Способ горячей прокатки в нереверсивной универсальной клети

 

1. СПОСОБ ГОР51ЧЕЙ ПРОКАТКИ В НЕРЕВЕРСИВНОЙ УНИВЕРСАЛЬНОЙ КЛЕТИ преимущественно непрерывного широкополосного стана, включающий одновременное обжатие раската расположенными в разных плоскостях вертикальными и горизонтальными валками, отличающийся тем, что, с целью снижения динамических нагрузок при захвате раската горизонтальными валками путем выборки зазоров в главной линии клети, передний конец раската отгибают на выходе из вертикальных валков в вертикальной плоскости от линии прокатки и в таком положении вводят его в контакт с одним из горизонтальных валков, вне пределов очага деформации установившегося процесса прокатки, и затем снимают усилие отгиба после захвата металла (/) горизонтальными валками. NU 00 с :л эо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

I I9) SU (11) А

4(5l1B 21 В 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTQPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ г ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3684934/22-02 (22) 05. 01 . 84 (46) 07.04.85. Бюл. Ф 13 (72) В.Н.Хлопонин, З.П.Каретный, С.Л.Коцарь, Г.В.Рассомахин и В.А.Третьяков (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного

Знамени институт стали и сплавов (53) 621.771.04(088.8) (56) 1 "Сталь". 1982, М 6, с. 38-42.

2, Сафьян M.M. "Горячая прокатка листов на непрерывных и полунепрерывных станах. M., Металлоиздат, 1962, с. 170. (54)(57) 1. СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

В HEPEBEPCHBHOA УНИВЕРСАЛЬНОЙ КЛЕТИ преимущественно непрерывного широкополосного стана, включающий одновременное обжатие раската расположенными в разных плоскостях вертикальными и горизонтальными валками, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения динамических нагрузок при захвате раската горизонтальными валками путем выборки зазоров в главной линии клети, передний конец раската отгибают на выходе из вертикальных валков в вертикальной плоскости от линии прокатки и в таком положении вводят его в контакт с одним из горизонтальных валков, вне пределов очага деформации установившегося процесса прокатки, и затем снимают усилие отгиба после захвата металла горизонтальными валками.

1148658

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что отгиб осуществляют поворотом осей вертикальных валков в наклонное к направлению прокатки положенйе.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при горячей прокатке в нереверсивных универсальных клетях, преимущественно в черновой линии непрерывных 5 широкополосных станов.

На непрерывных широкополосных станах черновую прокатку осуществляют в нереверсивных универсальных клетях, в главной линии которых имеют место существенные зазоры, особенно из-за применения универсальных шгинделей, что приводит к многократному увеличению динамического момента прокатки при захвате горячекатаной 15 полосы (3-4 раза) и отрицательно влияет на стойкость оборудования стана.

Известен способ горячей прокатки, когда с целью снижения динамических 20 нагрузок при захвате металла переднему концу раската в плане придают заостренную или иную форму, облегчающую захват (1).

2S

Однако для реализации этого способа необходима установка дополнительного оборудования, при этом возрастает расходный коэффициент металла.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ горячей прокатки в нереверсивной универсальной клети преимущественно широкополосного стана„ включающий одновременное обжатие раската расположенными в разных плоскостях вертикальными и горизонтальными валками 2 ).

Соотношение скоростей вертикальных и горизонтальных валков в этих кле- 40 тях подбирается таким., чтобы обеспечить минимум динамических нагрузок в клети при захвате полосы. Однако при этом не обеспечивается выборка зазоров в главной линии клети, что

3. Способ поп. !, о тл и ч а ю щи й- с я тем,что отгиб осуществляют перемещением направляющего устройства, расположенного на участке между вертикальными и горизонтальными валками. приводит к динамическим ударным нагрузкам в главной лийии клети.

