плотность намотки рулона уменьшается с ростом величины шероховатости. Причем, чем больше среднее удельное натяжение, тем интенсивнее происходит уменьшение межвиткового давления с увеличением шероховатости полосы [64]. В работе [62] в качестве оптимальной величины шероховатости полосы рекомендуют значение 1,5 мкм при плотности микровыступов 45-50 на 1 см длины микропрофиля поверхности.

Наличие эмульсии на полосе способствует увеличению межвиткового давления [64]. Подобное объясняется тем, что улучшается прилегание витков в рулоне за счет снижения величины зазора между ними.

В процессе отжига плотнонамотанных рулонов в колпаковых печах в период нагрева и охлаждения возникают термические напряжения [63,64,68]. При нагреве внешние витки прогреваются быстрее, чем внутренние и происходит в некоторой степени распушивание рулона. Обратное явление наблюдается в момент начала охлаждения рулона, когда давление между более холодными внешними и более горячими внутренними значительно увеличивается. По мнению авторов [63, 80] именно в этот период происходит интенсивное сцепление витков при достаточно высокой температуре в течении нескольких часов. Сходные условия создаются при диффузионной сварке. Наибольшая степень сваривания витков достигается, если указанные факторы одновременно имеют максимальные значения. Следует отметить, что при максимальных значениях температуры и межвиткового давления сваривание витков начинается за короткий временной промежуток [63].

Термические напряжения в рулоне зависят от равномерности его прогрева в радиальном и осевом направлении (температурного поля): чем меньше температурная неравномерность по сечению рулона, тем меньше термические напряжения в нем. Наиболее равномерно рулоны прогреваются в печах с высокой конвекцией с использованием в качестве защитного газа водорода [81].

Быстрое охлаждение рулона вызывает значительные термические напряжения [63, 80]. Для снижения их величины необходимо устанавливать рациональную (по возможности более низкую) скорость охлаждения. За счет этого термические напряжения будут иметь небольшую величину даже при высоких температурах.

"Загрязнение" полосы отложениями остатков эмульсии, оксидами, железной пылью, а также использование специальных средств (суспензий) уменьшает склонность витков к свариванию [1, 53, 63]. Наиболее благоприятным является создание на поверхности полосы пленки с минимальной склонностью к сажеобразованию при высоких температура.

В ряде случаев при транспортировке рулонов и из-за несовершенства конструкции конвекторных колец, а также телескопичности и наличия выступающих витков происходит травмирование торцевые участков рулонов, которые в процессе отжига служат очагами сваривания витков [62].

Авторами [82] была разработана новая конструкция конвекторного кольца исключающая повреждение торцевых участков рулона, а также позволяющая повысить равномерность нагрева и охлаждения периферийных и центральных частей рулона в процессе отжига.

Дефекты "излом", "полосы-линии скольжения", "полосчатость" непосредственно появляются в процессе размотке отожженной полосы при отделении приваренных витков от рулона на разматывателе дрессировочного стана и на роликах переднего натяжного устройства.

Уменьшение скорости дрессировки приводит к снижению напряжений отрыва, а, следовательно, и "изломов" [80]. Однако это отрицательно отражается на производительности дрессировочного стана. Поэтому снижать скорость можно в случае неэффективности других мероприятий.

Для обеспечения плавного отделения витков от рулона и, следовательно, уменьшения напряжений отрыва, авторы предложили использовать на разматывателе специальный прижимной ролик [83]. Начальное положение ролика устанавливается в зависимости от толщины полосы, а в процессе размотки изменяется в соответствии с текущим радиусом рулона.

При разматывании рулона происходит выпрямление витков, причем внутренние слои полосы растягиваются, а внешние сжимаются. Возникающие при этом напряжения равны [84, 85]

(hЕ) /D + нат, (6)

где h - толщина полосы, мм;

D - диаметр витка (текущий диаметр рулона), мм;

нат - удельное натяжение на разматывателе, МПа;

E - модуль упругости металла полосы, МПа.

Как следует из (6), с повышением толщины полосы и натяжения и снижением диаметра рулона напряжения возрастают, а, следовательно, увеличивается вероятность появления "изломов".

В зависимости от схемы размотки рулона (конструкции натяжного устройства) изгибные напряжения в полосе могут либо компенсироваться частично или полностью, если имеют разные знаки, либо увеличиваться в случае одинаковых знаков [80, 85]. Использование на дрессировочных станах S-образных натяжных устройств приводит к тому, что при прохождении полосы через ролики она испытывает напряжения изгиба одинакового знака. Это способствует образованию "изломов". Поэтому при дрессировки полос с высокой группой отделки поверхности отказываются от натяжных устройств или используют специальные направляющие ролики [78, 80].

