Измерение толщины холоднокатаной ленты

Далее рулон перемещается к консоли №2,  при наезде на копир происходит поворот рулона на 180˚. Надев рулон на хобот консоли, тележка возвращается в исходное положение.

Затем консоль №2 поворачивается в положение для снятия рулона тележкой №3.

При накоплении на хоботе накопителя рулонов 3-5 рулонов, накопитель поворачивается на 180˚ и рулоны убираются электромостовым краном.

При передаче рулонов на участок формирования стоп тележка  №3 устанавливает рулон на хоботе накопителя в среднее положение  и отходит в позицию ожидания. Накопитель поворачивается на 90˚ и рулон перемещается сталкивателем на штырь кантователя. После чего сталкиватель возвращается в исходное положение, накопитель возвращается в положение приема следующего рулона.

Усилие прокатки для каждой клети стана при холодной  прокатке  ленты должно находится в пределах 1000-4000 кН.

1.2.3 Рекристаллизационный отжиг

Рекристаллизационный отжиг холоднокатаной стали используют с целью востановления ее пластичности после холодного деформирования. Для осуществления отжига применяют одностопные и многостопные колпаковые печи, а также агрегаты непрерывного отжига (АНО). Чтобы предотвратить окисление поверхности проката, обработку производят с использованием защитной атмосферы.

Колпаковые печи относятся к садочным печам и являются агрегатами периодического действия. Процесс отжига в такой печи происходит следующим образом. Рулоны холоднокатаной стали (4) устанавливают на стенд печи один на другой, формируя, таким образом, стопу. Для улучшения циркуляции защитного газа между рулонами помещают конвекторные кольца(5), а отверстие верхнего рулона закрывают крышкой(6). Стопу накрывают муфелем. Чтобы предотвратить доступ продуктов горения в подмуфельное пространств, основание муфеля устанавливают в специальный песочный затвор(8). Затем подмуфельное пространство продувают защитным газом для удаления воздуха, включают вентилятор(11), устанавливают колпак, нагревают садку до заданной температуры и осуществляют выдержку в течение 6-25 часов (в зависимости от массы рулона). По окончании нагрева и выдержки печь выключают (прекращают подачу топлива), колпак снимают и переносят его на другой стенд. До температуры около 690-710°C (в зависимости от того какой пластичностью должен обладать готовый металл) садку охлаждают под муфелем с подачей защитного газа. Схема одностопной газовой колпаковой печи представлена на рисунке 1.3.

1-стенд; 2- нагревательный  колпак; 3- муфель; 4- рулон;- 5 кольцо конвекторное; 6- крышка; 7- песочный затвор; 8- коллектор газовый; 9- горелка инжекционная; 10- вентилятор; 11- аппарат направляющий.

Рисунок 1.3 - Одностопная газовая колпаковая печь для светлого отжига рулонов холодной стали

1.2.4 Дрессировка

 

Назначение  дрессировки состоит в окончательном  формировании механических свойств, плоскостности и микрогеомерии поверхности листового металла. На практике используют рабочие валки диаметром 450-500 мм, а во второй- от 500 до 600 мм. Это связано с тем, что чем больше диаметр рабочего валка, тем лучше он выполняет проглаживающие функции.

Ранее все  виды холодной листовой стали дрессировали без технологической смазки. В  последнее время в производство конструкционной стали все шире внедряют дрессировку с технологической  смазкой, поскольку в этом случае не только снижается расход энергии  и повышается стойкость рабочих  валков, но и заметно улучшается качество готовой продукции. В качестве технологической смазки применяется 30%- ная эмульсия эмульсола Т, наносимая на полосу с помощью замкнутой циркуляционной системы.

