Липецкий государственный технический университет, Липецк, Россия

С. М. Бельский, профессор кафедры «Обработка металлов давлением», докт. техн. наук, эл. почта: belsky-55@yandex.ru

При прокатке полос на непрерывном широкополосном стане горячей прокатки наиболее часто встречающимися нарушениями геометрических параметров полос в черновой группе клетей являются клиновидность профиля поперечного сечения и связанная с ней серповидность формы полос, а в чистовой группе клетей — неудовлетворительная выпуклость профиля поперечного сечения и связанная с ней неплоскостность формы полос. «Серповидность» — плавное искривление полосы в форме дуги в горизонтальной плоскости. Данный дефект тесно связан с дефектом формы профиля поперечного сечения полос, который называют «клиновидность». Основными причинами появления клиновидности профиля поперечного сечения горячекатаных полос являются вертикальный и горизонтальный перекос рабочих валков, появляющийся из-за погрешностей установки валковой арматуры, износа рабочих поверхностей проемов станины черновой клети, неравномерности нагрева полос по ширине с приводной стороны и стороны перевалки. Клиновидность профиля поперечного сечения горячекатаных полос начинает формироваться с первых клетей черновой группы, при этом серповидность, вызванная клиновидностью, проявляется не сразу на выходе первых клетей черновой группы, а на выходе последней черновой клети, когда полоса попадает на промежуточный рольганг. Неплоскостность горячекатаных полос чаще всего проявляется в виде двух разновидностей: краевой волнистости и центральной коробоватости. Выполнена оценка уменьшения неравномерности распределения вытяжек по ширине полосы при горячей прокатке из-за поперечного перемещения металла в очаге деформации вариационным методом.

