Способ регулирования процесса холодной прокатки полос на непрерывном стане в валках с шероховатой поверхностью

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (й)5 В 21 B 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4932022/27 (22) 29.04.91 (46) 15.12,92, Бюл, N. 46 (71) Институт черной металлургии (72) С.А. Сорокин, В,А.Добромилов, А.М.Сафьян, В,Л,Мазур, В.И.Куликов и П.Б.Горелик (56) Дружинин Н.Н. Непрерывные. станы как объект автоматизации. М„Металлургия, 1975, с. 30;

Авторское свидетельство СССР

N 969339, кл. В 21 В 1/26, 1980, (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ПОЛОС НА НЕПРЕРЫВНОМ СТАНЕ (57) Использование; автоматизация прокатного производства холоднокатаной тонкоФ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к автоматизации . прокатного производства холоднокатаной тонколистовой стали и жести.

Известны способы регулирования процесса холодной прокатки полос на непрерывном стане, включающие варьирование величины обжатия в процессе прокатки путем изменения величины зазора между ripoкатными валками или натяженйя полосы.

Основными недостатками известных способов является то, что они не учитывают изменения режима обжатия в смежных клетях стана, из-за чего нарушается стабильность процесса прокатки и ухудшается качествб прокагываемых полос. Кроме того, эти способы не учитывают изменения величины шероховатости валков в процессе их эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре„„ Ы„„1780885 А1 листовой стали и жести. Сущность изобретения: соотношение величин обжатия в паре смежных клетей, имеющих в предыдущей клети шероховатость валков в 2-10 раз больше, чем в последующей, устанавливают в соответствии с изменением величины шероховатости в предыдущей клети, исходя из выражения Ел/Ec=K(Rap/Ray)",.где Еп и Š— относительные обжатия в предыдущей и последующей смежных клегях, Ra, и .

Rag — начальная и -конечная величины шероховатости валков R предыдущей клети, К вЂ” коэффициент пропорциональности 0,5

< К «2,6, n — показатель степени влияния величины. шероховатости — 1,5 5 и 1,5. 2 табл. зультату является известный способ регулирования процесса холодной прокатки в валках с шероховатой поверхностью, включающий варьирование величины обжатия, B процессе прокатки изменяют величину шероховатости поверхности валков, а варьирование величиной обжатия осуществляют прямо пропорционально изменению величины шероховатости, исходя из следующей зависимости:

ДЕ=а(Д R)",(1) где Ь Е вЂ” величина изменения относительного обжатия;

Ь Ra — величина изменения шероховатости поверхности валков; а — коэффициент пропорциональности, 0,01 « а 400;

n — показатель степени влияния величины шероховатости, 1 n 3, Недостатком известного способа регу лирования является то. что он не учитывает изменения режима обжатия в других клетях

1780885 непрерывного стана при варьировании величины обжатия в клети с шероховатыми валками. При прокатке по известному способу изменения обжатия в клети с шероховатыми валками может достигать 7-10, Эта величина должна быть перераспределена в другие клети непрерывного стана с таким расчетом, чтобы суммарная степень деформации соответствовала требованиям прокатываемого сортамента.

В результате высокая эффективность регулирования не достигается, а изменение усилия прокатки в других клетях стана ведет к ухудшению качества прокатываемого металла из-за образования дефектов

"волнистость" или "коробоватость". Кроме того, снижается стабильность процесса прокатки из-за увеличения вероятности обрыва полосы, что приводит к повреждениям валков и необходимости снижения скорости прокатки, Целью предлагаемого технического решения является повышение стабильности процесса прокатки и улучшения качества прокатываемого металла.

Поставленная цель достигается тем, что варьирование величины обжатия осуществляет в двух смежных клетях шероховатостью валков в предыдущей клети в 2-10 раз больше шероховатости в последующей клети в диапазоне отношений обжатий предыдущей клети е< к последующей r. < в пределах 0,5 e /яс 2,6 исходя из выражения

Ва П вЂ” " =К(— "), (2) . с Ra где Ra и Rag — соответственно величина шероховатости валков в предыдущей клети начальная и конечная;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, 0,5 К 2,6;

n — показатель степени влияния величины шероховатости, -1,5< п 1,5.

