Комплект вертикальных валков широкополосного стана горячей прокатки

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к листопрокатному производству, и может быть использовано при получении полос предпочтительно на широкополосных станах горячей прокатки. Цель изобретения - повышение производительности стана и стойкости валков за счет снижения коэффициента динамичности в момент захвата проката и снижения усилий при обжатии концов слябов. В комплекте вертикальных валков на бочке каждого выполнены кольцевые ручьи. Глубина кольцевого ручья по окружности бочки валка выполнена переменной с осью центра, образующей дно ручья, и эксцентричной относительно оси вращения валка. Величину эксцентриситета относительно оси вращения валка устанавливают из зависимости. Также величину расстояния между осью вращения валка и осью бочки валка устанавливают из зависимости. В процессе работы сляб подают в ручьевой зазор между валками. При этом сляб задают на величину, начиная с конца, равную значению требуемого обжатия конца сляба. После этого комплект валков приводят во вращение и сляб перемещается в сторону противоположную предварительной задаче сляба в ручьевой зазор. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕ ТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д11 4 В 21 В 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4322363/23-02 (22) 02,11.87 (46) 30.08.89. Бюл. N - 32 (71) Институт черной. металлургии

;72) Л.В.Тимошенко, О.Н.Логак, В,И.Хохлов, А.Д.Белянский, З.П Каретный, В.Я.Шунин и Г.В.Рассомахин (53) 621.771.067(088.8) .(56) Заявка Японии 11 - 60-121001,. кл. В 21 В 1/02, публ. 28.06,85.

Горбасев, Оратовский Н.И. и др.

Повышение выхода годного при производстве горячекатанного листового проката.-Черная металлургия. Бюл.

НТИ 1986, Р 9, с. 2-13.

Заявка Японии Р 58-32501, кл. В 21 В l/22, публ. 25.02.83.

Takada Katsumi. Тэцу то хаганэ

J Iron and Steel Inst, Jap. 1985, 71 Р 12, 1145, РЖ Металлургия, 1986, ЗД183. (54) КОМПЛЕКТ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ВАЛКОВ

БЯРОКОПОЛОСНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к листопрокатному производству, и может быть использовано при получении.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к листопрокатному производству, и может быть применено при получении полос, предпочтительно на широкополосных станах горячей прокатки.

Целью изобретения является повьппение производительности стана и стой„„SU„„3503913 A1

2 полос предпочтительно на широкополосных станах горячей прокатки. Цель изобретения — повьппение производительности стана и стойкости валков за счет снижения коэффициента динаЬ мичности в момент захвата проката и снижения усилий при обжатии концов слябов, В комплекте вертикальных валков на бочке каждого выполнены кольцевые ручьи. Глубина кольцевого ручья по окружности бочки валка выполнена переменной с осью центра о6разующей дна ручья, эксцентричной относительно оси вращения валка. Величину эксцентриситета относительно оси вращения валка устанавливают из зависимости. Также величину расстояния между осью вращения валка и осью бочки валка устанавливают из зависимости. В процессе работы сляб подают в ручьевой зазор между валками. При этом сляб задают на величину, начиная с .конца, равную значению требуемого обжатия конца сляба. После этого комплект валков приводят во вращение и сляб перемещается в сторону, противоположную предварительной задаче сляба в ручьевой зазор. 1 з.п, ф-лы, 5 ил., 1 табл. кости валков за счет снижения коэффициента динамичности в момент захвата проката и снижения усилий при обжатии концов слябов.

На фиг.1 представлен комплект вертикальных валков, общий вид; -на фиг.2 — валок комплекта; на фиг.3— то же, условное сечение; на фиг.4

3 150391 сляб, обжимаемый по концам комплек" том валков, вид в плане; на фиг.5 развертка профиля гребня по дну ручья.

В комплекте вертикальных валков широкополосного стана горячей прокатки: глубина кольцевого ручья по окружности бочки валка выполнена переменной с осью центра образующей дна ручья, эксцентричной относительно оси вращения валка. Цель достигается также тем, что величину эксцентриситета оси центра образующей дна ручья относительно оси вращения вал.— ка устанавливают из зависимости е = С К где e- - величина эксцентриситета оси центра образующей дна ручья относительно оси вра- 20 щения валка, мм;

С вЂ” коэффициент, пропорциональности (0,0э -4 С 4 0,20);

R - радиус дна ручья вертикально8 го валка, мм. 25

Величину расстояния между осью вращения валка и осью бочки вертикального валка устанавливают .из зависи, мости: 1 е(К/R ), причем ось враiäeHèÿ валка, ось центра образующей 0 дна калибра и ось образующей бочки вертикального валка размещены в одной плоскости; 1 — расстояние между осью вращения валка.и осью бочки вертикального валка, мм; е — величина эксцентриситета оси центра образующей дна ручья относительно оси вращения валка, мм; R — - радиус бочки вал" ка, мм; Re — радиус дна ручья вертикального валка, мм; ш — показатель 40 степени (1 4

Комплект вертикальных валков широкополосного стана горячей прокатки (предпочтительно для профилирования концов слябов). включает пару вертикальных валков, на бочке каждого иэ которых выполнены кольцевые ручьи.