Обжатия при дрессировке должны быть согласованы  с обжатием металла при холодной прокатке и режимом отжига, т.к. от них зависят значения предела  текучести и размер площадки текучести. Натяжение при дрессировке, как  и при холодной прокатке, стабилизирует  положение полосы по линии стана, способствует улучшению плоскостности  за счет самовыравнивания вытяжек по ширине металла. Однако, поскольку отожженный металл имеет относительно низкий предел текучести, натяжение может стать  причиной дефекта «излом». Исследования показали, что изломы являются результатом пластической деформации поверхностных слоев металла, вызываемой одновременным изгибом и натяжением полосы при разматывание рулона.

Влияние скорости дрессировки на качество поверхности  металла проявляется в дефекте  «ребристость». Внешне ребристость выглядит как чередование светлых и темных полосок. Замечено, что ребристость возникает при работе агрегатов, в приводных линиях которых имеются зубчатые редукторы, нагруженные незначительным технологическими условиями при высоких скоростях вращения. На дрессировочных станах с безредукторным приводом такой дефект не проявляется.

 

 

 

1.3 Схема производства холоднокатаного  листа в условиях ЛПЦ -8 ОАО «ММК»

                                 Цель операции                                  Цели: получение           Цели снятия                        Цели:                                          Цель:                                        ГОСТ 503-81

                                              очистка от окалины                      - заданных геом. пар-ов  -упрочнения              -повышение мех. Свойств                 разрезка полосы на ленты.

                                                                                                      - хорошего кач. пов-ти   -восстановления       -придание св-в штампуемости

                                                                                                      - высоких мех. свойств   пластич. св-в            -придание хор. внешнего вида

ЛПЦ-4

ЛПЦ-10                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

 

 
 
 

2 Методы измерения толщины холоднокатаной  ленты

Неотъемлемой  частью системы автоматического  регулирования является измеритель толщины. В настоящее время известно несколько способов измерения толщины  полосы в процессе прокатки, среди  которых необходимо выделить непосредственное прямое измерение с помощью толщиномеров и косвенное измерение, при котором толщина полосы определяется вычислением через другие параметры. Чаще всего для этой цели используют зависимость Головина-Симса:

,

где P – усилие прокатки; M_k – коэффициент жесткости клети; S₀ – первоначальный зазор между валками.

Косвенное измерение толщины полосы осуществляется вычислением, так как толщина  полосы в зазоре между валками  практически недоступна для непосредственного  измерения. Для этого измеряются совокупности таких величин, которые  могут быть относительно легко измерены и однозначно определяют толщину  полосы. К таким величинам относятся, например, положение нажимных винтов, давление на валки, удлинение полосы, расстояние между шейками рабочих  валков и др. В процессе измерения  эти величины преобразуются, как  правило, в электрические сигналы, которые подаются в схему, моделирующую уравнение связи измеряемых величин  с толщиной полосы.

Прямое  измерение толщины осуществляется при помощи толщиномеров различных типов. В зависимости от наличия или отсутствия непосредственного контакта между полосой и измерителем, последние делятся на бесконтактные измерители толщины, различные по конструкции и принципу действия – рентгеновские, пневматические, ультразвуковые, лазерные и радиоизотопные и контактные.

2.1 Контактный  метод измерения толщины, с помощью роликового толщиномера

Роликовый толщиномер состоит из роликов, подвижного сухаря, микрометрического винта, рычага и датчика перемещений.

Такой способ измерения толщины имеет ряд недостатков:

- Не обеспечивает достаточной точности при скорости прокатки более 10 м/с.

- Толщина полосы измеряется в одном месте.

- При длительной работе происходит износ роликов, необходимо проводит периодическую проверку прибора.

- Из- за непосредственного контакта с лентой не исключается ее порча.

2.2 Бесконтактные методы

 

2.2.1 Лазерный  метод

 

 

   Промышленные  лазерные измерительные системы  позволяют проводить бесконтактные  измерения толщины различных  материалов (листов, протяжного полотна  и т.п.) в процессе производства  непосредственно в производственной  линии с высокой точностью.