Цель изобретения — снижение динамических нагрузок при захвате раската горизонтальными валками путем выборки зазоров в главной линии клети.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу горячей прокатки в нереверсивной универсальной клети преимущественно непрерывного широкополосного стана, включающему одновременное обжатие раската расположенными в разных плоскостях вертикальными и горизонтальными валками, передний конец раската отгибают на выходе из вертикальных валков в вертикальной плоскости от линии прокатки и в таком положении вводят

его в контакт с одним из горизонтальных валков, вне пределов очага деформации установившегося процесса прокатки, и затем снимают усилие отгиба после захвата металла горизонтальными валками.

Кроме, того, отгиб осуществляют поворотом осей вертикальных валков в наклонное к направлению прокатки положение.

Причем отгиб осуществляют перемещением направляющего устройства, расположенного на участке между вертикальными и горизонтальными валками.

На фиг. 1 показана схема реализации способа и действующих при этом сил; на фиг. 2 — схема реализации способа осей вертикальных валков в наклонное к направлению прокатки положение; на фиг. 3 — то же, при помощи направляющего устройства; на фиг. 4 — схема главной, линии клети.

Горячую прокатку раскага i осуществляют в универсальной нереверсив ной клети, содержащей два вертикальных валка 2 и два горизонтальных т п с< "; (Ч

35 с 3 Ь (21

3 1148 валка — верхний 3 и нижний 4. Вертикальные валки 2 могут быть снабжены механизмом одновременного поворота их осей в наклонное положение к направлению прокатки. На участке между вертикальными 2 и горизонтальными

3 и 4 валками может быть установлено направляющее устройство 5, выполненное с возможностью перемещения по вертикали. В этом случае. вертикальные 10 валки 2 не снабжают механизмом разворота. Устройство 5 выполнено в виде пары роликов (фиг. 3), либо в виде опорного ролика (верхнего или кижи ro в зависимости от принятого за основу направления отклонения раската), либо в виде опорной перемещаемой плиты. Выбор конструктивного исполнения устройства 5 не является принципиальным при реализации пред лагаемого способа гарячей прокатки.

Ф

В то же время расположение устройства 5 относительно гориэонтальньм валков (расстояние С, фиг..3) и целесообразность использования поворота 25 вертикальных валков 2 вместо применения устройства 5 определяется параметрами прокатываемого в соответству- ющей клети раската и расстоянием между горизонтальными и вертикальными валками (фиг. 3) где 4 — предел текучести материала раската при соответствующих условиях прокатки в клети;. 40

1 о Р/ — момент сопротивления сечения

П раската поперечному изгибу;

8 = Рсо&Ыт+Т ЗМЫт — усилие изгиба;

Р ИТ вЂ” нормальная и касательная силы, возникающие в контак- 45 те.переднего конца раската с валком; b — - проекция на горизонтальную ось расстояния между осью вертикальных валков и точкой50 встречи переднего конца раската с горизонтальным валком.

При выполнении условия (2) изгиб раската в вертикальной плоскости и его поддержку до ввода в контакт с .одним из горизонтальных валков осуществляют поворотом вертикальных

h58 4 валков 2 в плоскости, параллельной направлению прокатки на угол р (фиг. 2). В остальных случаях изгиб раската в вертикальной плоскости и его поддержку выполняют с использованием направляющего устройства 5, расположение которого относительно горизонтальных валков (фиг. 3) опре" делено выражением (1).

Главная линия прокатной клети содержит (фиг. 4) клеть с горизонтальными валками 3, и 4, верхнюю и нижнюю цепи главной линии, включающие универсальные шпиндели 6 и 7, шестеренную клеть 8 и электродвигатель 9.

Способ осуществляют следующим образом.

Горячий раскат 1 (фиг. 1) поступает в вертикальные валки 2 и после выхода из них его передний конец изгибают в вертикальной плоскости от уровня прокатки так, что он занимает положение I или I". При этом принятое направление указанного изгиба раската (вверх Т или вниз I") полностью определено конструктивным исполнением клети. Однако предпочтение отдают изгибу раската вверх от уровня прокатки так, как он .более прост в реализации, поэтому ниже будет дан анализ этого варианта реализации способа.