Перед дрессировкой рулонов необходимо жестко контролировать их температуру. Вероятность появления "изломов" на рулонах с температурой более 40 С значительно увеличивается [16, 62, 80].

Увеличение степени дрессировки приводит к частичному или полному выкатыванию дефектов поверхности. Для этого рекомендуется проводить дрессировку полосы с обжатием более 2,5 % [32]. Однако для полос различной толщины устанавливается определенный диапазон изменения обжатия при дрессировке, чтобы получить металл с заданными механическими свойствами (одной из наиболее важных характеристик является условный предел текучести ??0,2). Это накладывает ограничения на величину обжатий по максимальному значению [86].

Анализа представленных выше научно-технических работ [1, 16, 53, 62-69, 77-80, 84-86] позволил уточнить причины, способствующие возникновению дефектов поверхности полос, и рассмотреть возможные способы их предупреждения и устранения.

Кроме того, определены направления и расширена область дальнейших исследований, результаты которых помогли в значительной степени снизить вероятность образования дефектов и, тем самым, улучшить качество поверхности холоднокатаных полос и листов.

Проведены дополнительные теоретические и экспериментальные исследования, результаты которых приведены в последующих главах книги.

Основное их отличие от ранее проведенных (см. р.1-2) состоит в том, что особое внимание уделено распределенным по ширине полос величинам и факторам, приводящим к образованию дефектов их поверхности.



3. Исследования процесса формирования дефектов поверхности полос на непрерывных станах холодной прокатки

3.1 Анализ причин образования дефектов поверхности полос на непрерывных станах холодной прокатки

Экспериментальный анализ был проведен в условиях листопрокатного цеха №5 (ЛПЦ-5) и листопрокатного производства (ЛПП) ОАО "НЛМК". Решены следующие задачи:

- уточнены типоразмеры полос, на поверхности которых чаще всего образуются дефекты;

- определены клети многоклетевого стана, в которых наиболее часто происходят перевалки рабочих валков по дефектам "пробуксовки";

- выявлены участки поверхности полос, наиболее подверженные образованию дефектов.

Для решения использовали результаты сравнительного анализа качества поверхности полос и рабочих валков, т.е. сопоставления участков полос с дефектами с соответствующими участками поверхности валков.

Критериями оценки качества поверхности служили: для полос - наличие дефектов "риски", "штрихи" и т.п.; для валков - относительная частота неплановых перевалок по дефектам "пробуксовки".

В ходе обработки данных была выделена группа дефектов поверхности, характерных для стана 1400 и 2030, по причине которых чаще всего переваливали рабочие валки: "пробуксовки", "навары", "порезы", "надавы", "след от плены" и "волчки". Другие малопредставительные - "сетка", "теневые полосы", "грубая шлифовка", "порубы", "сдиры", "оков" - были отнесены к группе "прочие" и отдельно не рассматривались. В качестве показателя выхода рабочих валков из строя по различным дефектам использовали относительную частоту их перевалок, которую находили по формуле:

n /N, (7)

где n - количество перевалок по данному дефекту,

N - общее количество перевалок (сумма плановых и неплановых).

В табл. 1 и 2 представлены относительные частоты неплановых перевалок по стану 1400 и 2030. Относительная частота перевалок по основным дефектам на стане 1400 и 2030 показана на рис. 4 и 5 соответственно.

Таблица 1. Относительная частота перевалок рабочих валков на стане 1400

Причина перевалок	По клетям стана	Общая
	1	2	3	4
1999 г.
1. Пробуксовки	0,0128	0,0098	0,0304	0,0069	0,0599
2. Навар	0,0025	0,0157	0,0147	0,0344	0,0673
Порез	0,0020	0,0010	0,0020	0,0054	0,0103
4. Надав	0,0079	0,0029	0,0039	0,0304	0,0452
5. След от плены	0,0010	0,0039	0,0118	0,0368	0,0535
6. Волчки	0	0	0	0,0859	0,0859
7. Прочие	0,0025	0,0093	0,0137	0,0515	0,0771
2000 г.
1. Пробуксовки	0,0176	0,0137	0,0366	0,0020	0,0698
2. Навар	0,0054	0,0083	0,0127	0,0273	0,0537
Порез	0,0015	0,0029	0,0068	0,0132	0,0244
4. Надав	0,0049	0,0073	0,0137	0,0415	0,0674
5. След от плены	0,0024	0,0020	0,0127	0,0464	0,0635
6. Волчки	0	0	0	0,0674	0,0674
7. Прочие	0,0015	0,0083	0,0195	0,0347	0,0640
2001 г.
1. Пробуксовки	0,0197	0,0066	0,0418	0,0028	0,0710
2. Навар	0,0066	0,0141	0,0221	0,0315	0,0743
Порез	0,0014	0,0038	0,0075	0,0103	0,0230
4. Надав	0,0080	0,0071	0,0155	0,0414	0,0719
5. След от плены	0,0000	0,0028	0,0094	0,0545	0,0668
6. Волчки	0	0	0	0,0625	0,0625
7. Прочие	0,0028	0,0113	0,0169	0,0527	0,0837
2002 г.
1. Пробуксовки	0,0249	0,0078	0,0519	0,0029	0,0874
2. Навар	0,0065	0,0123	0,0147	0,0253	0,0588
Порез	0,0012	0,0008	0,0045	0,0069	0,0135
4. Надав	0,0037	0,0069	0,0327	0,0507	0,0940
5. След от плены	0,0012	0,0012	0,0078	0,0233	0,0335
6. Волчки	0	0	0	0,0605	0,0605
7. Прочие	0,0020	0,0033	0,0151	0,0372	0,0576