Способ регулирования процесса холодной прокатки полос на непрЕрывном стане в валках с шероховатой поверхностью включает измерение величины шероховатости поверхности валков и варьирование величины обжатия прямо пропорционально изменению величины шероховатости валков.

Анализ известных технических решений и предлагаемого способа сходных признаков у них не обнаружил. Следовательно, заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями.

Сущность предлагаемого способа регулирования процесса холодной прокатки на непрерывном стане состоит в следующем, 10 ми валками в течение кампании валков шероховатость практически не изменяется, в ми по мере выработки шероховатость уменьшается в четыре и более раз, При иэ15 менении шероховатости насеченных валков

40 скапливающейся в микровпадинах на по45

55

При прокатке полос на непрерывных станах наряду со шлифованными валками, имеющими шероховатость поверхности

Ra=0,5 — 1,0 мм, в ряде случаев, в одной или нескольких клетях используются насеченные рабочие валки, шероховатость которых в 2 — 10 раз превышает шероховатость шлифованных валков и составляет Р,=2;0-5,0 мкм. Известно, что в клетях со шлифованныто время как в клетях с насеченными валкапо мере их выработки изменяется усилие прокатки, а также прогиб и сплющивание валков, что приводит к образованию волнистости или коробоватости прокатываемых полос. Возрастает количество порывов прокатываемых полос. В этом случае стабилизацию усилия прокатки в клети с насеченными валками осуществляют регулированием величины обжатия. Однако изменение величины обжатия в данной клети приводит к необходимости перераспределения обжатия в других клетях, что; в свою очередь, нарушает стабильность прокатки в этих клетях, приводя к изменению усилия прокатки, а следовательно, и плоскостности прокатываемых полос. Этот фактор необходимо учитывать при регулировании процесса прокатки с целью его стабилизации

Известно, что полоса, прокатанная в насеченных, валках, в отличие от полосы после прокатки на шлифованных валках, имеет шероховатость поверхности соответственно выше. В результате количество смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), верхности такой полосы, увеличивается, что способствует поступлению СОЖ в очаг деформации и может приводить к снижению коэффициента трения, а следовательно, и усилия прокатки, Наибольшее влияние изменение шероховатости полосы оказывает на усилие прокатки смежной клети. непосредственноо следующей за клетью с насеченными валками. С увеличением шероховатости поступающей полосы, как правило, происходит снижение усилия прокатки в клети и наоборот. Следовательно, при изменении шероховатости насеченных валков, происходящем в процессе их эксплуатации, будут изменяться условия прокатки в обоих смежных клетях, как в клети с насечеными валками, так и в последующей клети стана, В результате прокатываемая полоса будет выходить из валков с отклоне1780885 ниями от плоскостности — волнистой или коробоватой.

Для устранения отрицательного влияния отмеченного эффекта целесообразно осуществлять регулирование процесса про- 5 катки с тем, чтобы компенсировать влияние изменения шероховатости валков на усилие прокатки в обоих смежных клетях, Наиболее существенным влиянием на стабильность процесса прокатки обладает 10 регулирование путем изменения величины обжатия, Так, если в предыдущей клети стана изменение величины шероховатости валков привело к уменьшению усилИя. прокатки, то обжатие полосы необходимо 15 увеличить. При этом перераспределение обжатия следует осуществлять в первую очередь за счет уменьшения обжатия в последующей смежной клети и только затем из других клетей непрерывного стана. И на- 20 оборот, если измерение величины шероховатости насеченных валков привело к увеличению усилия прокатки, то степень деформации полосы в предыдущей клети следует уменьшить. При этом "избыточное" 25 обжатие в первую очередь необходимо перераспределить в последующую смежную клеть. В результате усилия прокатки в обеих . клетях стабилизируются даже при изменении величины шероховатости валков, чем и 30 будет обеспечено производство высококачественной продукции, Предложенный диапазон соотношения обжатий 0,5 я /е .2,6 определен иэ экспериментальных исследований (табл. 1 и 35

