Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия:

А. М. Песин, профессор кафедры технологий обработки материалов, заместитель заведующего лабораторией «Механика градиентных наноматериалов им. А. П. Жиляева», докт. техн. наук, эл. почта: pesin@bk.ru
Д. О. Пустовойтов, доцент кафедры технологий обработки материалов, старший научный сотрудник лаборатории «Механика градиентных наноматериалов им. А. П. Жиляева», канд. техн. наук, эл. почта: pustovoitov_den@mail.ru
А. И. Сверчков, аспирант кафедры технологий обработки материалов, эл. почта: leshka-sverhc@rambler.ru
Г. П. Корнилов, доцент кафедры электроснабжения промышленных предприятий, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: korn_mgn@mail.ru

В работе также принимали участие канд. техн. наук И. А. Песин, аспирант. Л. В. Носов, студент А. А. Бочкарев.

При производстве холоднокатаной ленты толщиной 0,5–1,5 мм из высокоуглеродистых марок сталей на непрерывных станах холодной прокатки технологический процесс состоит из 2–3 операционных циклов «холодная прокатка – промежуточный отжиг», каждый из которых значительно увеличивает затраты на производство и снижает производительность технологического процесса. Одним из перспективных нетрадиционных способов решения такой проблемы является технология асимметричной прокатки. Прокатка с различными окружными скоростями рабочих валков, когда оба валка приводятся в движение двумя независимыми двигателями, является наиболее подходящим способом реализации технологии асимметричной прокатки в промышленности. Рассогласование скоростей рабочих валков позволит снизить усилия прокатки, повысить обжимную способность клетей и, как следствие, получить более тонкую ленту без использования промежуточных отжигов. В данной работе представлены экспериментальное опробование и сравнительный анализ энергосиловых параметров процессов симметричной и асимметричной прокатки, а также оценка возможности снижения количества операционных циклов «холодная прокатка – промежуточный отжиг» при производстве ленты из высокоуглеродистых марок сталей в условиях непрерывного пятиклетевого стана 630 ПАО «ММК». Представлены данные о режиме работы главных электроприводов этого стана при симметричной и асимметричной прокатке, рассчитаны некоторые электрические и энергосиловые параметры. Проведено сравнение полученных результатов, которое показало значительное снижение усилий, суммарных моментов и мощностей прокатки, а также потребления электрической энергии при асимметричной прокатке. Сделаны выводы и предложены направления для дальнейших исследований в данной области.

Исследования выполнены за счет гранта РНФ (соглашение № 22-49-02041 от 09.03.2022) в части разработки режимов асимметричной прокатки и проведения промышленных экспериментов, а также за счет мегагранта Минобрнауки (соглашение № 075-15-2021-627 от 08.06.2021) в части обработки результатов промышленных экспериментов.

1. Vincze G., Simões F. J. P., Butuc M. C. Asymmetrical rolling of aluminuma lloys and steels: a review // Metals. 2020. Vol. 10, Iss. 9. P. 1126. DOI: 10.3390/met10091126.
2. Pustovoytov D., Pesin A., Tandon P. Asymmetric (hot, warm, cold, cryo) rolling of light alloys: a review // Metals. 2021. Vol. 11, Iss. 6. P. 956. DOI: 10.3390/met11060956.
3. Yu H., Lu C., Tieu A. K., Li H. J., Godbole A., Zhang S. H. Special rolling techniques for improvement of mechanical properties of ultrafinegrained metal sheets: a review // Advanced Engineering Materials. 2016. Vol. 18. P. 754–769. DOI: 10.1002/adem.201500369.
4. Пелленен А. П. Об использовании несимметричной прокатки для производства лент и полос // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2020. Т. 20. № 1. С. 87–93. DOI: 10.14529/met200110.
5. Пименов А. Ф., Скороходов В. Н., Трайно А. И. и др. Асимметричные процессы прокатки — анализ, способы и перспективы применения // Сталь. 1982. № 3. С. 53–56.
6. Синицын В. Т. Несимметричная прокатка листов и лент. — М. : Металлургия, 1984. — 167 с.
7. Satyaveer Singh Dhinwal, Clément Ernould, Benoît Beausir. Facilitating the occurrence of dynamic recrystallization in plain extra low-carbon steel by warm asymmetric rolling // Materials Characterization. 2022. Vol. 189. P. 111942. DOI: 10.1016/j.matchar.2022.111942.
8. Ji Wang, Xianghua Liu, Xiangkun Sun. Study on the relationship between asymmetrical rolling deformation zone configuration and rolling parameters // International Journal of Mechanical Sciences. 2020. Vol. 187. P. 105905. DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2020.105905.
9. Konstantinov D., Pustovoitov D., Pesin A. Influence of microstructure on inhomogeneity of stress and strain in the deformation zone during asymmetric cold rolling of ferritic-pearlitic steels // Procedia Manufacturing. 2020. Vol. 50. P. 514–519. DOI: 10.1016/j.promfg.2020.08.093.
10. Байков Е. В. Исследование на непрерывном стане холодной прокатки продольной разнотолщинности полос // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. 2008. № 1. С. 102–105.
11. Грабовский Г. Г., Иевлев Н. Г. Управление продольной разнотолщинностью листов на толстолистовых станах с помощью эффекта скоростной асимметрии // Математичні машини і системи. 2019. № 2. С. 111–120.
12. Кавалек А. А., Дыя Х. И., Бахаев К. В., Горбунов К. С. Влияние коэффициента скоростной асимметрии на энергосиловые параметры и изгиб полосы // Черные металлы. 2021. № 10. С. 31–34.
13. Kawalek A. The theoretical and experimental analysis of the effect of asymmetrical rolling on the value of unit pressure // Journal of Materials Processing Technology. 2004. Vol. 157–158. P. 531–535. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2004.07142.

14. ГОСТ 54153–2010. Сталь. Метод атомно-эмиссионного спектрального анализа. — Введ. 01.01.2012.
15. Bochkarev A. A., Kornilov G. P. Understanding the electric drive parameters of energy and forces during asymmetric rolling // Magnitogorsk rolling practice 2022. — Magnitogorsk : NMSTU Publ., 2022. P. 48, 49.
16. Корнилов Г. П., Николаев А. А., Храмшин Т. Р. Моделирование электротехнических комплексов промышленных предприятий. — Магнитогорск : Издательство ФГБОУ ВО МГТУ им Г. И. Носова, 2014. — 239 с.
17. ГОСТ 2283–79. Лента холоднокатаная из инструментальной и пружинной стали. Технические условия. — Введ. 01.01.1980.