Комплект вертикальных валков широкополосного стана горячей прокатки, включает пару вертикальных валков

1 и 2, каждый из которых имеет бочку 3 и шайку 4. На бочке каждого из

У

1 валков с радиусом R выполнены кольцевые ручьи. Глубина Н кольцевых ручьев переменная (от Ы, до И < ) с профи- лем, изменяющимся от ABCD до EFGH.

При этом ось К-К центра образующей . дна ручья ВС (ГС) радиусом Е расположена эксцентрично на расстоянии е относительно оси вращения валка Y-У.

Величина данного эксцентриситета е определяется из выражения: e=C ° К, где е — величина эксцентриситета оси

К-К центра образующей дна ручья относительно оси Y-Y вращения валка, мм;

С вЂ” коэффициент пропорциональности (0,05 С 0,20); Rs- радиус. образующей ВС (FG) дна ручья валка, мм. Кроме того, величина расстояния 1 между осью Y-Y вращения валка и осью L-L образующей бочки валка определяется из выражения. 1 = e(R/К,), где 1 расстояние между осью Y-7 вращения валка и осью L-L образующей бочки валка, мм; е — величина эксцентриситета оси К-К центра образующей дна ручья относительно оси Y-Y вращения валка, мм; R — - радиус образующей бочки валка,мм; R д — радиус образующей дна ручья, мм; m — показатель степени (1 ш 4 3), Ось вращения вал-. ка Y-Y, ось центра образующей дна ручья (калибра) К-К, ось образующей бочки вертикального валка L-L размещены в одной плоскости — по одной оси 0-0.

Комплект вертикальных валков рабо. тает следующим образом.

Сляб 5 головным своим концом 6 задают в ручьевой зазор между ком-! .плектом вертикальных валков. При этом каждый из комппекта валков 1 и

2 развернут таким образом, что расстояние между ручьями по их дну больше ширины сляба. Это достигается, когда все три оси Y-Y К-К и L-L в комплекте валков 1 и 2 совмещены и находятся в одной плоскости, определяемой осью О-О. Когда сляб установят по фотодатчику на заданное расстояние 1, пару валков- начинают разворачивать (нб стрелке Ь или ) вокруг осей Y-Y. Ïðè,этом расстояние между вертикальными валками по дну ручья уменьшается, пока не начинают обжатие сляба по ширине и он перемещается в направлении, отмеченным стрелкой о . Деформацию сляба по ширине начинают плавно, что обеспечивается характером развертки образующей дна ручья (фиг.5), а по мере возвратного перемещения сляба данная степень деформации возрастает и так до тех пор, пока сляб 5 ие выходит из контакта с ручьями вертикальных валков 1 и 2. Затем валки 1 и 2 вы40

5 15039 ставляют в положение нулевое, когда все три оси Y-Y, К-К и L-L располагают в одной плоскости у пары валков I и 2. Образуют максимальный зазор между валками по дну ручья, и сляб задают в данный зазор своим

"хвостом" 7. При этом ось комплекта вертикальных валков О-О совмещают с сечением сляба P-P, после чего валки начинают вращаться по стрелке Г 10 (т.е. в реверсивном режиме по отношению к ".головному" концу сляба, когда их вращение было по стрелке 6), Достигая контакта с ручьем, сляб начинают обжимать и он перемещается 15 возвратно-поступательно (что на фиг.3 отмечено стрелкой 1) до того момента, как выйдет из контакта с ручьями комплекта вертикальных валков 1 и 2. В поперечном сечении в 20 результате обжатий сляб 5 приобретает форму, показанную на фиг.4. После этого сляб 5 задают в последующие клети черновой группы подвергая обжатию по ширине на всей его длине до требуемой величины по известным схемам в комбинации с "проглаживающими" проходами и обжатиями в горизонтальных валках по толщине, 1

В комплекте вертикальных валков З0 для снижения коэффициента динамичнос ти в момент захвата проката валками и снижения усилий при профилировании концов сляба глубина кольцевого ручья по окружности бочки валка вы- 3 .полнена переменной с осью центра образующей дна ручья, эксцентричной относительно оси вращения валка. Величину эксцентриситета оси центра образующей дна ручья относительно оси вращения валка устанавливают из зависимости0 ° R8 (1) где е — величийа эксцентриситета оси К-К центра образующей 45 дна ручья относительно оси

Y-Y вращения валка, мм;

С вЂ” коэффициент пропорциональности (0,05 4 С 0,20);

R<- радиус образующей дна ручья 50 вертикального валка, мм.