В укаэанном изогнутом положении передний конец раската вводят в контакт с верхним горизонтальным ваяком

3 вне пределов очага деформации, т.е

d М, где с — угол захвата металла валками; oLr — угол начала контакта переднего конца изогнутого раската с горизонтальным валком (фиг. 1).

Начиная с момента изгиба раската 1 в вертикальной плоскости, ввода его переднего конца в контакт с верхним горизонтальным валком 3 и вплоть до последующего захвата металла горизОнтальными валками 3 и 4 раскат поддерживают в изогнутом положении при помощи соответственно развернутых вертикальных валков 2 (при выполнении условия (2) или направляющего устройства 5 при выполнении условия (1) . Как только произойдет захват металла валками (эаполнение очага деформации), поддержку раската пре- кращают.

Начиная с моме та ввода переднего конца изогнутого раската в контакт

1148658 где

dÒ2.

6 2

1 т м 1

3 с верхним горизонтальным валком 3, в контакте возникает сила 8 (фиг. 1), величина которой обусловлена необхо: димостью изгиба раската в вертикальной плоскости относительно опоры:

5 вертикальных валков 2 или направляющего устройства S. При этом раскат

1 непрерывно полают вертикальными валками 2 .в сторону горизонтальных валков 3 и 4 со скоростью, несколько меньшей горизонтальной составляющей линейной скорости поверхности вращающихся горизонтальных валков. Этим исключают, с одной стороны, появление нежелательных в данном случае подпирающих усилий, с другой — необходимость строгого выполнения условия . р (g где Ч вЂ” угол трения в контакте т раската с горизонтальными валками.

Начиная с момента ввода в контакт переднего конца раската 1 с верхним горизонтальным валком 3, возникает момент торможения этого валка, равный (фиг. 1) сОз 03 р 5i и Кт где с — коэффициент трения;

R. — радиус горизонтального валка.

Одновременно момент торможения валка зазор в верхней цепи главной линии, рассмотренный относительно радиуса волны R;

5щ — путь, пройденный наружной поверхностью вилки универсального шпинделя в тече-. ние времени торможения горизонтального валка 3, рассмотренный относительно радиуса валка R, 5э — то же, лопастью валка.

Учитывая зависимости из уравнения (5) получим

2д"С, (соз kò +8 1" т)

&) () где = Рд Ъ вЂ” длина дуги захвата

А (фиг. 1); продолжительность торможения валка 3, V — скорбсть вращения валка.

Из выражений (1) и (9) и фиг. 1 следует, что т@п " т и

2d" 5 (ссз Ыт+М, з1 Ыт) де Š— узловое замедление валка;

3 — момент инерции;

6Э вЂ” маховый момент валка, разделенный на 3; — линейное замедление валка;

40 ф — ускорение свободного падения.

Из равенств (3) и (4) следует, что м = " (Q сО з 0t „. + pà я и 0()

В главной линии клети (фиг, 4) и особенно в ее шпинделях 6 и 7 всегда имеются зазоры. Указанным в уравнении (5) замедлением эти зазоры выбирают до начала момента захвата металла горизонтальными валками 3 и 4.

Причем гарантированная выборка зазоров имеет место при выполнении

55 условия ш э (61

Вводом в контакт переднего конца изогнутого раската с горизонтальным валком 3 вне пределов очага деформации и поддержкой раската на расстоянии С, выбранном согласно выражению (10), обеспечивают выполнение условия (6), т.е. полностью выбирают зазоры в одной.из цепей (в данном случае верхней) главной линии клети.

Верхняя 6 и нижняя 7 цени главной линии клети жестко связаны через шестеренную клеть 8 и образуют замкнутую систему (фиг. 4). Поэтому выборка поля зазора в одной из цепей главной линии неизбежно приводит к

его выбору, пусть даже неполному, в другой, что уменьшает динамичность (возникающие динамические нагрузки) рассматриваемой системы.