Таблица 2. Относительная частота перевалок рабочих валков на стане 2030

Причина Перевалок	По клетям стана	Общая
	1	2	3	4	5
2000 г.
1. Пробуксовки	0,0004	0,0298	0,0161	0,0632	0,0004	0,1100
2. Навар	0,0066	0,0091	0,0128	0,0471	0,0041	0,0798
Порез	0,0037	0,0012	0,0041	0,0314	0,0273	0,0678
4. Надав	0,0004	0,0017	0,0021	0,0054	0,0045	0,0141
5. След от плены	0,0021	0,0017	0,0107	0,0393	0,0021	0,0558
6. Прочие	0,0012	0,0070	0,0165	0,0294	0,0029	0,0570
2001 г.
1. Пробуксовки	0,0011	0,0207	0,0124	0,0655	0,0000	0,0997
2. Навар	0,0131	0,0120	0,0193	0,0531	0,0062	0,1037
Порез	0,0011	0,0018	0,0124	0,0324	0,0404	0,0881
4. Надав	0,0007	0,0000	0,0036	0,0156	0,0098	0,0298
5. След от плены	0,0000	0,0022	0,0073	0,0422	0,0029	0,0546
6. Прочие	0,0022	0,0087	0,0131	0,0408	0,0033	0,0680
2002 г.
1. Пробуксовки	0,0000	0,0173	0,0123	0,0428	0,0016	0,0740
2. Навар	0,0107	0,0148	0,0302	0,0579	0,0129	0,1266
Порез	0,0013	0,0013	0,0116	0,0239	0,0384	0,0765
4. Надав	0,0013	0,0069	0,0104	0,0202	0,0142	0,0529
5. След от плены	0,0009	0,0009	0,0060	0,0179	0,0028	0,0287
6. Прочие	0,0019	0,0035	0,0154	0,0365	0,0025	0,0598



Рис. 4. Относительная частота перевалок рабочих валков по основным дефектам на стане 1400 (обозначения в тексте)

Рис. 5. Относительная частота перевалок рабочих валков по основным дефектам на стане 2030 (обозначения в тексте)

Из приведенных данных видно, что относительная частота перевалок рабочих валков на станах 1400 и 2030 по дефектам "пробуксовкам" по сравнению с другими причинами значительна и в среднем за период с 1999 г. по 2002 г. на стане 1400 была максимальна - 0,0720, а на стане 2030 с 2000 г. по 2002 г. составляла 0,0946 (уступает лишь "наварам" - 0,1034). За этот же период относительная частота перевалок в среднем по другим причинам в порядке ее убывания была следующая: на стане 1400 - "надавы" - 0,0696, "волчки" - 0,0691, "навар" - 0,0635, "след от плены" - 0,0543 и "порезы" - 0,0178; на стане 2030 - "порез" - 0,0775, "след от плены" - 0,0463, "надавы" - 0,032

На рис.6 и рис.7 показано изменение относительной частоты перевалок по "пробуксовкам" по клетям на станах 1400 и 2030. На стане 1400 наиболее часто переваливались третья и первая клети, реже вторая и очень мало - четвертая. На стане 2030 наибольшая частота перевалок соответствует четвертой клети, в меньшей степени - второй и третьей клети; перевалки рабочих валков по данному дефекту в первой и последней клетях фактически отсутствуют.

Рис. 6. Относительная частота перевалок по дефекту "пробуксовки" по клетям стана 1400



Рис. 7. Относительная частота перевалок по дефекту "пробуксовки" по клетям стана 2030

Относительная частота перевалок в среднем за период 1999-2002 г. на стане 1400 следующая: первая клеть - 0,0381, вторая клеть - 0,0218, третья клеть - 0,0636, четвертая клеть - 0,0058; на стане 2030 за период 2000-2002 г.: первая клеть - 0,0005, вторая клеть - 0,0226, третья клеть - 0,0136, четвертая клеть - 0,0572, пятая клеть - 0,0007. То есть, наиболее часто по дефектам "пробуксовки" переваливались предпоследние клети.

