Череповецкий государственный университет, Череповец, Россия

Д. Л. Шалаевский, доцент кафедры металлургии, машиностроения и технологического оборудования, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: shal-dmitrij@yandex.ru

Профилировка бочки рабочего валка компенсирует упругую деформацию валковой системы и неравномерную тепловую выпуклость по длине этой бочки, а также обеспечивает «наследственную» форму поперечного профиля, реализуя таким образом выпуск плоской полосы. На основании известной модели показателей плоскостности рассмотрено влияние формы продольного сечения бочек валков в клетях непрерывного стана холодной прокатки на качество готового проката. Известно, что наиболее существенное воздействие на качество формы катаной стальной полосы оказывают усилия прокатки и профилировки бочек валков с учетом их износа. На примере производства полос толщинами от 0,3 до 1,2 мм и шириной 1250 мм в условиях пятиклетевого стана 1700 показано, что изменение профилировок в первых и промежуточных клетях стана способно существенно повлиять на плоскостность готовых полос, не изменив и не ухудшив при этом их поперечный профиль. Такая особенность обоснована низкой жесткостью полосы в этих клетях и большими значениями усилий прокатки, что в совокупности с профилировкой бочки формирует значимое воздействие на форму полосы. С помощью расчетов по известной модели изменения профилировок в клетях непрерывного стана холодной прокатки ранжированы по степени воздействия на плоскостность готового плоского стального проката. Сформулирован алгоритм корректировки профилировок бочек рабочих валков вследствие возникновения сверхнормативной неплоскостности катаной полосы. Эффективность предложенного способа корректировки профилировок подтверждена теоретически путем расчетов по известной модели. Применение алгоритма корректировки позволило уменьшить амплитуду неплоскостности катаной стальной полосы от 12 до 2 мм. Результаты работы могут быть использованы при выборе выпуклостей бочек валков станов холодной прокатки.

1. Шалаевский Д. Л. Исследование влияния параметров процесса непрерывной горячей прокатки стальных тонких широких полос на дефекты планшетности готовой продукции // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2023. № 4. С. 32–38.
2. Шалаевский Д. Л. Исследование влияния технологических факторов при непрерывной горячей прокатке на плоскостность тонких стальных листов с целью повышения их качества // Металлы. 2024. № 5. С. 62–68.
3. Будаква А. А., Коновалов К. Н., Ткалич К. Н. и др. Профилирование валков листовых станов. – Киев : Технiка, 1986. – 190 с.
4. Liu Mh., Li Yh., Wu Dy. et al. Prediction of tandem cold-rolled strip flatness based on the BiGRU-Attention-iTransformer model // JOM. 2025. Vol. 77. P. 6245–6259. DOI: 10.1007/s11837-025-07456-2
5. Yang Wq., Zhao Zt., Zhu Ly. et al. Strip flatness prediction of cold rolling based on ensemble methods // J. Iron Steel Res. Int. 2024. Vol. 31. P. 237–251. DOI: 10.1007/s42243-023-01060-x
6. Xu Q., Dong J., Peng K. Joint prediction method for strip thickness and flatness in hot strip rolling process: A combined multi-indicator Transformer with embedded sliding window // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 2024. Vol. 239, Iss. 6-7. P. 927-937. DOI: 10.1177/09544054241249221
7. Jianwei Zhao, Jingdong Li, Quan Yang, Xiaochen Wang, Xiaoxuan Ding, Gongzhuang Peng, Jian Shao, Zewen Gu. A novel paradigm of flatness prediction and optimization for strip tandem cold rolling by cloud-edge collaboration // Journal of Materials Processing Technology. 2023. Vol. 316. 117947. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2023.117947
8. Максимов Е. А., Шаталов Р. Л., Босхамджиев Н. Ш. Производство планшетных полос при прокатке. – М. : Тепло техник, 2008. – 336 с.
9. Шалаевский Д. Л. Исследование влияния профиля поперечного сечения // Сталь. № 11. С. 22-25.
10. Пименов В. А., Бельский С. М., Кузнецова Е. В., Шкарин А. Н. Математическая модель идентификации формы профиля поперечного сечения горячекатаных полос и рас пределения вытяжек по ширине холоднокатаных полос. Сообщение 2 // Производство проката. 2018. № 6. С. 9–14.
11. Шалаевский Д. Л., Сидоров А. В. Исследование износа поверхности бочек рабочих валков непрерывной группы клетей широкополосного стана горячей прокатки // Заготовительные производства в машиностроении. 2024. Т. 22. № 7. С. 315–318.
12. Челюскин А. Б. и др. Определение зависимости износа валков от условий прокатки // Известия вузов. Металлургия. 1970. № 3. С. 92–95.
13. Шалаевский Д. Л. Исследование теплового режима рабочих валков стана горячей прокатки с целью повышения точности расчета температур поверхностей их бочек // Известия вузов. Черная металлургия. 2023. Т. 66. № 3. С. 283–289.
14. Гарбер Э. А., Хлопотин М. В., Савиных А. Ф., Кожевников А. В., Голованов А. В., Смирнов В. С. Промышленные испытания усовершенствованных профилировок рабо чих валков на широкополосном стане горячей прокатки // Производство проката. 2008. № 4. С. 18–22.
15. Гарбер Э. А., Хлопотин М. В., Попов Е. С., Савиных А. Ф., Голованов А. В. Повышение эффективности охлаждения валков широкополосного стана горячей прокатки с исполь зованием адаптивных математических моделей теплового баланса // Производство проката. 2009. № 4. С. 12–24.
16. Максимов Е. А., Шаталов Р. Л., Лукаш А. С. Устойчивость плоской формы полосы с учетом упругопластического изгиба по толщине металла при тонколистовой прокатке // Черные металлы. 2011. № 10. С. 9–13.
17. Шаталов Р. Л., Максимов Е. А. Уточнение метода расчета критических напряжений и показателей плоскостности полосы при тонколистовой прокатке // Сталь. 2016. № 4. С. 26–30.
18. Shatalov R. L., Maksimov E. A. Development and application of the theory of rigid ends in thin-sheet rolling // Metallurgist. 2021. Vol. 64, Iss. 9-10. P. 1035–1042.
19. 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.
20. 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.
21. Шаталов Р. Л. Повышение качества полос из цветных металлов и сплавов при прокатке // Цветные металлы. 2001. № 5. С. 65-70.
22. Shatalov R. L. Control of strip quality and deformability in rolling // Steel in Translation. 2004. Vol. 34, Iss. 9. P. 43–47.
23. Shatalov R. Method of calculation of strains and stresses on the width of a thin strip in cold rolling // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2021. Vol. 56, Iss. 2. P. 388–393.
24. Шаталов Р. Л. Развитие теории расчета силовых показателей прокатки по длине тонких полос и лент // Черные металлы. 2023. № 11. C. 23–28.
25. Гарбер Э. А. Станы холодной прокатки (теория, оборудование, технологии). – М. : ОАО «Черметинформация» ; Череповец : ГОУ ВПО ЧГУ, 2004. – 416 с.
26. Гарбер Э. А., Болобанова Н. Л. Совершенствование метода моделирования упругих деформаций валков клети кварто и их влияния на поперечный профиль широких полос // Производство проката. 2012. № 12. С. 14–18.