Способ прокатки заготовок
Изобретение относится к прокатному производству, а именно к изготовлению заготовок большой толщины. Цель изобретения - экономия металла путем снижения концевой обрези. Способ включает профилирование концов заготовки перед прокаткой по всей ее длине посредством сжатия невращающимися валками в этой же клети. Сжатие проводят при регламентированном расстоянии центров валков относительно концов заготовок, равном 0,40-0,50 ее толщины, до достижения длины зоны деформации 0,4-045 толщины заготовки. При этом сжатие осуществляют за несколько стадий, чередуя каждую промежуточную стадию с разгрузкой, при которой перемещают заготовку к центрам валков. Это позволяет посредством создания благоприятной и однородной деформации концов заготовки снизить величину локальной деформации и растягивающие напряжения в центральных слоях заготовки, уменьшить динамические нагрузки при захвате и выходе заготовок из валков. Экономический эффект от использования изобретения складывается в экономии металла путем снижения концевой обрези на 3-4%. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 В 21 В 1 02
ЩЛОЮ3НУ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АBTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
:.S ь;
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
IlPH ГКНТ СССР (21) 4217562/23-02 (22) 04,02,87 (46) 07.08Ä90, Бюл. Ь 29 (71) Краматорский научно-исследовательский и проектно †технологическ институт машиностроения (72) М.Я. Бровман . (53) 621.771.22 (088 ° 8) (56) Заявка Японии М 60-38201, кл, В 21 В 1/02, опублик. 85.08.30, Авторское свидетельство СССР
Р 1509142, кл. В 21 В 1/26, 1986. (54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к прокатному производству, а именно к изготовлению заготовок большой толщины.
Цель изобретения — экономия металла путем снижения концевой обрези. Способ включает профилирование концов заготовки перед прокаткой по всей ее длине посредством сжатия невращающимися валками в этой же клети.
Изобретение относится к прокатному производству, конкретно к изготовлению заготовок большой толщины.
Цель изобретения — экономия ме- талла путем снижения концевой обрези.
На фиг ° 1 изображена начальная стадия профилирования переднего конца заготовки невращающимися валками; на фиг. 2 — конечная. стадия вдавливания невращающихся валков в деформируемую заготовку вблизи ее концов.
Сущность способа заключается в том, что при профилировании концы заготовок сжимают невращающимися валками, начиная вдавливание валков на рас„„SU„„1583195 А1
Сжатие проводят при регламентированном расстоянии центров валкбв относительно концов заготовок, равном
0,4-0,5 ее толщины, до достижения длины зоны деформации 0,4-0,45 толщины заготовки. При этом сжатие осуществляют эа несколько стадий, чередуя каждую промежуточную стадию с разгрузкой, при которой перемещают заготовку к центрам валков. Это позволяет посредством создания благоприятной и однородной деформации концов заготовки снизить величину локальной деформации и растягивающие напряжения в центральных слоях заготовки, уменьшить динамические нагрузки при захвате и выходе заготовок из валков. Экономический эффект от использования изобретения складывается в экономии металла путем снижения концевой обрези на 3-4%. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. стояниях, равных 0,40-0,50 толщины за- (_#_ готовок, от торцовой ее части до ли- И нии, соединяющей центры валков, и достижения длины зоны деформации, : (,Д„ )равной 0,4-0,45 толщины заготовки. Д
Сжатие концов заготовок невращающимися валками позволяет в два раза увеличить длину зоны деформации по сравнению с прокаткой (при равных обжатиях), что снижает вели- Ъ чину локальной деформации торцовых поверхностей и растягивающие напряжения в центральных слоях заготовки.
Проводя вдавливание валков на расстоянии их центров от концов заго1583195 товок, равном О, 40-0, 50 толщины, можно предотвратить образование выступов на торцовых поверхностях, а осуществление обжатия до длины дуги захвата, равной 0,40-0,45 толщины заго5 товки, предотвращает расслоение ее концов.
