Агрегат для термомеханической обработки рулонной полосовой стали

 

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к производству рулонной полосовой стали. Целью изобретения является повьшение прочностных свойств материала полосы. Агрегат содержит установленные в технологической последовательности разматыватели рулонов , правильную машину, ножницы для обрезки концов стыкуемых рулонов полосы , стыкоеварочную машину, устройство зачистки швов, накопитель полосы , закалочную печь с безокислительной атмосферой, многовалковую машину горячей изгибочной деформации, охлаждающее устройство, печь для отпуска , многовалковую машину теплой изгибной деформагщи, охлаждающее устройство , накопитель, отрезное устройство и моталки. Многовалковые машины изгибной деформации обеспечивают большие скорости деформации за счет того, что часть рабочих валков в зоне деформации выполнена неприводной, а другая часть - приводной. Кроме того , валки расположены с шагом, равным 1,8 - 2,5 их диаметра. Это приводит к высокой скорости деформации при малых скоростях движения полосы и, соответственно, к большому.количеству изгибных деформаций, испытываемых каждым участком полосы в период прохождения ими очага деформации . К тому же уменьшаются междеформационные паузы. 4 ил. 1 табл. сл ND со со о:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 В 21 В 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1 ) 40373.74/25-27 (22) 13.01.86 (46) 23,03,87. Бюл. У 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им. А, И. Целикова (72) В. К, Белянинов, В. Е. Китайский, Ю. С. Комиссарчук, Т. Н. Кошелева, Н. И. Крылов, В. А. Лукин, С. Н. Никифоров, Б, В, Попов, И. N. Сидоров и Б, М. Тарасов (53) 621.982.45(088.8) (56) .Разработка основных конструктивных решений агрегатов упрочнения широкополосной стали, Отчет

ВНИИМЕТМАШ, roc. регистр. Ф 79033453.—

М.: 1982, с, 38 — 41. (54) АГРЕГАТ ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ, ОБРАБОТКИ РУЛОННОЙ ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ (57) Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к производству рулонной полосовой стали, Целью изобретения является повышение прочностных свойств материала полосы, Агрегат содержит установленные в технологической после„„SU„„1297963 A 1 довательности разматыватели рулонов, правильную машину, ножницы для обрезки концов стыкуемых рулонов полосы, стыкосварочную машину, устройство зачистки швов, накопитель полосы, закалочную печь с безокислительной атмосферой, многовалковую машину горячей изгибочной деформации, охлаждающее устройство, печь для отпуска, многовалковую машину теплой изгибной деформации, охлаждающее устройство, накопитель, отрезное устройство и моталки, Многовалковые машины изгибной деформации обеспечивают большие скорости деформации за счет того, что часть рабочих валков в зоС> не деформации выполнена неприводной, а другая часть — приводной. Кроме того, валки расположены с шагом, равным 1,8 — 2,5 их диаметра. Это приво- С дит к высокой скорости деформации при малых скоростях движения полосы и, соответственно, к большому коли- в честву изгибных деформаций, испыты- ) ваемых каждым участком полосы в пе- Я риод прохождения ими очага деформации, К тому же уменьшаются междеформационные паузы. 4 ил. 1 табл.

1?979

Изобретение относится к металлургическому производству, а точнее к производству рулонной паласовой стали с повышенными прочностными свойств ами . 5

Цель изобретения — повышение проч" ностных свойств материала полосы.

На фиг, 1 изображен предлагаемый агрегат, общий вид; на фиг. 2 — кине- 1О матическая схема машины изгибной деформации; на фиг. 3 — схема привода валков машины изгибной деформации; на фиг. 4 — взаимодействие валков с полосой в очаге деформации. 15

Агрегат содержит последовательно установленные раэматыватели 1 и 2 рулонов, правильную машину 3, ножницы 4 для обрезки концов стыкуемых рулонов полосы, стыкосварочную маши- 20 ну 5, устройство 6 для зачистки швов, накопитель 7, предназначенный для обеспечения непрерывности процесса термомеханической обработки полосы при стыковке концов рулонов и зачист- 25 ке швов, закалочную печь 8 с безокислительной атмосферой, предназначенную для непрерывного нагрева полосы до температуры закалки, многовалковую машину 9 горячей изгибной деформации, охлаждающее устройство

10, отпускную печь 11, предназначенную для нагрева полосы до температуры отпуска, многовалковую машину 12 тепловаи изгибнои деформации охлаж 35 дающее устройство 13, накопитель 14, отрезное устройство 15 и моталки 16 и 17. Перед накопителем 7 установлены подающие ролики 18, а за ним— тянушие ролики 19, За охлаждающим,@ устройством 10 установлена тянущая парнороликовая машина 20, предназначенная для обеспечения натяжения полосы на участке между ею и многавалковой машиной 9 горячей изгибной 45 деформации, Перед закалочной 8 и отпускной ll печами установлены натяжные грузовые трехроликовые устройства 21, а за охлаждающим устройством 13 — тянущая парнороликовая ма50 шина 22. За накопителем 14 установлены тянущие ролики 23, Каждая из многовалковых машин 9 и 12 изгибной деформации выполнена идентично, и все, что касается одной из них, в дальнейшем в равной степени относится и к другой.

