Способ прокатки полос

 

Сущность изобретения: прокатку ведут в рабочих валках с вогнутой профилировкой и противоизгибом. Усилие поотивоиэгиба .и стрелу вогнутости образующей рабочего валка устанавливают такими, чтобы оси валков были обращены выпуклостями друг к дру- -у, а активная образующая оставалась вогнутой. Способ позволяет улучшить плоскостность полосы. 2 чл., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ6ЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

П0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

Г1РИ ГННТ СССР (21) 4879326/27 (22) 31.10 ° 90

l(46) 15.09.92.Бюл. и 34 (71) Липецкий политехнический инст::.тут (72) С.Л.Коцарь, Б.А.Поляков, С.И.Бельский и В.А;Третьяков (56) Авторское свидетельство СССР т" 1138199, кл. В 21 В 27/02, 1983„

Авторское свидетельство СССР

М 1186295, кл. В 21 В 1/38, 1984.

Авторское свидетельство СССР и 1510962, кл. В 21 В 27/02, 1984.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на тонколистовых станах горя-;чей и холодной прокатки для получения полос повышенными требованиями к плоскостности. цля получения плоской полосы необходимо равенство вытяжек по ее ши" рине в очаге деформации. Обычно равенства вытяжек добиваются подобием профиля межвалкового зазора и проФиля полосы путем воздействия на активную образующую валка за счет станочных и/или принудительных (противоизгиб, дополнительный изгиб) профилировок. Важным фактором получения плоской полосы является эффект самовыравнивания вытяжек по ширине, обусловленный развивающимися процессами поперечного течения металла в очаге деформации Григорян Г,Г., КоЫ1 1761314А1 (51) 5 В 21 В 1/24 27/02

2 (5ч) СПОСОБ ПРОКАТКИ ПОЛОС (57) Сущность изобретения: прокатку ведут в рабочих валках " вогнутой профилировкой и противоизгибом.

Усилие противоизгиба и стрелу вогнутости образующей рабочего валка устанавливают такими, чтобы оси валков были обращены выпуклостями друг к другу, а активная образующая оставалась вогнутой. Способ позволяет улучшить плоскостность пслосые 2 ил., 1 табл ° царь С,Л., Железнов Ю.д. "Изв, вузов, Черная металлургия", 1976, У 7, с.88-92).

Известен способ прокатки в клети кварто с выпуклыми опорными и вогнутыми рабочими валками для повышения, 4 устойчивости процесса и улучшения ка- (,)" чества проката. Сущность способа Ъ за ключается в изменении жест кости (Д валкового комплекта по середине бо- а чек валков по мере их износа в месте контакта, что позволяет перераспреде-, лить вытяжки по ширине полосы при прокатке с краевой волнистости на центральную (коробоватость). СущеI ственным недостатком способа является большая длительность в возможности перераспределения вытяжек по ширине полосы (кампания .выработки опорных валков), а также неучет

3 176 поперечного течения металла на вырав= нивание вытяжек, Известен способ прокатки листов в клети кварто с выпуклыми опорными и вогнутыми рабочими валками для обеспечения равномерного распределения межконтактных усилий по длине боч. ки валков с целью получения листов постоянного поперечного сечения.

Этот способ позволяет получать полосу с постоянным поперечным сечением, но не позволяет добиться выравнивания вытяжек по ширине полосы в очаге деформации за счет попереч.ного течение металла и, как следствие, уменьшения неплоскостности полосы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ npo" катки полос в клети кварто с выпукльм ми опорными и вогнутыми рабочими валками для расширения технологических

1 возможностей при использовании устройства принудительного изгиба. Однако и в этом случае не происходит интенсификации поперечного течения . металла в очаге деформации, и поэтому улучшение плоскостности, прокатываемых полос не достигается.

Целью изобретения является повышение качества прокатываемых полос с чечевицеобразным поперечным сече" нием, преимущественно, за счеТ улучшения их плоскостности из"за развивающихся процессов поперечного течения металла в очаге деформации при тонколистовой прокатке.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе прокатки полос, включающем прокатку с противоизгибом рабочих валков, выполненных с вогнутой профилировкой, стрелу вогI нутости образующей рабочего валка и величину усилия противоизгиба при прокатке устанавливают в пределах, обеспечивающих обращение осей рабочих валков выпуклостями друг к другу при сохранении активной образующей вогиу" той формы.

