1.3 Совершенствование оборудования для производства автолиста

1.3.1 Установки для текстурирования валков

В последние годы постоянно возрастали требования к поверхности холоднокатаной полосы. Для придания шерохо­ватости поверхности проката используют как механическую и электрическую энергию, так и энергию лазерного или электронного луча. В настоящее время в распоряжении имеются че­тыре способа: центробежно-струйный способ (SBT – Shot Blast Texturing), электроэрозионный способ EDT (Electrical Di­scharge Texturing), лазерное текстурирование (Laser Texturing) и элетронно-лучевой способ (EBG — Electron Beam Groving) придания шероховатости. Производство тонких листов с улучшенными ме­ханическими свойствами, а также прогресс в области производства прессового оборудования привели к тому, что наблюдается тенденция в направлении тонких листов с меньшей шероховатостью. При этом большое значение имеет не только соблюдение предварительно заданной шероховатости, но и максимально равномерная, повторяющаяся через равномерные интервалы структура шерохова­тости, т. е. распределение пиков и впадин.

В вопросе усовершенствования оборудования для нанесения необходимой микрогеометрии на прокатные валки, для производства тонких полос с глубокой вытяжкой, в первую очередь большое значение имеет тонкая, равномерная и хорошая текстура шероховатости поверхности металла, что способствует уменьшению износа штамповочного инстру­мента и увеличению ресурсов его службы вследствие равномерного и устойчивого слоя смазки под штампом. Для оптимизации этого процесса Национальный центр металлургических исследований (Бельгия, Льеж) разработал способ «Лазер­текс».

Рис.1.1 -Схема способа Лазертекс:

а - шайба с отверстием; б - лазерная головка; в - валок; г - стенд; д - лазер

На металлургическом заводе Wuhan Iron & Steel (Group) Co (Ухань, Китай) была создана установка для лазерного текстурирования поверхности валков холодной прокатки фирмы Trumpf (Германия).

Однако, так же как и при глубокой вы­тяжке, при лакировании автомобильных кузовов определяющее значение с точки зрения блеска покрытия имеет максимально ровная структура шероховатости тонкого листа, в связи с этим существует электроэрозионный способ текстурирования.

Возможность придания шероховатости рабочим валкам посредством электронного луча, не нашло еще широкого при­менения. В настоящее время для этой цели в распоряжении имеется только одна опытно-промышленная установка.

1.3.2 Хромирование прокатных валков

Хромовые покрытия с высокой износостойкостью успешно используются многие годы в металлургии, особенно при обработке металлов давлением, например, для покрытия валков при прокатки стальной полосы и дрессировки.

Свойства покрытия могут изменяться в зависимости от условий нанесения. Твердость хромового покрытия в зависимости от условий осаждения может достигать 1300 HV. Значения твердости зависят от температуры электролита и установленной плотности тока. Хромовые покрытия можно использовать до температуры 550°С без значительного изменения свойств.

Технология катодно-механического хромирования применяется для нанесения износостойких хромовых покрытий на поверхности деталей, работающих в условиях интенсивных силовых контактных нагрузок. Технология и оборудование разработаны ООО «Хром» (г. Санкт-Петербург) и ОАО «Северсталь» (г. Череповец). По разработкам изготовлены и внедрены в ОАО «Северсталь» две установки катодно-механического хромирования, на которых хромируются рабочие валки прокатных станов, барабаны и ролики линий цинкования, штоки гидравлических цилиндров и другие детали цилиндрической формы диаметром от 300 до 1500 мм.

У становки КМХ позволяют при минимальном потреблении электроэнергии получать хромовые покрытия высокого качества, заданной шероховатости поверхности, не требуют изготовления дорогостоящей оснастки на каждый типоразмер детали, не требуют времени и применения дополнительного оборудования для полирования поверхности детали после нанесения покрытия.

Рисунок 1.2 - Установка катодно – механического хромирования

Приведенное выше покрытие, нанесенное на валки клети непрерывного широкополосного стана холодной прокатки, позволило на ОАО "Северсталь" увеличить объем прокатки с 2000-3000 тонн до 17000 тонн (максимальная цифра проката 27000 тонн без перевалки) при одинаковых условиях прокатки, т.е. в 6-8 раз. При нанесении покрытия методом катодно-механического хромирования на ролики и барабаны агрегата непрерывного горячего цинкования, межремонтный срок службы изделий увеличился в 8-10 раз. Хромовое покрытие, нанесённое по технологии КМХ, имеет одинаковую толщину по всему диаметру детали.

Кроме повышения производительности хромированные валки по технологии КМХ дают следующий эффект:

1. Повышение качества за счет сужения поля допусков;

2. Получаемая микроструктура дает предпосылки для получения высококачественной продукции у потребителя;

3. Стабильно хорошее качество поверхности полосы в течение всего времени работы валка в клети;

4. Снижение количества перевалок;

5. Уменьшение частоты перешлифовки;

6. Снижение расхода валков.

Основные преимущества данной технологии перед стандартным способом нанесения хромового покрытия:

1. При хромировании изделий больших габаритов нет необходимости в изготовлении ванн большой глубины и размеров;

2. Равномерность осаждения хромового покрытия и по длине и по диаметру в пределах 10% от средней толщины покрытия;

3. Отсутствует необходимость в применении мощных (до 40000 А) источников тока;

4. Применение катодно-механического хромирования позволяет получать толстослойные хромовые покрытия с шероховатостью до Ra=0,04мкм без промежуточной механической обработки;