1. Пименов В. А., Бельский С. М., Кузнецова Е. В., Шкарин А. Н. Математическая модель идентификации формы профиля поперечного сечения горячекатаных полос и распределения вытяжек по ширине холоднокатаных полос. Сообщение 1 // Производство проката. 2018. № 1. С. 11–15.
2. Belskii S. M., Mukhin Yu. A., Mazur S. I., Goncharov A. I. Influence of the cross section of hot-rolled steel on the flatness of cold-rolled strip // Steel in Translation. 2013. Vol. 43. No. 5. P. 313–316.
3. Bel’skii S. M., Mukhin Yu. A. Hot strip rolling with local thickening // Steel in Translation. 2009. Vol. 39. No. 5. P. 420–424.
4. Muhin U., Belskij S., Koynov T. Study of the influence between the strength of antibending of working rolls on the widening during hot rolling of thin sheet metal // Frattura ed Integrita Strutturale. 2016. Vol. 10. No. 37. P. 318–324.
5. Бельский С. М., Мухин Ю. А., Польшин А. А., Стоякин А. О. Математическая модель профиля поперечного сечения горячекатаных полос с прикромочными особенностями. Сообщение 1 // Производство проката. 2015. № 5. С. 18–22.
6. Спивак С. И., Кантор О. Г. Чебышевское приближение в задачах эконометрического моделирования // Информационные технологии. 2015. № 10. С. 764–771.
7. Железнов Ю. Д. Прокатка ровных листов и полос. — М. : Металлургия, 1971. — 200 с.
8. Выдрин В. Н., Остсемин Е. А. О механизме явлений, сопутствующих изменению плоскостности при холодной прокатке // Известия вузов. Черная металлургия. 1983. № 6. С. 40–43.
9. Железнов Ю. Д., Кузнецов Л. А., Григорян Г. Г. Исследование закономерностей формообразования полос при тонколистовой прокатке // Сталь. 1972. № 9. С. 816–819.
10. Chai X. J., Li H. B., Zhang J., Zhou Y. Z., Ma H. H., Zhang P. W. Flatness analysis and control of strips with different thickness in 2250 mm hot tandem rolling // Steel Res Int. 2018. Vol. 89, Iss. 12. 1800404.
11. Xi Chen, Qinglong Wang, Zilong Wan, Jie Sun, Dianhua Zhang. Mathematical modeling and simulated analysis of metal flow behavior during the FGC of ESP rolling process // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2023. Vol. 127, Iss. 4. P. 1–18
12. Fischer F. D., Rammerstorfer F., Friedl N. Residual stress-induced center wave buckling of rolled strip metal // Journal of Applied Mechanics. 2003. Vol. 70, Iss. 1. P. 84–90.
13. Shatalov R., Maksimov E., Koinov T., Babkin A. Research of flatness defects forming at 20-hi steel strips rolling mill // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2017. Vol. 52, Iss. 2. P. 199–204.
14. Maksimov E. A., Shatalov R. L., Litvinova N. N. Study of the tractive forces applied to galvanized strip on a straightening machine in a continuous hot-galvanizing unit // Metallurgist. 2014. Vol. 58, Iss. 5-6. P. 415–420.
15. Bel'skii S. M., Mukhin Y. A. Classification of regulation principles for strip flatness // Steel in Translation. 2009. Vol. 39. No. 11. P. 1012–1015.
16. Шаталов Р. Л. Повышение качества полос из цветных металлов и сплавов при прокатке // Цветные металлы. 2001. № 5. С. 65–70.
17. Ginzburg V. B. Metallurgical design of flat rolled steels. — New York : Marcel Dekker, 2005. — 726 p.
18. Roberts W. L. Cold rolling of steel. — New York : Marcel Dekker, 1978. — 799 p.
19. Шаталов Р. Л., Лукаш А. С., Зисельман В. Л. Определение механических свойств медных и латунных полос по показателям твердости при холодной прокатке // Цветные металлы. 2014. № 5. С. 61–65.
20. Суяров Д. И., Беняковский М. А. Качество тонких стальных листов. — Москва : Металлургия, 1964. — 175 с.
21. Belskiy S. M., Chuprov V. B., Bakhaev K. V., Stoyakin A. O., Yankova S. Temperature field of stripes under hot rolling // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2015. Vol. 50. No. 6. P. 613–616.
22. Shinkin V. N. Simple analytical dependence of elastic modulus on high temperatures for some steels and alloys // CIS Iron and Steel Review. 2018. Vol. 15. P. 32–38.
23. Shatalov R. L., Medvedev V. A. Regulation of the rolling temperature of blanks of steel vessels in a rolling-press line for the stabilization of mechanical properties // Metallurgist. 2020. Vol. 63, Iss. 9-10. P. 1071–1076. DOI: 10.1007/S11015-020-00925-W
24. Shatalov R. L., Genkin A. L. Operating a sheet-rolling complex to minimize energy costs // Metallurgist. 2008. Vol. 52, Iss. 9-10. P. 485–490.
25. Hiromi Matsumoto. 2-dimensional lateral-material-flow model reduced from 3-dimensional theory for flat rolling // ISIJ International. 1991. Vol. 31, Iss. 6. P. 550–558.
26. Григорян Г. Г., Железнов Ю. Д., Черный В. А., Кузнецов Л. А., Журавский А. Г. Настройка, стабилизация и контроль процесса тонколистовой прокатки. — Москва : Металлургия, 1975. — 368 с.
27. Qinglong Wang, Jie Sun, Xu Li et al. Analysis of lateral metal flowinduced flatness deviations of rolled steel strip: Mathematical modeling and simulation experiments // Applied Mathematical Modelling. 2020. Vol. 77. P. 289–308.
28. Chihuan Yao, Anrui He, Jian Shao et al. A real-time quasi-3D metal flow model for hot strip rolling // International Journal of Mechanical Sciences. 2019. Vol. 159. P. 91–101.
29. Zhongkai Ren, Hong Xiao, Xiao Liu, Zhichao Yan. An analysis of the metal transverse flow in the roll gap for ultra-thin strip rolling using the energy method // ISIJ International. 2018. Vol. 58, Iss. 2. P. 309–315.
30. Li C. W., Wang X. C., Yang Q., Wang L. S. Metal transverse flow and its influence factors of hot rolled strips // Journal of University of Science and Technology Beijing. 2013. Vol. 35, No. 2. P. 222–227.
31. Lian J. C., Duan Z. Y., Ye X. Analysis of lateral flow of metal in roll gage with three-dimensional finite difference method // Journal of NE Institute of Heavy Machinery. 1984. Vol. 3. P. 1–9.
32. Ren Z. K., Xiao H., Xie H. B., Liu X. Influence of lateral displacement on strip shape during cold rolling // Iron Steel Res Int. 2018. Vol. 25, Iss. 9. P. 892–900.
33. Zhao J. W., Wang X. C., Yang Q., Wang Q. N., Wang Y. Y., Li W. P. Mechanism of lateral metal flow on residual stress distribution during hot strip rolling // Mater Process Tech. 2021. Vol. 288. 116838.
34. Wang Q. L., Sun J., Li X., Wang Z. H., Wang P. F., Zhang D. H. Analysis of lateral metal flow-induced flatness deviations of rolled steel strip: mathematical modeling and simulation experiments // Appl Math Model. 2020. Vol. 77, Part 1. P. 289–308.
35. Григорян Г. Г., Коцарь С. Л., Железнов Ю. Д. Учет схемы деформации при анализе формообразования в процессе листовой прокатки // Известия вузов. Черная металлургия. 1976. № 7. С. 88–92.
36. Эльсгольц Л. Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. — Москва : Наука, 1969. — 424 с.
37. Гельфанд И. М., Фомин С. В. Вариационное исчисление. — Москва : Государственное издательство физико-математической литературы, 1961. — 228 с.
38. Belskiy S. M., Mazur I. P., Stoyakin A. O., Yankova S. Influence of the transversal displacements of metal on the camber formation of hot-rolled strip // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2017. Vol. 52. No. 4. P. 672–678.