При выводе уравнения (1) исходим из того, чтобы, с одной стороны, обеспечить требуемую величину обжатия сляба по ширине, а с другой сто" 55 роны, чтобы на валке можно разместить подушки с подшипниками, т.е, совмещаются два требования: технологическое и конструктивное °

3 6

Кроме того, величину расстояния между осью вращения валка и осью бочки вертикального валка устанавливают из зависимости е®/®в) ° (2) где 1 — расстояние между осью Y-Y вращения валка и осью бочки образующей вертикального валка, мм; е - величина эксцентриситета оси центра образующей дна ручья относительно оси вращения валка, мм;

R — радиус бочки. валка, мм;

К вЂ” радиус дна ручья вертикального валка, мм;

m — - показатель степени (1 ш 3).

При выводе уравнения (2) руководствовались тем принципом, чтобы величина закрытого ручья была на максимально большей части (l ) обжатия и формирования конца сляба. Достига-. ется это параметром эксцентричности, который увеличивается в зависимости от отношения двух радиусов R/R8 и показателя степени.

Ось вращения валка Y-Y ось центра образующей дна калибра К и ось бочки вертикального валка L размещены в одной плоскости. Целесообразность выбора выражений (1) и (2) объясняется тем, что они наиболее точно аппроксимируют экспериментальные данные, полученные при моделировании профилирования формы концов слябов, для снижения динамических нагрузок при захвате слябов валками . .во время прокатки и снижения усилий профилирования.

При этом значение коэффициента С, зависящего от требуемой величины обжатия слябов находится в пределах

0,05 «< С < 00, 20. Минимальное значение

С = 0,05 соответствует малым обжатиям слябов по ширине при профилировании, обеспечивающим требуемую форму концевого участка сляба и величину профилирования по параметрам а и 1, Мак1 симальное значение С=0,20 соответствует большим обжатиям слябов по ширине при проФилировании концов слябов. Изменение значения коэффициента

С в указанных пределах обеспечивает наиболее оптимальные формы и размеры профилированных участков слябов, снижающие коэффициент динамичности в момент захвата проката валками и усилия при самом профилировании. При

1503913

С (0,05 во время профилирования слябов в предлагаемом устройстве невозможно получить требуемые. размеры профилированных участков, а при

С ) 0,20 ухудшаются прочностные свойства вертикального валка, что может привести к ускоренному выходу его иэ строя.

Значение коэффициента m в выраже- 10 нии (2) находится в пределах 14ш 3.

Минимальное значение вплоть до

m=1 принимается при профилировании сравнительно узких слябов и соответствует минимально возможной глу- 15 бине ручья, когда выступы с Формой

"собачья кость" перемещаются; к центру раската при его профилировании и имеют небольшую высоту, что снижает динамические нагрузки при по- 20 следующей прокатке в горизонтальных клетях. Максимальное значение вплоть до m=3 принимается при профилировании широких слябов и соответствует максимальной глубине ручья, предотвращающей изгиб сляба при профилировании:и уменьшающей высоту выступа с Формой типа "собачья кость". При л (1 в процессе профилирования на концах сляба образуются значительные 30 утолщения в виде "собачья. кость" и происходит изгиб слябов, что повышает динамические нагрузки при захвате слябов при последующей прокатке и, как следствие, снижает производитель- 35 ность. Увеличение ш ) 3 приводит к значительному росту габаритов валка и к снижению его стойкости.

При практическом использовании комплекта характер изменения заэо- 40 ра между. вертикальными валками при их вращении обеспечивает различную форму профилируемого участка сляба (вогнутого, прямую, выпуклую). Для получения требуемой формы профилируе- 45 мого участка деформации концевой части сляба соуществляется при определенном начальном угле поворота вертикальных валков. Так, например, для получения на переднем 50 конце сляба профилированного участка о прямолинейной формы <р.= 60, само профилирование должно быть выполнено за поворот. вертикальных валков на угол до 60 включительно, для получения вогнутой формы профилируемого участка <=120, а выпуклой — о, -"

О. Выбирая угол и угол поворота вертикальных валков, можно получить сочетание указанных форм профилируемого участка. . В таблице приведены результаты опробования известных и предлагаемых комплектов вертикальных валков на свинцовых моделях (размер 17х100х х150 мм).