Предлагаемый способ расширяет диа" пазон усилий противоизгиба и уста" навливает количественный ypoeeHb усилия противоизгиба в зависимости от усилия прокатки и вогнутости рабочего валка, перенося тем самым воздействие противоизгиба с активной образую" щей рабочего валка, известного из прототипа и аналогов, на прогиб его оси.

Таким образом, заявляемый способ

5 соответствует критерию "Новизна

11 1I

Указанные признаки образуют новое свойство заявляемого способа прокатки, не совпадающее со свойствами известных решений, заключающееся в интенсификации поперечного течения металла в очаге деформации и самовы" равнивания вытяжек по ширине полосы, что является определяющим в достижении поставленной цели. Технические ререшения со сходными признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не обнаружены, поэтому заявляемый способ прокатки полос облада20 ет существенными отличиями.

Известно, что разность вытяжек по ширине полосы может приводить к появление остаточных напряжений, превосходящих критические, при которых по25 лоса теряет плоскую форму. Уровень остаточных напряжений в полосе оказывается меньше, чем рассчитанный по схеме плоской деформации, что объясняется поперечным течением металла

ЗО в очаге деформации. Характер поперечного скольжения металла по валку зависит от величины противоизгиба рабочих валков. При усилении противоизгиба, обеспечивающем обращение осей

3 рабочих валков выпуклостями друг к дру35 гу (фиг.ia, поперечному течению металла способствует горизонтальная составляющая скорости валка в направлении от середины полосы к ее краю. Та ким образом, неравномерность вытяжек в середине полосы и на ее краях уменьшается, снижая остаточные напряжения, величина которых не превышает критического значения потери устойчивости (фиг.16}. При усилиях противоизгиба, не обеспечивающих обращение осей рабочих валков выпуклостями друг к другу, горизонтальная составляющая скорости валка препятствует попереч5О ному течению металла в направлении от середины полосы к ге краю (фиг.2а, В этом случае неравномерность вытяжек увеличивается а величина оста3

1 точных напряжении превысит крити "

55 ческое значение образования волнистости (фиг,2б).

Для учета поперечного течения металла в очаге деформации вводят коэффициент О < g < 1 характеризующий

17613 ослабление остаточных напряжений в полосе.

14 б энергии остаточных напряжений (деформаций), уменьшая в свою очередь амплитуду относительной неравномерности этих напряжений (деформаций).

Реализовать такой способ прокатки

I можно с помощью противоизгиба рабочих валков, обеспечив обращение осей рабочих валков выпуклостями друг к дру гу. Тогда дополнительное выравнивание вытяжек, получаемое из принципа минимума суммарной мощности, расходуемой на прокатку и накопление остаточных напряжений в полосе, имеет вид л

46 = (E д 1 м1 1 э где A6 - величина остаточных напряжений;

Е - модуль упругости материала полосы, 10

41 — разность между вытяжкой в текущей точке по шири" не полосы и средней вытяжкой;

1 - средняя вытяжка по ширине 15 полосы, При представлении неравномерности относительных вытяжек в очаге деформации разложением где

2Ьо Вг коэффициент Р, учитывающий попереч" ное течение металла, запишется в виде

Р =----------(. i1

1+ (---) (2)

S — - стрела прогиба в центре бочки рабочего валка отно" сительно края полосы, R — радиус рабочего валка.

Полоса после прокатки не потеряет плоской формы, если где А;. и i - амплитуда и номер гармо- ники неравномерности относительных вытяжек (4) 4 ост + AGgan C Gкр

41

AGgon = Е (- ) и

tu hîÂ2 Ls

К 16

Е 1 4 4h где С„ — критическое напряжение потери устойчивости плоской формы.

Для обеспечения обращения осей рабочих валков выпуклостями друг к другу необходимое усилие противоизгиба рассчитывают по следующей зависимости

К Лу К1

Р + ---- ) Q > ---- p

2

К, где Я—

РК

1 усилие противоизгиба, т; усилие прокатки, т; податливость рабочего валка на изгиб при действии усилия прокатки, мм/т; податливость рабочего валка на изгиб при действии усилия противоизгиба, мм/т, стрела вогнутости образующей

Рабочего валка в ненагру ченном состоянии мм

Лу где Р - коэффициент трения

Ь вЂ” выходная толщина;

hcp — средняя толщина

1 — длина очага деформации, р

4h - абсолютное обжатие, В - полуширина полосы, сопротивление пластической деформации материала полосы. у — координата. 45

