Формирование шероховатости валков и полосы

Для формирования требуемой шероховатости полосы необходимо прежде всего создать устойчивую шероховатость на рабочих валках дрессировочного стана. Эти валки первоначально шлифуют до “зеркального блеска”, т. е. до

Я_а < 1,0 мкм (12—14-й класс чистоты поверхности по старым ГОСТам). Полоса, прокатанная на таких валках, также будет зеркальной. Шероховатость ее по показателю Я_а не превышает значения 0,6 мкм.

Чтобы получить матовый лист, необходимо на валках дрессировочного стана создать шероховатость с Я_а = 4—6 мкм. Это осуществляется несколькими способами — на дробеметных или электроэрозионных станках, с помощью электронного или лазерного луча. Один из наиболее распространенных способов — насечка вращающихся зеркальных валков путем подачи на поверхность с большой скоростью мелкой стальной дроби. Насечку ведут на дробемегной машине за три-пять проходов. При фракции дроби 0,9—1,6 мм получают валки с Я_д = = 4—6 мкм. Для этой же цели вместо дроби применяют сечку — кусочки прочной тонкой стальной проволоки длиной 2—3 мм с острыми краями, нарубленные на специальных станках-автоматах.

Недостатком насеченных валков является то, что шероховатость формируется только по окружности валка, а по длине валка она фактически никак не управляется. Лист, прокатанный на таких валках, имеет матовую поверхность. Шероховатость его в направлении длины и ширины разная, поэтому при штамповке возможна фесгонистость (разная вытяжка в обоих направлениях).

Шероховатый лист, точнее, лист с повышенной шероховатостью получается на валках дрессировочного стана, обработанных несколько раз сечкой или дробью в поперечном и продольном направлении. Такие валки дороже, чем матовые. Соответственно, стоимость шероховатого листа выше, чем матового, а тог, в свою очередь, дороже зеркального.

Экспериментально показано, что от характера профиля микрорельефа валков зависит не только шероховатость полосы, но и многие другие характеристики, например износ валков при прокатке. Для меньшего износа необходимо, чтобы на профилограмме поверхности валка выступы компоновались плотнее, чем впадины. Например, валки с микрорельефом, имеющим показатель Ялк < 0 (см. рис. 17.2, г), подвергаются меньшему износу, чем валки, имеющие микрорельеф с /М > 0 (см. рис 17.2, в) (заметим, что на полосе отпечатывается обратный профиль). Большое влияние на износостойкость валков оказывают также шаг неровностей Ят и число неровностей на 1 см длины Рс и др. По данным комбината “Миттал Стил Темиртау” стабильная шероховатость увеличивает длительность кампании валков на стане холодной прокатки в 1,5 раза, а на дрессировочном стане — в 2 раза по сравнению с гладкими валками.

Стойкость и качество шероховатых валков определяются не только показателями их шероховатости, но и параметрами прокатки. За счет опережения микровыступы на поверхности шероховатых валков постепенно стираются, и поверхность листа приближается к зеркальной. На истираемость выступов большое влияние оказывает твердость валков. Через 3—4 ч непрерывной работы на шероховатых рабочих валках необходимо либо делать их перевалку, либо переходить на прокатку зеркального листа.

Формирование шероховатости на поверхности валка с помощью сечки или дроби имеет много неудобств и недостатков. Выступы и впадины неодинаковы по длине и не столь регулярны, как хотелось бы. Шаг их непостоянен, рисунок реальной поверхности хаотичен, показатели шероховатости неодинаковы вдоль и поперек листа. Кроме того, стойкость сопел, через которые подается дробь или сечка на валки, очень низка. Поэтому ведутся поиски других способов и технических средств формирования шероховатости валков.

Большое распространение получают установки электроэрозионного текстурирования поверхности валков. Одна из последних установок введена в эксплуатацию в 2002 г. на комбинате “Миттал Стил Темиртау”. Она позволяет создавать заданную шероховатость валков в широком диапазоне возможных значений (Я_а = 0,5—15 мкм). Процесс формирования микрогеометрии (текстурирования) поверхности рабочих валков ведется в автоматическом режиме с помощью программ, заложенных в компьютер установки. Подобная установка имеется на ОАО “Северсталь” и ряде других заводов. Электроэрозионные станки не только удобнее дробеметных, но и обеспечивают более точный микропрофиль валков, который позволяет получать меньший разброс шероховатости вдоль и поперек листа.

Фирма “Шеффилд Форджмасгерз Групп” разработала способ и рекламирует оборудование, позволяющее обрабатывать поверхность валка токами высокой частоты, доводя тонкий поверхностный слой до плавления. При быстром охлаждении этого слоя происходит закалка металла, и поверхность валка становится, во-первых, очень твердой, во-вторых, шероховатой, причем шероховатость одинакова в продольном и поперечном направлении. Микронеровности получаются более контролируемыми, регулярными и лучше удерживают смазку или краску, чем при насечке валков. Примерно по такому же принципу работают станки, на которых расплавление поверхностного слоя осуществляется электронным или лазерным лучом.