Способ горячей прокатки полос из алюминия и его сплавов

 

Изобретение относится к производству листового проката в черной и цветной металлургии из материалов, склонных к интенсивному налипанию на рабочие валки. Цель изобретения - повышение качества поверхности полос путем уменьшения налипания металла на бочки прокатных валков. Способ прокатки полос включает обжатие металла в черновой и чистовой многовалковой клети при подаче на валки смазочно-охлаждающей жидкости. Абсолютные обжатия в чистовых проходах определяются по приведенной формуле. При прокатке полос, имеющих ширину меньше оптимальной, осуществляют противоизгиб рабочих валков в пределах до 0,1 P, где P - усилие прокатки, а при прокатке полос, имеющих ширину больше оптимальной, осуществляют перекос рабочих валков на угол между их осями до 80 мин. Способ позволяет увеличить выход годного на 1%, что приводит к снижению себестоимости проката. 2 ил., 2 табл.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (у) 5 В 21 В 13/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ти и подачу на валки смазочно-охлаждающей жидкости. Абсолютное обжатие в последних чистовых проходах определяют из выражения

BLnGQTQ np I-

В.(7 (т,) Е(1/R +1/К ) к(+ 0,047R<) /(gR, 0,75 +0,21 )

4й (1) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4428200/31-02 (22) 19.05.88 (46) 15.06.90. Бюл. № 22 (71) Московский институт стали и сплавов (72) А. В . Зиновьев, В .Н. Хлопонин, Э.Л.Беглов, А.И,Брупилин, Л.M,Коганов, В.И.Копнов, В,А.Яеняев, F..Ã,Øìóрыгин, M.В,Овчинникова, Д.Б.Зимин и Т.И.Пигарева (53) 621,77.04(088,8) (56) Меерович И.M. Прокатка плит и листов из легких сплавов, N. Металлургия, 1969, с. 83.

Производство полуфабрикатов из алюминиевых сплавов, М.: Металлургия, 1985, с. 20-38.

Бюллетень "Черная металлургия", Черметинформация, 1988, ¹ 11, с.13. (54) СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ПОЛОС ИЗ

АЛ10МИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к производству листового проката в черной и

Изобретение относится к производству листового проката в черной и цветной металлургии из материалов, склонных к интенсивному налипанию на рабочие валки, Целью изобретения является улучшение качества поверхности полос путем уменьшения налипания металла на бочки прокатных валков.

Способ горячей прокатки полос из алюминия и его сплавов включает обжатие металла в многовалковой кле„„Я0„„1570809 А 1

2 цветной металлургии из материалов, склонных к интенсивному налипанию на рабочие валки. Цель изобретения — повышение качества поверхности полос путем уменьшения налипания металла на бочки прокатных валков. Способ прокатки полос включает обжатие металла в черновой и чистовой многовалковой клети при подаче на валки смазочно-охлаждающей жидкости. Абсолютные обжатия в чистовых проходах определяются по приведенной в описа-: нии формуле. При прокатке полос, имеющих ширину меньше оптимальной, осуществляют противоизгиб рабочих валков в пределах до 0,1 Р, где P усилие прокатки, а при прокатке полос, 9 имеющих ширину больше оптимальной, осуществляют перекос рабочих валков на угол между их осями до 80 мин.

Способ позволяет увеличить выход годного на 1%, что приводит к сниже- ф нию себестоимости проката. 2 ил., 2 табл..1570809 поверхности валков от налипших частиц.

На фиг,1 показано вертикальное сечение контакта рабочего и опорного валков, между которыми происходит «О пластическая деформация налипшего слоя

/ и эпюры контактных нормальных и касательных напряжений1 возникающих при пластическом течении налипшего слоя материала; на фиг.2 — соотношения меж -45 ду параметрами валков и полосы для примеров реализации способа на четырехвалковом стане 2800.

Рабочий валок 1 контактирует с опорным валком 2, на котором имеется налипший слой .металла 3 толщиной h.

Давление, необходимое для пластической деформации слоя металла толщиной

h и длиной 1 при температуре поверхностного слоя рабочего валка Т равно:

Р (1) =, и (-, ° б э (Т ), (2) где 1, — длина бочки валков, м;

G,(Т,) и () (Т ) — сопротивление деформации прокатываемого материала при температуре Т(и T() соответственно, МПа; п — коэффициент напряженного

cor.òoÿíèÿ;

К,R — радиусы рабочих и опорных валков, м;

Н < — толщина полосы (листа) на выходе из очага деформации, м„

Т . — температура поверхности 15 о рабочего валка в зоне коно такта с опорным, С;

Т вЂ” средняя температура метал( ла в очаге деформации, С: — коэффициент Пуассона ма- 20 териала валков;

Š— модуль упругости материала валков, МПа.