Пример. Непосредственно перед прокаткой профилируют конец заготов. ки 1 в невращающихся рабочих валках
2 путем его сжатия, а затем в этих же валках проводят прокатку при их вращении. Это позволяет создать бла- . гоприятную и однородную схему деформации концевых участков заготовок.
Первая операция способа состоит в нагреве заготовок для стали до
1200-1250 С. После этого осуществляют вторую операцию — транспортировку заготовки по рольгангам к обжимаемой клети, к которой они поступают при 1150-1200 С. Третья операция состоит в том, что невращающимися валками при выключенном (заторможенном) 25 приводе валков осуществляют сжатие концов заготовки при помощи нажимных устройств. Температура при этом 11301180 С. Напряженное и деформированное состояния зависят при прокатке от 3 отношения длины зоны деформации 1
1 к средней толщине заготовки h:m =
При гп <1,0 в центральных слоях заготовки имеют место ра< тягивающие напряжения, а при m c. 0,5 происходит
35 формирование двойного выступа на торцовой поверхности заготовки DE .
Далее вдоль торцовых поверхностей возникают закаты, которые удаляют в обрезь. При осуществлении вдавливания в заготовку 1 невращающнхся валков 2 ртпина зоны деформации равна не 1 =
ГКЛГ, как при прокатке, а 211Л,dh, где R — радиус валков; dh — обжатие. увеличение тп в два раза резко снижает растягнвающие напряжение в центральных слоях заготовки 1 и формообразование двойного выступа на поверхности DE. Это приводит к уменьшению потерь металла на обрезь по торцовым поверхностям.
Сжатие необходимо осуществлять до тех пор, пока отношение m = 1/h не превысит 0,5, когда образование двойного выступа (при m ) 0,5) прекратится. Когда точки С и D совпадут. длина хорды ВС равна )., 1 = 1ГЬЬ, где 1 - длина горизонтальной проек ции АВ, ПосКольку при совпадении точек С и D, а = 1, и следует обеспечить условие
1 2а а
m = -" = — --- = — -- — — --р 0 5 (1)
h 2h gh h(1-0,5F) должно иметь место неравенство а
7 О, 5h(1-0, 5Г), где Š— относительное обжатие, равное при горячей прокатке 0,1-0,4, а ) (0,400-0,475) .
С некоторым запасом примем а (О, 40-0, 50), т. е. в течение осуществления третьей операции валок 2 вдавливают в заготовку 1 на расстоянии осей валков от концов заготовки, равном 0,40-0,50 ее толщины.
После достижения параметров а =
= fRdh или обжатия а2 (0<16-0<25)h2
R R (2) (3) P = 2,3 р 1пбу дальнейшее вдавливание валков происходит при 1, 1 ° и имеют место уже напряжения сжатия в центральных слоях заготовки, Осуществляют сжатие невращающимися валками обоих концов заготовки 1, после чего осуществляют ее прокатку, т.е. четвертую операцию.
Для сортовых заготовок производят сжатие каждого конца в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а затем и прокатку осуществляют с кантовками заготовки и обжатием ее по двум направлениям (или с обжатием в вертикальных и горизонтальных валках) . Четвертую операцию прокатки до заданных размеров заканчивают при 250-1000 С, и транспортируют заготовку на склад для охлаждения, зачистки дефектных участков резки на мерные длины, что является последней пятой операцией.
Сжатие концов заготовки с обжатием, определенным по формуле (2), чтобы обеспечить условие (1), может оказаться осуществимым только эа несколько обжатий с разгрузками и перемещением заготовки в валках (влево, фиг. 1, 2) . В первом обжатии выбор величины а должен предотвратить образование выступов на торцовой поверхности у граней. При движении валка 2 (фиг. 1) со скоростью V сила равномерного сжатия P = 2K(21)nc (на единицу ширины) или
1583195 где 6 — предел текучести при растят женин-сжатии;
К вЂ” предел текучести при сдвиге;
1 — размер на фиг. 1; и Ь вЂ” коэффициент напряженного состояния, равный при малых
1 на начальных стадиях вдавливания валков B заготовку (при -- (0,12)n = 2,57.