Пример. Выбор оптимальных границ коэффициента С и показателя степени m был подтвержден по результатам статистической обработки спланированного эксперимента типа 2 величин С и m реализованных на лабораторной модели с масштабом уменьшения 1:15 при использовании свинцовых образцов (таблица). Как следует из сопоставительного анализа данных, полученных при использовании предлагаемого комплекта и известного, во всем диапазоне граничных значений параметров 0,05 <С < 0,20 и 1 4-m 4 3 обеспечиваются меньшие величины усилий при захвате проката, т.е. снижается динамика и усилия при прокатке так, что максимальное снижение динамики составляет 747.,а в период установившегося процесса 123. Данное преимущество предлагаемого ком-. плекта соответствует оптимальным средним значениям параметров С u m.

Снижение динамики можно расценивать как исключение такого фактора как проскальзывание валка относительно сляба, что снижает, производитель-. ность на стане в черновой группе клетей до 3%. Снижение усилий прокат-. ки на 12Х можно рассматривать в виде фактора, способствующего повышению работоспособности и стойкости валкового узла. Откуда коэффициент работоспособности подшипника определяется по выражению

К < =(Р„ +0,6А) 2,5(n h), (3) где Р„, А — радиальное и осевое усилия, действующие на подшипники; и — число- оборотов подшипника в минуту, мин - ;

h — долговечность подшипника, ч.

Для двух условий прокатки, исходя из того, что К .и и постоянны для одного и того же валка или подшипника, можно записать на основании (3) отношение ..л. a=i ) (1)

P +О 6А h oy (4)

Р +0,6А 1 hq

1503913

Комплектт

ЛВмм P, Ь, кгс кгс,мм

° валков

Известный

0 100,0 i10,0 16 0 1932 1820 1

0 — О

Предлагаемый

6,0 100э0 110ý0 16э0 805 1612

1,44

1,45

1,44

I 44

0,05 1 5,0

3

0,20 1

0,10 3

0,10 2

20,0

10,0

10,0

20 100,0 110,0 16,0 780 1607

13,5 100,0 110,0 16,0 550 1611

13 5 100в0 115э0 16 ° 0 490 1612 где индексами 1 и 2 обозначены два условия прокатки, например с использованием известного и предлагаемого комплектов. Если учесть, что для одного валка осевое и радиальное усилия взаимосвязаны выражением а =

= P >/А, тогда выражение (4) можно преобразовать к следующему виду

Ъ вЂ” j1 /11, = (P„ /P ) (5) 10 где Ь вЂ” относительный показатель увеличения работоспособности (стойкости) валкового узла на параметру максимальных усилий для двух сравниваемых комплек5 тов валков.

Как следует из полученных по формуле (5) данных (таблица), стойкость предлагаемого комплекта вьппе известного в 1,50 раза. Данный фактор мож20 но рассматривать как уменьшение времени ремонтных работ, что в .целом повышает производительность предлагаемого устройства.

Формула изобретения

1. Комплект вертикальных валков широкополосного, стана горячей прокатки, бочки которых выполнены с кольцевыми ручьями, отличающийс я тем, что, с целью повышения производительности стана и стойкости валков путем снижения коэффициента динамичности в момент захвата проката 35 .и снижения усилий при обжатии концов

С m е, мм l,мм R сляоов,,глубина кольцевого ручья бочек валков выполнена переменной с центром окружности образующей дно калибра, расположенным эксцентрично относительно оси вращения валка и определяемым из зависимости

e = C R где е — величина эксцентриситета между центром окружности, образующим дно калибра, и осью вращения валка;

С вЂ” коэффициент пропорциональности (0,05 (C(0,20);

К вЂ” радиус окружности, образующей дно калибра.

2. Комплект по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что образующая бочки валка выполнена с центром окружности, расположенным с эксцентриситетом относительно оси вращения валка, определяемым из зависимости

1=e (— )

R.

R где 1 — расстояние между осью вращения валка и центром окружности, образующей бочку валка;

R — - радиус бочки валка

m — показатель степени (1 (ш 43), причем центры окружностей, образующих дно калибра и бочки валка, и ось вращения валка расположены в одной плоскости, при этом центры окружностей, образующих дно калибра и бочки валка смещены относительно оси вращения в одну сторону.

15039!3

Фиг. f

1503913

Az Ъл

Составитель P.Âàñèëüåâà

Техред М.Ходанич Ко р рек то р. О. Кр авцо в а

Редактор Т.Парфенова

Заказ 5183/12

Тираж 459

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

УЮ р 7® 278

Риг5

zgul