АО «Северсталь Менеджмент», Череповец, Россия:
К. А. Котов, менеджер по моделированию Дирекции по техническому развитию и качеству, эл. почта: ka.kotov@severstal.com
Д. В. Нуштаев, канд. техн. наук, менеджер по моделированию Дирекции по техническому развитию и качеству, эл. почта: dv.nushtaev@severstal.com

ФГБОУ ВПО «Череповецкий государственный университет», Череповец, Россия:
Н. Л. Болобанова, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургии, машиностроения и технологического оборудования, эл. почта: nlbolobanova@chsu.ru

Сохранение высокой плоскостности листового металла при дальнейшей обработке высокотехнологичными методами, например методом лазерной или плазменной резки, является одним из современных требований к качественным показателям горячекатаной листовой стали. Из-за высвобождения остаточных напряжений, неравномерно распределенных по объему металла, при резке листа с применением высокотехнологичных методов он может искривляться. Решением проблемы является оптимальное управление остаточными напряжениями на основной завершающей стадии производства горячекатаного листового проката при правке полос на роликовых правильных машинах (РПМ) в условиях циклической знакопеременной деформации. Имеющиеся многочисленные подходы к расчету параметров процесса правки на РПМ не позволяют определять оптимальные режимы правки, устраняющие исходное неоднородное напряженное состояние горячекатаной полосы и обеспечивающие минимальный уровень остаточных напряжений в готовом прокате. В работе обоснована актуальность разработки методики выбора режима правки полос, направленной на расширение возможностей процесса правки на РПМ и получение горячекатаных листов с минимальным уровнем остаточных напряжений и потенциальной энергии, пригодных для плазменной и лазерной резки. Описана реализация методики выбора режима правки горячекатаной полосы на РПМ на основе результатов конечно-элементного моделирования процесса правки, подтвержденных экспериментальными данными, полученными при правке и последующей резке листов. Рассчитаны режимы правки полос толщиной 4, 8 и 10 мм из стали марки S355MC на 13-, 15- и 17-роликовых правильных машинах, установленных на агрегатах поперечной резки № 3 и 4 ПАО «Северсталь», обеспечивающие минимальные значения остаточных напряжений, потенциальной энергии в листах после правки и отклонений от плоскостности листов при высокотехнологичной резке. На основании промышленных испытаний методика расчета режимов правки внедрена в производство, разработанные режимы правки приняты к использованию на ПАО «Северсталь». Предложенные усовершенствования технологии производства горячекатаного листового проката в условиях ПАО «Северсталь» позволили получать прокат, пригодный для лазерной резки.

1. Целиков А. И., Полухин П. И., Гребеник В. М. Машины и агрегаты металлургических заводов: в 3 т. Т. 3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. — М. : Металлургия, 1988. — 679 с.
2. Слоним А. З., Сонин Л. А. Машины для правки листового и сортового проката. — М. : Металлургия, 1987. — 232 с.
3. Недорезов И. В. Моделирование процессов правки проката на роликовых машинах. — Екатеринбург : АКВА-пресс, 2003. — 255 с.
4. Shinkin V. N. Arithmetical method of calculation of power parameters of 2N-roller straightening machine under flattening of steel sheet // CIS Iron and Steel Review. 2017. Vol. 14. P. 22–27.
5. Шинкин В. Н. Расчет изгибающих моментов стального листа и реакций опор рабочих роликов при правке на восьмироликовой машине // Черные металлы. 2017. № 4. С. 49–53.
6. Шелест А. Е., Юсупов В. С., Перкас М. М., Шефтель Е. Н., Просвирнин В. В. и др. Разработка методики определения геометрических и деформационных параметров правки металлических листов на роликоправильных машинах // Производство проката. 2016. № 7. С. 2–8.
7. Салганик В. М., Зайцев Д. А. Математическое описание процесса холодной правки толстых листов // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2016. Т. 1. № 1. С. 56–59.
8. Maksimov E. A., Shatalov R. L. A Study of the Parameters for Hot Straightening of Thick Steel Plates on a Roller Straightening Machine // Metallurgist. 2018. Vol. 62, Iss. 1-2. P. 132–137.
9. Максимов Е. А., Шаталов Р. Л., Васильев Ю. С. Уточнение методики расчета параметров правки толстых листов на роликовой правильной машине // Сталь. 2017. № 1. С. 35–38.
10. Максимов Е. А., Шаталов Р. Л. Разработка центрирующей проводки для улучшения качества толстых стальных листов на роликовой правильной машине // Черные металлы. 2018. № 2. С. 48–52.
11. Пат. РФ 174418. Роликовая правильная машина. Полезная модель / Максимов Е. А., Шаталов Р. Л., Устиновский Е. П. ; заявл. 02.11.2016 ; опубл. 12.10.2017, Бюл. № 29.
12. Silvestre E., Sáenz de Argandoña E., Galdós L., Mendiguren J. Testing and modeling of roll levelling process // Key Engineering Materials. 2014. Vol. 611-612. P. 1753–1762.
13. Grüber M., Hirt G. Numerical investigation of a process control for the roller levelling process based on a force measurement // Materials Science Forum. Trans Tech Publications. 2015. Vol. 854. P. 249–254.
14. Grüber M., Oligschläger M., Hirt G. The effect of the initial stress and strain state in sheet metals on the roller levelling process // Key Engineering Materials. Trans Tech Publications, 2015. Vol. 651. P. 1023–1028.
15. Grüber M., Hirt G. A strategy for the controlled setting of flatness and residual stress distribution in sheet metals via roller levelling // Procedia Engineering. 2017. Vol. 207. P. 1332–1337.
16. Котов К. А., Нуштаев Д. В., Болобанова Н. Л. Исследование механизма формирования остаточных напряжений при правке горячекатаных полос на роликовых правильных машинах // Научно-технический прогресс в черной металлургии-2019: Мат-лы IV Межд. науч. конф. — Череповец : Череповецкий гос. университет. 2019. C. 103–109.
17. Болобанова Н. Л., Котов К. А., Нуштаев Д. В. Исследование коэффициента пластификации при правке горячекатаных стальных полос на роликовых правильных машинах // Сталь. 2020. № 3. С. 32–36.