Кроме того, осуществляют противоизгиб рабочих валков в пределах до 25

О, IР,. где P — усилие прокатки, с симметричным перекосом рабочих валков на угол между их осями до 80 мин.

Реализацией в предлагаемом способе прокатки абсолютных обжатий в соот-30 ветствии с соотношением (I.) обеспечивают межвалковое давление между рабочим и опорным валками, необходимое для пластической деформации налипающего на валки слоя металла и очистки

Величина коэффициента п, учитывающего влияние внешнего трения на контактное давление, находится в прс. делах 1-5, Длину 1 находят из услови упругого сжатия двух валков радиуса миК,иК (3) 1=2 где Р— погонная нагрузка в контакте опорного и рабочего валков;

Е, 9 — модуль упругости и коэффициент Пуассона материала валков, Из соотношений (2) и (3) получаем, что для пластической деформации налипшего слоя необходимо погонное межвалковое давление, определяемое соотношением

8 Gg (Т, ). пg (1 — 4 ).((E(I /R,+1/R ) (P„„„=((R, 0е75 +0,21 к,16Н -0,047 R,). В G5 (Т, ), (5) справедливом для последних проходов тонколистовой горячей прокатки.

Условие пластического деформирования налипшего слоя запишется как

P„, /L=g=((R, О, 75 + Oа 21 )"

1й

«-ЯН -0,047 R,) ° BGs (Т„)/L =

86, Та пр 1-;)

Е (1/R, +1/R ) (6) Иэ выражения (б) после преобразования получим соотношение (1).

Таким образом, определение абсолютных обжатий в последних 2-5 проходах согласно соотношению (1) обеспечивает необходимые условия для удаления окалины налипшего на валки металла.

Однако назначение обжатий в 2-5 последних проходах в соответствии с зависимостью (1) является необходимым, но не всегда достаточным условием для достижения поставленной цели.

Известно, что эпюра межвалковых давлений является неравномерной, Имеется оптимальная ширина полос, при

Для расчета усилия прокатки известную формулу, заменив ее приближенным соотношением, запишем в виде

1570809

40 прокатке которых на стане с предельным отношением диаметром рабочего и опорного валков и их бочки эпюра межналконого давления является ранномер5 ной. Последнее зависит от параметров прокатки и налкового узла. В этом случае минимальные значения межвалкопого давления могут оказаться недоста. точными для пластической деформации налипшего на валки слоя металла на определенном участке его бочки и в этом месте бочки не будет происходить очисточистки поверхности валка, Дополнительное увеличение обжатия может быть ограничено допустимым усилием прокатки.

Тогда необходимые и достаточные условия для достижения поставленной цели обеспечивают двумя путями. При 20 прокатке полос, имеющих ширину меньше оптимальной, осуществляют противоизгиб рабочих валков с усилием в пределах до 0,1 Р, где P — усилие прокатки. Большие усилия протиноизгиба не 25 применяют, так как это ухудшает работу валкового узла в целом, При прокатке полос, имеющих ширину больше оптимальной, осуществляют противоизгиб в перекошенных рабочих валках, Угол перекоса валков (суммарный) устанавливают равным или меньшим 80 мин„ так как при этих значениях угла дополнительно улучшается поперечный профиль полосы..К тому же

35 осевые нагрузки при этом являются вполне допустимыми.

Пример 1. Осуществляют прокатку полос из алюминия А97 сечением бх2250 мм в пятиклетьевой непрерывной группе стана горячей прокатки

2800, Т =200 С, T„=200 С, Т,=320430 С (в зависимости от прохода и применяемого технологического режима).

Для сопротивления деформации алюмио

4 ния А97. в пределах 300-500 С справед400 16> лина формуле G = () 49 МПа. Вал ковый узел имеет параметры: К,=375 мм; .З =700 мм; Е=2 ° 10 1Па; 4 =0,3, коэф- 50 фициент напряженного состояния n6=

=1,45, При применении известного техноло-.: гического режима прокатки (табл,1) в трех последних клетях наблюдается появление дефекта типа "заалюминива ние", связанного с налипанием металла на валки, Поверхность полосы ухудшается.

Учитывают, что при данном соотношении между диамс TpRhtH налкон1 их длинОЙ и шириной полосы достигаpòñÿ равномерное распределение межналконого давления по длине контакта валков. Таким образом, ширина полосы н данном случае является оптимальной, Исходят из соотношения (1) и назначают режим oáжатий н соответствии с предлагаемым способом (табл,,2), Указанный дефект полностью устраняют, так как выполняют условие (2), Пример 2, При условиях, аналогичных примеру 1, прокатку полос шириной 6х1960 мм осуществляют с обжатиями, назначенными иэ условия (1). В этом случае .эпюра межвалконых давлений наблюдается н центре бочки валков (фиг.З, точка Б) и н этом месте бочки валка ныполняется условие (2).