21
Возможна и другая схема движения жесткой зоны ADE вместе с валком и скольжение со скоростью Ч„под углом с к горизонтали, V KVî(à+1) DE, составит N = -т -----,, она имеs1пс соse ет минимум при а(= 45 и сила при о этом равна 15 P, = 2КЧд (а+1) = 1,156 V (a+1). (4) Если (4) превышает (3), то развитие выступа не произойдет ° Если уменьшить длину деформации (менее 0,42), имеет место тенденция к расслоению, браку и потерям метал- 30 ла, а превышение верхнего предела, равного 0,45, излишне в связи с уменьшением производительности, которая при сжатии заготовки невращающимися валками ниже, чем при прокатке во 35 вращающихся валках. Пример. Осуществляют прокатку литых слябов толщиной 400 мм, шириной 1500 мм из стали 55С2 для которой из условий пластичности обжатие при 40 прокатке не должно превышать 30 мм. Радиус рабочих валков R = 400 мм, температура начала прокатки 1150"С. Сжатие концов заготовки валками осуществляют без их вращения на рас- 4 стоянии осей валков от концов заготовки, равном 0,45 ее толщины, т.е. 0,45х400 = 180 мм. При вдавливании на 30 мм длина зоны деформации составляет не (РАй = 110 гм, как при обычной прокатке, а 2(КЛЬ = 220 мм. Отношение m = — = 0,57, что превьппает регламентированную величину при которой может возникнуть двойной выступ на торцовых поверхностях. После вдавливания на 30 мм расстояние CD (фиг. 1) равно 180-110 = 70 мм. Затем отводят валки, перемешают заготовку влево (фиг. 1, 2) к центрам валков на 50 мм и осуществляют второе сжатие, вдавливая валки в заготовку на 45 мм. После этого 1 длина (номинальная ее величина) 1 134 а фактическая величина равна 230 мм, что обеспечивает деформацию концов заготовки при m = 2,30 0 61 0 50 377,5 После сжатия обоих концов заготовки осуществляют ее прокатку. Прокатка заготовки с предварительно спрофилированными передним и задним концами снижает динамические нагрузки при захвате и выходе. Предлагаемый способ исключает неизбежное при прокатке без профилирования с рекомендованными параметрами сжатия заготовка уменьшение лЛины зоны деформации (при входе в валки увеличение от нуля до номинальной величины, при выходе из валков заднего конца заготовки уменьшение от номинальной величины — до нуля), что снижает потери металла на обрезь и растягивающие напряжения в центре заготовки ° Зкономический эффект от испсльзования предлагаемого способа заключается в повышении выхода годного проката путем снижения концевой обреэи на 3 — 4%. формула изобретения 1, Способ прокатки заготовок, включающий профилирование концов заготовок посредством сжатия невращающимися валками при регламентированном расстоянии центров валков относительно концов заготовок с приложением усилия сжатия от нажимного устройства прокатной клети и последующее обжатие по всей длине заготовки в этой клети при вращающихся валках, о т л и ч аю шийся тем,,что, с целью экономии металла путем снижения концевой обрези, при профилировании торец конца заготовки устанавливают от центра валков на расстоянии 0,4-0,5 ее толщины, а сжатие проводят до достижения длины зоны деформации 0,40-0,45 толщины заготовки и осуществляют его на обоих концах заготовки. е 2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю шийся тем, что сжатие проводят за несколько стадий, чередуя каждую 1583195 Промежуточную стадию с разгрузкой, при которой перемещают торец заготовни к плоскости валков. Э. Способ по п.- 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что сжатие каждого конца проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а последующую прокатку осуществляют с кантовка5 ми заготовки и обжимают ее в указанных направлениях..