Многовалкавая машина изгибной деформапии содержит станину 24, смон63

2 тированные в ней с возможностью вращения в подшипниковых опорах 25 и 26 два оппозитно расположенных сепаратора 27 и 28, каждый из которых связан с приводом 29 их вращения, включающим электродвигатель 30, шестеренную клеть 31 и шпиндели 32 и 33.

При этом подшипниковые опоры 25, в которых установлен нижний сепаратор 27, установлены стационарно относительно станины 24, а подшипниковые опоры 26, в которых установлен верхний сепаратор 28, связаны с приводом 34 перемещения и подпружинены к нему с помощью пружин 35, Привод

34 перемещения верхнего сепаратора включает двигатель 36, два Соединенных с ним червячных вала 37 и 38, два сопряженных с ними червячных колеса 39 и 40, в каждом из которых на скользящей шпанке 41 и 42 установлен нажимной винт 43 и 44, взаимодействующий с гайкой 45 и 46. В каждом из сепараторов 27 и 28 по окружности диаметром D в подшипниковых опорах 47 с одинаковым окружным шагом t установлены идентично выполненные валки 48 диаметром d ° При этом окружной шаг t расположения валков составляет 1,8 — 2,5 их диаметра, т,е, t = (1,8 — 2,5), Это соотношение установлено, чтобы обеспечить повышенную длину очага деформации, т,е, чтобы в очаге деформации находилось по меньшей мере пять валков. При шаге t < 1,8d и

> 2,5d это обеспечить не удается, так как в обоих случаях число валков в очаге деформации уменьшается.

На концевой шейке каждого из валков

48 закреплены ведомые шкивы 49, В нижнем сепараторе 27 ведомые шкивы

49 через бесконечный гибкий элемент

50> например ременной, связаны с ведущим шкивом 51, а в верхнем сепараторе 28 ведомые шкивы 49 связаны через бесконечный гибкий элемент 52 с ведущим шкивом 53. Ведущие шкивы

51 и 53 кинематически связаны с приводом 54 их вращения. При этом ведущие шкивы 51 и 53 расположены так, что в каждом сепараторе 27(28) с приводным гибким элементом 50 (52) связаны все валки 48, за исключением тех из них, которые находятся в обращенном в сторону другого сепаратора секторе в пределах центральных углов с, расположенных по каждую сторону от плоскости I — I, проходящей

129796 через оси 0 и 0-„вращения сепараторов 27 и 28. При этом значение углов расположенных по каждую сторону от плоскости I-I, должно быть в npe4t K делах от о „„=агсс8 — до<К

f (д.„„„= 27, д„ =45 ) где с — центральный угол сепаратора, t — окружной шаг расположения валков в сепараторе, D — диаметр. При значении а, мень- 10

4t ше чем arctg —, валки, находящиеся в очаге деформации, приводятся во вращение принудительно, а это приве-, дет к рассогласованию окружной скоро-15 сти валков со скоростью движения обрабатываемой полосы, что приводит к появлению следов на поверхности полосы и снижению ее эксплуатационных характеристик, Вместе с тем значение 20 угла с не должно быть более чем л так как в этом случае уменьшает4 ся путь разгона валков до рабочей скорости, и этот путь может оказать- 25 ся недостаточным, так как разгон осуществляется через трение ремня о шкивы, Таким образом, валки, расположенные в зоне деформации (длина которой определяется длиной дуги окружности, соответствующей указанному углу), выполнены неприводными, а другая часть валков на длине дуги окружноо сти, соответствующей углу 270 — 305 выполнена приводной.

Агрегат работает следующим образом.