В то же время на участках бочки валка, где имеют место меньшие значения межналконого давления, их значения оказываются недостаточными для пластической деформации налипшего на валки металла, так как не выполняется условие (2). 11 конечном итоге в этом месте бочки валка не будет происходить. устранения налипшего на валки металла, Для обеспечения выполнения условия (2) увеличивают минимальные значения межвалконого давления. Для этого осуществляют протиноизгиб рабочих валков, Усилие противоизгиба устанавливают равным С,07P от усилия прокатки, что позволяет увеличить минимальное межвалковое давление в

3 раза. Усилие противоизгиба Qo 0,1Р в данном случае вызовет изменение давления на краю бочки валка в 2 раза и более по сравнению с серединой.

В этом нет необходимости, кроме того происходит снижение стойкости валков.

В результате выполняют условие (2. на всей длине контакта валков с налипшим металлом и устраняют дефект поверхности полос из-за налипания металла на бочку валка, Пример 3, При условиях, ана логичных примеру 1„ осуществляют прокатку полос шириной 6х2х520 мм. В этом случае неравномерность эпюры межвалковых давлений имеет иной характер: максимум давлений находится на краях бочки (фиг.3, точка В). Как результат этого для центральных участков бочки валка условие (2) не выпол7 . 1 570809 8

Н, — толщина полосы на выходе из очага деформации, мм;

Таблица 1

Известный технологический режим прокатки полос 6х2250 алюминия А 97

Среднее давление, MH/м

Н мм H|, мм

Усилие прокатки, NH

Выполнение

Температура Ме

ЛН, им

Р про.хода услов очаге деформао ции, С вия (2) 5,16 Ла

4,.78 Нет

4,62 Нет

3,86 Нет

3,93 Нет

50,1

28,2

15,5

9,6

5,9

14, 44

I 3,38

12,95

10,83

10,04

422

397

356

336

39,9

21,9

12,5

5,9

3,7

2

4

50 1

28,2

15,5

9,6 няется. Для выполнения условия (2) на всей длине бочки применяют скрещивание рабочих валков на угол между их ! осями 60 „что обеспечивает увеличение межвалкового давления в центре в

1,2 раза. При этом среднее значение межвалкового давления в центре Не меняется, однако снижается неравномерность его распределения по длине бочки. Условие (2) выполняется на всем участке налипания, чем устраняется дефект поверхности полос, обусловленный налнпанием металла на рабочие валки. Активная образующая рабочих валков изменяется иэ-эа увеличения зазора между рабочими поверхностями валков по мере удаления от центра на величину, соизмеримую с величиной изменений профиля за счет прогиба.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ горячей прокатки полос иэ алюминия и его сплавов, включающий черновую прокатку и чистовую прокатку с противоизгибом и перекосом рабочих валков в многовалковой клети при подаче на валки смазочно-охлаждающей жидкости, о. т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения качества поверхности полос путем уменьшения налипания металла на бочки прокатных валков, абсолютное обжатие в чистовь х проходах определяют из выражения.z

8L 6 (То «(i — gg -, B,(Т, ) К (1/К, +1/R,,,)

+ 0,047 Rt) /(- /К, 0,75 +Оь21,) гн, где, L - длина бочки валков, м; бз(Т4) (» (Т о ) — сопротивление деформации прока тыв аемого ма териала при температуре Т < и Т.

--о соответственно, МПа; п — коэффициент напряженного состояния;

R <,Кп - радиусы рабочего и опорного валков м

Т вЂ” температура поверхности рабочего валка в зоне о контакта с опорным, С; — средняя температура метал( о

25 ла в очаге деформации, С;

1 — коэффициент Пуассона материала валков;

Š— модуль упругости материала валков, MIa при этом осуществляют противоизгиб рабочих валков в пределах до 0,1 Р, где P — усилие .прокатки, с симметричным перекосом валков на угол между их осями до 80 мин, 1570809.

Таблица 2

Предлагаемьй режим прокатки полос бх2250 алюминия А 97

М про- Н, мм хода

ВыполнеУсилие Среднее прокатки давлеМН ние, MH/м

Н,, мм

AHВ MM ние условия (2) 1

3

49

26

12,8

49

26

12 ° 8

41

l3 2

6,8

Температура Ме в очаге деформации, ОС

396

376

356

l4,72

14,16

14,23

14,19

5,25 Да

5,05 Да

5,08 Да

5,07 Да

1570809

Составитель М.Блатова

Редактор А,Пежнина Техред М.Коданич Корректор C,×åðíè

Заказ 1474

Тираж 414

Подпис кое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Ik < кн», iN-35, Раушская наб., д. 4/5

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

31ип

Р а4 Ps 6,6 а7 0,8 дм 1У 8/1

Фи8. 2