Создание условий для облегчения поперечного течения металла повышает выравнивающую способность очага дефор" мации. Одним из таких условий является продольное растяжение образующей 5g валка от входного до выходного сечения очага деформации ° В этом случае уменьшается скорость поперечного скольжения металла по поверхности рабочего валка, и, как следствие, сни" жаются потери на трение, препятствую ! щее поперечному течению металла, уменьшается мощность, расходуемая на накопление полосой потенциальной

Способ прокатки полос с чечевицеобразным поперечным сечением преимущественно s четырехвалковой клети, включающий прокатку с противоизгибом рабочих валков, выполненных с вогну20 той профилировкой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества полос по плоскостности эа счет облегчения поперечного тече— ния металла в очаге деформации 1

25 стрелу вогнутости образующей рабочего валка и величину усилия противо— .изгиба при прокатке устанавливают в пределах, обеспечивающих обращение осей рабочих валков выпуклостями

30 ДРУГ к ДРУГУ при сохранении активной образующей вогнутой формы, в соответствии с зависимостью:

7 1у61

Нижний предел соответствует выпрямлению оси рабочего валка, верхний выпрямлению активной образующей Рабочего валка. Коэффициенты К и K < зависят от конструктивных особенностей клети и от профилировок валков.

Очевидно, что с увеличением выпуклос" ти опорного валка коэффициент К уменьшается, а К 2 увеличивается .

Предлагаемый способ прокатки полос реализуется следующим образом, При прокатке после захвата переднего конца полось1 рабочими валками усилие противоизгиба увеличивают до значения, попадающего в пределы указанные в выражении 5. При этом оси рабочих валков изгибаются выпук" лостями друг к другу. В процессе вращения образующая рабочего валка пере. ходит от сжатого состояния в контак" те с опорным валком до растянутого состояния в контакте с полосой на выходе из очага деформации, облегчая тем самым поперечное течение металла от середины полосы к ее краю.

При этом активная образующая рабочего валка остается вогнутой, сохраняя тем самым чечевицеобразность прокатываемой полосы.

Пример. Прокатка полосы 2 х х 1200 мм производится в последней клети семиклетевой чистовой группы стана 2000 со следующими параметрами: абсолютное обжатие Q h = 2 мм, сопротивление пластической деформации

10 кг/мм2, коэффициент трения .Р = 0,3, усилие прокатки Р = 600 т, радиус рабочего валка R = 400 мм, модуль упругости валка Eg — — 2 »

»10 кг/мм, модуль упругости Е =

10" кг/мм2, Зависимость снижения остаточных напряжений на краю полосы за счет дополнительного выравнивания вытяжек . по выражению 3 при прокатке чечевицеобразного профиля от усилия противо314 8 изгиба рабочих валков представлена в таблице.

5 Снижение отстаточных напряжений в полосе в зависимости от усилия противоиэгиба рабочих валков приведено в таблице.

Предлагаемый способ позволяет про" катывать полосы с повышенными требо ваниями к плоскостности.

Ф о р м У л а и 3 о б р е т е н и я

K) д у К 1

-- р + ---- > а >---К2 К2 К2 где g - усилие противоизгиба, т;

Р— усилие прокатки, т, К вЂ” податливость рабочего валка на изгиб при действии усилия прокатки, мм/т;

К - податливость рабочего вал" ка на изгиб при действии усилия противоизгиба,мм/т; ду - стрела вогнутости образую- щей рабочего валка в ненагруженном состоянии, мм, 10

1У61314

Снижение остаточных напряжений 4 С „,кг/мм

110

Предлагаемый способ

-О, 152

-0,234

-0,3ч3 а!

Усилие противоизгиба (, т

600

Стрела прогиба рабочего валка S, ми

Известный способ

+О, 04

+О, 001

О, 022

0, I134

О, 050

Составитель В.Третьяков

Техред И,Иоргентал

Редактор

Корректор о.йско,Заказ 3212 Тираж Подписное

ВНИИ11И Государственного комитата по иэобретениям и открытиям при 1 ЛиП сл.СР

113035, Иасква, Ж-35, Раушекая иаб., д. 4/5

Производствснно-издательский комбинат "Патент"„ г.Ужгород, уд, Гагарина,101