Многовалковые реверсивные станы холодной прокатки (часть 1)
Многовалковые прокатные станы появились в связи с необходимостью получать полосы толщиной 0,0015 – 0,1 мм. Из многовалковых (5-ти, 6-ти, 12-ти, 20-валковых) наибольшее распространение получили двадцативалковые станы типа Сендзимир. Двадцативалковые станы используются для прокатки тонких лент и особо тонкой фольги из высокопрочных металлов и сплавов титана, циркония, молибдена, вольфрама, тантала, никелевых сплавов, бериллиевой бронзы и т.д. Диаметр рабочих валков при этом иногда не превышает 10 мм. В черной металлургии двадцативалковые станы используют для прокатки электротехнической, нержавеющей и легированных марок стали. Двадцативалковые станы обладают высокой жесткостью валкового узла, а рабочие валки небольшого диаметра обеспечивают низкие значения усилие в очаге деформации.
Патент на первый многовалковый стан был выдан в 1930 г., однако широкое распространение многовалковые станы получили только в 50-х годах, когда увеличилась потребность в труднодеформируемом и прецизионном листовом прокате.
На современных 20- валковых станах достигнуто максимальное соотношение между шириной и конечной толщиной полос. Величина параметра достигает 40000. Обжатие за пропуск на 20- валковых станах достигают 60%, суммарные обжатия при прокатке труднодеформируемых сталей и сплавов без промежуточного отжига- до 90%. Высокая жесткость валкового узла, наличие специальных механизмов локального профилирования по длине бочки валков в процессе прокатки, применение высоких удельных натяжений (до 0,6, где — напряжение течения металла) обеспечивают высокую точность и плоскостность. Сравнительно легкая и быстрая замена рабочих валков во время прокатки одного рулона позволяет в последних пропусках улучшить качество поверхности полосы, время на перевалку рабочих валков при этом не превышает 5 мин. Себестоимость проката, производимого на 20- валковых станах, в 1,5-2,5 раза ниже себестоимости проката, получаемого на станах кварто. Металлоемкость технологического оборудования 20- валковых станов также ниже по сравнению со станами кварто.
К основным недостаткам 20- валковых станов относятся: сравнительно низкая производительность ввиду ограниченной скорости прокатки, вызванных затрудненностью отвода теплоты от валкового узла; сложность настройки и эксплуатации стана, в частности, подбора и компоновки валковой пирамиды из имеющегося парка валков; необходимость обеспечения высокой точности подготовки валков; затрудненный доступ в валковый узел; повышенные энергозатраты привода на преодаление трения качения в 24 контактах валков (по сравнению с двумя контактами в клетях кварто).
Технологический процесс производства холоднокатаной полосы в общем случае включает операции термической обработки, очистки от окалины, устранения дефектов горячекатаного (холоднокатаного) подката, холодной прокатки, термической обработки в защитной атмосфере, дрессировки, правки, шлифования и полирования, резки и инспекции готовой продукции. Предварительная смягчающая термообработка горячекатаных полос, особенно аустенитных и аустенитно-мартенситных сталей, необходима для выравнивания структуры металла после горячей прокатки. При нагреве стали до 1050 – 1150°С происходит полное растворение карбидов и появляется гомогенный раствор аустенита.
Совместно со смягчающей термической обработкой в закалочно-травильных агрегатах проводят очистку горячекатаных полос от окалины электромагнитным травлением или щелочной обработкой. В первом способе полосу пропускают через ванну, наполненную горячим раствором сульфата натрия между двумя рядами электродов, к которым подводится ток напряжением 5 — 30 В. В результате процессов, происходящих на поверхности полосы, окалина удаляется и переходит в электролит в виде гидрата окиси железа. В другом способе на поверхность полосы, имеющей температуру 500 – 700°C, подают мелкодисперсные струи 3 – 10%-ного раствора щелочи. Благодаря реакции щелочи с окалиной последняя переходит в состояние , благоприятное для удаления при травлении в растворах серной или соляной кислот.