Рулоны 55 полосы, поступающие со 4р склада, устанавливают на разматыватели 1 и 2 рулонов, передний конец одного из них направляют в правильную машину 3, которая осуществляет исправление рулонной кривизны полосы 56 и транспортировку ее к ножницам 4. После обрезки заднего конца полосы предыдущего и переднего конца полосы последующего рулонов в стыкосварочной машине 5 производит- 5р ся их сварка, а в устройстве 6 — зачистка швов. Непрерывность процесса упрочнения при сварке и зачистке швов обеспечивается созданием запаса металла (петли) в накопителе 7, По- 55 лоса 56, проходя через закалочную печь 8, нагревается до температуры аустенизации в безокислительной атмосфере и после выхода из нее под3 4 вергается многократному изгибу в многовалковой машине 9 горячей. изгибной деформации и закалке в охлаждающем устройстве 10. Далее в отпускной печи 11 полоса нагревается до температуры отпуска, при этой температуре ее деформируют в многовалковой машине 12 теплой изгибной деформации и охлаждают в охлаждающем устройстве 13. После намотки заданной длины полосы в рулон 57 на моталке 16 или 17 процесс намотки останавливают, с помощью отрезного устройства 15 полосу 56 перерезают, передний конец заправляют в другую моталку 17 (16), а рулон 57 годной (упрочненной) полосы убирают на склад готовой продукции. Непрерывность процесса упрочнения при остановке процесса намотки обеспечивается запасом металла в накопителе 14.

Предлагаемый агрегат позволяет повысить прочностные свойства материала полосы, так как при термомеханической обработке на нем обеспечивается достижение высокой скорости деформации полосы при малых скоростях ее движения и, соответственно, большое количество перегибов полосы (200 — 250). В результате удается накопить значительную величину сум- марной деформации (до 2000X) при обеспечении незначительной единич" ной деформации под каждым валком (4 — 8X). Причем это достигается при одновременном существенном уменьшении массы механического оборудования технологической части предлагаемого агрегата по сравнению с известным вдвое (вместо 3000 т)» Таким образом многовалковые машины изгибной деформации, занимая незначительную производственную площадь, обеспечивают большую длину очага деформации (одновременно воздействуют на полосу пять валков ), причем скорость деформации можно регулировать независимо от скорости движения полосы, Это дает возможность уменьшить вдвое скорость движения полосы по сравнению с известным устройством и за счет этого вдвое сократить длину нагревательных печей и охлаждающих устройств агрегата, Обработка полосы из стали 20 толщиной 2 мм на лабораторном агрегате термомеханической обработки рулонной полосовой стали предлагаемой конст1297963Относительное

Вид обработки

Предел прочности, МПа

Число циклов нагружений до разрушения при И Г + р:>.с7

= (200- 700) МПа удлинеХ

380 — 420 25

Исходная TMO на предлагаемом агрегате

ТМ0 на извест200 1О

1450 ном агрегате до 160 10

1300

5 рукции с параметрами обработки - температурой деформации и закалки

930 С, температурой отпуска 250 С и скоростью движения полосы в агрегате 0,1 м/с, позволяет получить полосу со свойствами, приведенными в табИз таблицы видно, что обработка полосы из стали 20 на агрегате предлагаемой конструкции повышает прочность материала на 11X его пластичность на 40Х и долговечность при циклическом испытании с комбинированной нагрузкой изгибам с растяжением на

25Х.

Формул а изобретения

Агрегат для термомеханической обр аботки рулонной noJIocoBoH cTBJIH содержащий установленные по ходу технологического процесса размыватели рулонов, правильную машину, ножницы, стыкосварочную машину, устройство для зачистки швов, накопитель, закалочную печь с безокислительной атмосферой, многовалковую машину горячей изгибной деформации, охлаждающее устройство, печь для отпуска, многовалковую машину теплой изгибной деформации, отрезное устройство и моталки, отличающийся

1 2 3 Jf 5б 1Ю 7 6 2/ Ю У

6 лице. В той же таблице приведены свойства исходной полосы и полосы после обработки на лабораторном агрегате термомеханической обработки известной конструкции. тем, что, с целью повышения прочностных свойств материала полосы путем увеличения скоростей деформации, каждая из многовалковых машин изгибной деформации выполнена в виде двух связанных с приводом их вращения оппозитно расположенных сепараторов, несущих рабочие валки, установленные с одинаковым окружным шагом, равным 1,8 — 2,5 их диаметра, при этом часть рабочих валков на каждом из сепараторов, расположенная в обращенных одна к другой зонах деформации, выполнена неприводной, а другая часть рабочих валков каждого сепаратора со стороны, противоположной зоне деформации на длине дуги окружности, стягивающей угол 270—

»:

305 С, связана с приводом бесконечным гибким элементом, например ременным, размещенным на закрепленных на осях рабочих валков ведомых шкивах и смонтированном на станине ведущем шки ве, fg _#_ 2l 11 12 U 22 1Ч 2315 fb 17

1297963

1297963

1297963

Составитель Н. Чернилевская

Техред Л.Сердюкова КорректорА, Зимокосов

Редактор О. Бугир

Заказ 849/12 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полигра4нческое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4