П. р и м е р . 1. В первой черновой клети непрерывного широкополосного стана горячей прокатки осуществляют обжатие сляба шириной 1100 м . и толщиной 260 мм на толщину 220 мм иэ

1148658 стали 08КП. Это наименьшие размеры поперечного сечения прокатываемого сляба, и сталь 08КП имеет наименьшее сопротивление деформации среди сталей, прокатываемьгх в этой клети. 5

Температура прокатки 1250 С, скорость прокатки 1 м/с, коэффициент трения

0,35. Прокатная клеть оборудована горизонтальными валками диаметром

1400 мм, вертикальные валки установ- 10 лены на расстоянии 3000 мм от оси горизонтальных валков. Вес горизон— тальных валков 35,1 т. В шарнирах универсальных шпинделей допускается зазор = 4 мм. 15

Таким образом, имеют следующие параметры, необходимые при вычислениЯх: $ g>g P 1673 м с =а ссо 1- =13 44

20 т = 2 40 кг/м; ь

6b -3 з

Р/ = — = 16 6- 40,ч и

После выхода из вертикальных

25 валков сляб изгибают так, что он входит в контакт с верхним горизонтальным валком при с -,.= 20 (0,349).

Тогда, согласно формуле (8), время торможения верхнего горизонтального валка

30 ь= 0,08с

Из формулы (9) следует, что при указанных условиях прокатки в клети необходимое усилие изгиба сляба

Я 7 14,6т

Для обеспечения момента торможения горизонтального валка, необходимого для замыкания зазора в цепи главной линии клети, согласно выражению (10) расстояние С до опорного механизма принимают сь 32м.

Так как в данном случае выполняется условие (2), изгиб переднего конца сляба осуществляют поворотом вертикальных валков.

Пример 2. В последней черновой клети непрерывного широкополосного стана горячей прокатки осуществ-50 ляют обжатие раската шириной 1100 мм и толщиной 80 мм на толщину 40 мм иэ стали 08КП. Это наименьшие размеры поперечного сечения прокатываемого металла и сталь 08КП имеет наименьшее сопротивление деформации среди сталей, прокатываемых в этой клети.

Температура прокатки 1150 С, скорость прокатки 5 м/с, коэффициент трения

0,3. Прокатная клеть оборудована горизонтальными валками диаметром

1150 мм, вертикальные валки установлены на расстоянии 2800 мм от оси горизонтальных валков. Вес горизонтальных валков 25 т. В шарнирах универсальных шпинделей допускается зазор 4 мм.

Таким образом, имеют следующие параметры, необходимые при вычислениях: -ДД O 452

of=-сц-ссоз 1- — (= 45 6

o I

Ь = 4 fP кГ/ю ) 1,2

4/ =" = 176 10 м

После выхода из вертикальных валков раскат изгибают вверх так, что он входит в контакт с верхним горизонтальным валком при с . =20 (0,349} .

Согласно формуле (8) время торможения верхнего горизонтального валка

Т 0,02 с.

Из формулы (9) следует, что при указанных условиях прокатки в клети необходимое усилие изгиба раската должно составлять

Q,1151,3 г.

Для обеспечения момента торможения горизонтального валка, необходимого для замыкания зазора в цепи главной линии клети, согласно выражению (10) расстояние С до опорного механизма принимают

1 с 0,054 и.

Так как в данном случае условие (2) не выполняется, изгиб сляба осуществляют направляющим устройством 5 (фиг. 3).

Способ позволяет существенно снизить динамические нагрузки в главных линиях черновых клетей широI кополосных станов, увеличить долговечность оборудования.

1148658

Составитель А. Маслов

Редактор Н. Тупица Техред Л.Мартяшова

Корректор N. Розман

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1785/5 Тираж 549 Подписное