Измерение производится бесконтактно, с помощью цифровых лазерных датчиков, установленных с  обеих сторон измеряемого листа. Это позволяет исключить ошибки базирования и повысить точность измерения.

Преимущества:

• Обеспечивается 100% контроль толщины на каждом участке производства
• Исключается «человеческий фактор»
• Контроль толщины в реальном масштабе времени позволяет своевременно внести корректировки в технологический процесс и исключить брак
• Высокая точность
• Измерение толщины в нескольких точках

 

2.2.2 Электромагнитный  метод

 

- Основан на измерении силы притяжения электромагнита к ленте. Величина определяется при отрыве магнита от полосы. Такие приборы называют отрывными толщиномерами. Они применимы только к ферромагнитным материалам и их нельзя использовать в потоке.

- Основан на измерении сопротивления магнитной цепи, составленный из полосы и сердечника электромагнита. Так же как и первый применим только к фкрромагнитам.

- Метод  вихревых токов. Объект перемещается  в электромагнитном поле, это  поле наводит в изделие вихревые  токи, которые в свою очередь  создают свое поле, направленное  в противоположную сторону. Принципиальные схемы электромагнитных измерителей толщины листов представлены на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Принципиальные схемы электромагнитных измерителей толщины листов с  использованием измерения сопротивления магнитной цепи

 

Приборы, основанные на этом методе, имеют обычно нелинейную характеристику, их используют для контроля стальных листов толщиной 0,025- 2,5 мм, а иногда и больше. Погрешность приборов лежит в пределах 5-15%, при этом точность возрастает с уменьшением толщины листа.

 

2.2.3 Ультразвуковые  толщиномеры

 

Ультразвуковые  колебания широко используют при  определении толщины изделия (лист, стенка трубы), а также в дефектоскопии.

В зависимости  от упругих свойств среды в ней распространяются упругие волны различных типов, отличающиеся направлением смещения колеблющихся частиц. Если колебания частиц происходят в направлении, совпадающем с направлением распространения волны, то такие волны называют продольными. Они могут распространяться в твердой, жидкой и газообразной средах. Если направление колебаний частиц среды перпендикулярно направлению распространения волны, то волны называют поперечными или сдвиговыми. Они могут распространяться только в твердой среде.

 

- Резонансный  метод.

В момент резонанса и образования стоячей  волны амплитуда упругих колебаний  в изделии резко возрастает. При  этом увеличивается количество энергии, отбираемой изделием от генератора, возрастает шунтирующее воздействие пьезопреобразователя, в результате чего в контур генератора вносится большое затухание. Это приводит к уменьшению амплитуды электрических колебаний в генераторе, к увеличению анодного и уменьшению сеточного токов в нем.

Резонанс - совпадение частот, с последующим  увеличением амплитуды. Толщина по этому методу находится как:

  , с где

n- целое число, определяющее порядок гармоники колебаний ( при резонансе на основной частоте n=1);

с- скорость распространения УЗК в материале изделия;

f- чатота УЗК;

λ- длина волны

- Эхометод.

Ультразвуковые  эхо-импульсные толщиномеры работают на частотах 0,5 – 100 МГц и измеряют время t между зондирующим импульсом и одним из отраженных от поверхности эхо-импульсом (или между двумя эхо-импульсами). При известной скорости с продольной ультразвуковой волны в изделии измеряемая толщина h изделия определяется соотношением h=ct/2 в потоке. 
Основное требование, предъявляемое к приборам – высокая точность измерения, высокая чувствительность.

При эхо-методе регистрируются точки ввода и выхода ультразвука на наружной поверхности слоя.

Средняя погрешность измерения стальных листов толщиной 4-10 мм с применением  призматических ультразвуковых датчиков примерно равна 6% при частоте 2,5 МГц, а минимальное, поддающееся измерению  значение толщины 2 мм, в случае контроля при частоте 4 МГц.