На рис.8 приведены результаты анализа неплановых перевалок рабочих валков по дефекту "пробуксовки" по всем клетям в зависимости от прокатываемого типоразмера полос. Основной сортамент продукции ЛПЦ-5 для упрощения был разделен на 8 групп, каждой из которых присвоен код из трех цифр. Первая цифра соответствует диапазону изменения толщины полосы, вторая - ширины и третья - группе марок сталей (табл. 3).

Таблица Код групп типоразмеров прокатанных полос

№ п/п	Код	Толщина, мм	Ширина, мм	Марка стали
1	111	0,5/0,7	1100/1300	08Ю 08Ю, DD13
2	211	> 0,5/0,7
3	121	0,5/0,7	> 1100/1300
4	221	> 0,5/0,7
5	112	0,5/0,7	1100/1300	ИЭС 1-4 г.л. 08пс, DC01
6	212	> 0,5/0,7
7	122	0,5/0,7	> 1100/1300
8	222	> 0,5/0,7

Примечание: в числителе приведены данные для стана 1400, в знаменателе - для стана 2030; 08Ю, 08пс, DC01, DD13 - углеродистые марки сталей, ИЭС - изотропная электротехническая сталь 1-4 групп легирования

Рис. 8. Перевалки рабочих валков по причине "пробуксовки" на станах 1400 и 2030 (обозначения в тексте)

Результаты показывают, что максимальное число неплановых перевалок по дефектам "пробуксовки" зафиксировано при прокатке тонких и узких полос как на стане 2030 (марки стали 08Ю, DD13), так и на стане 1400 (марки стали 08Ю, 08пс, DС01).

На рис. 9 представлены результаты анализа неплановых перевалок рабочих валков в зависимости от типоразмера прокатываемых полос в различных клетях станов 1400 (а) и 2030 (б).



Рис. 9. Относительная частота перевалок в зависимости от типоразмера прокатанных полос по клетям станов 1400 а) и 2030 б) (обозначения в тексте)

Анализ данных позволил выявить следующие закономерности. Наибольшая относительная частота неплановых перевалок рабочих валков при прокатке всех групп типоразмеров зафиксирована для третьей клети стана 1400 и для четвертой клети стана 2030, т.е. предпоследние клети станов. Особо следует отметить существенное отличие, касающееся первой клети. На стане 2030 неплановые перевалки практически отсутствовали, тогда как на стане 1400 они составляют значительную долю от общего числа перевалок (особенно для "трудных" типоразмеров). Это связано с различием режимов работы станов: стан 2030 - бесконечная прокатка, стан 1400 - непрерывная (производится заправка полосы).

На рис. 10 приведены обобщенные результаты анализа качества поверхности полос, который позволил выявить участки по их ширине, наиболее подверженные образованию дефекта. Данные для анализа получены при визуальном изучении поверхности большой доли готовой продукции цехов, а также поверхности прокатываемых полос и валков во время неплановых перевалок.

Рис. 10. Распределение дефектов поверхности по ширине полосы

Отметим практически полное совпадение участков с дефектами на полосе и валке. Дополнительно для повышения надежности и точности результатов проведен целенаправленный опрос специалистов прокатных отделений ЛПЦ-5 и ЛПП.

Таким образом, результаты анализа показали, что наибольшая относительная частота неплановых перевалок по причине "пробуксовки" зафиксирована для третьей клети стана 1400 и для четвертой клети стана 2030 при прокатке тонких (стан 1400 - h0,5 мм, стан 2030 - h0,7 мм) и узких (стан 1400 - В1100 мм, стан 2030 - В1300 мм) полос низкоуглеродистых марок сталей (08Ю, DD13). Было установлено, что наиболее подвержены образованию дефекта прикромочные участки полосы и в меньшей степени центральные, причем участки с дефектами на полосе и рабочих валках полностью совпадали.

3.2 Теоретические исследования процесса возникновения дефектов поверхности

Результаты обзора научно-технической литературы показали, что возникновение дефектов поверхности на непрерывных станах холодной прокатки может быть связано либо с нарушением кинематических, либо температурных условий в очаге деформации. Рассмотрим этот вопрос детально.

Условно представим полосу по ее ширине, состоящую из произвольного количества продольных сечений b(у) (у - координата продольного сечения по ширине полосы), упруго связанных между собой (рис. 11). Обоснование такого подхода приведено в работах [6, 69 и др.] и в разделе 1.2.

Рис. 11. Условная схема очага деформации [115]: h(y)i-1, h(y)i - толщина полосы в продольном сечении у на входе и выходе из очага деформации i-й клети соответственно; остальные обозначения в тексте