2) и обусловлен оптимальными условиями для повышения стабильности процесса прокатки и производства качественной продукции. Уменьшение соотношения я,/яс менее

0,5 не позволяет обеспечить существенного 40. повышения устойчивости процесса прокатки в результате., черезмерного уменьшения шероховатости полосы, выходящей из предыдущей клети. Увеличение соотношения е /е более 2,6 приводит к снижению эф- 45 фективности регулирования процесса, так как при малых обжатиях в последующей клети снижается восприимчивость усилия прокатки к изменению шероховатости по- верхности входящей полосы, 50

Для обеспечения условия постоянства усилия прокатки в предыдущей и последующей клетях и получения полос высокой плоскостности требуется регулирование соотношения обжатий в смежных клетях в 55 функции изменения величины шероховатости валков в предыдущей клети. Эту зависимость можно представить в следующем виде

Eg/fg К(Вас/Rgg )

Коэффициент пропорциональности К из выражения (2) можно представить в виде

En/fc и (Rао/Йа, ) откуда, для случая R> =R> получим

К=я,/е,, Таким образом, величина коэффициента К зависит от соотношения начальных относительных обжатий в предыдущей о и последующей ер, смежных клетях, А так как соотношение обжатий f /å, ограничено пределами диапазона от 0,5 до 2,6,то и величина К может принимать значения в интервале 0,5 К 2,6.

Показатель и в формуле е /ас =

=K(R, /R> )" показывает степень зависимости требуемого изменения соотношения обжатий в смежных клетях от величины изменения относительной шероховатости прокатных валков.

Величину показателя и определяли сле- . дующим путем, Изменения величины отношения В, /Я,к принимаем в диапазоне от

3.0 до 6,0. Эти ограничения основаны на следующих соображениях. Минимальная величина шероховатости насеченных валков, используемых на станах холодной прокатки, не превышает 6, 0 мкм. а минимальная 3,0 мкм. В процессе длительной эксплуатации величина шероховатости прокатываемой полосы и, как правило, эта величина перед перевалкой валков составляет примерно 1,0 мкм. На основании этого отношение R>,/R,k для изношенных валков может принимать значения от 3,0 до 6,0.

Исходя из выражения, максимальное значение показатель и принимает при еп/ с =2,6; K=0,5, ао/йа =3,0, Тогда, для диапазона п>0 получим

2,6=0,5 (3,0)", откуда следует, что птах=1,5.

Минимальное значение (в области п<0) показатель и принимает при 8n/яс =0,5; К=2,6 и Ra /В,к=3,0, Откуда из выражения (2)

0,5=2,6.(3,0)" получим, что n=-1,5.

Таким образом, показатель и находится в пределах от -1,5 до 1.5, т;е. -1,5 < n

1,5.

Предлагаемый способ опробовали в промышленных условиях КарМК. В четвертую и первую клеть пятиклетьевого стана холодной прокатки 1700 заваливали насеченные рабочие валки с шероховатостью соответственно 3,25 и 5,0 мкм. В первом случае прокатывали относительно тонкий и наклепанный металл, во втором — толстый и мягкий. После настройки клетей на прокатку планшетных полос конечной толщиной 0,5

1780885 мм из подката 2,5 мм усилие в первой и во второй клетях составило соответственно 6,0 и 8,0 МН, а в четвертой и пятой клетях по

10,0 MK.

Режимы прокатки, осуществляемой по 5 предлагаемому способу, в смежных клетях

1 — 2 и 4 — 5 с учетом изменения шероховатости насеченных валков в процессе их износа представлены в табл. 1 и 2.

В первом случае, в процессе эксплуата- 10 ции валков в пятой клети их шероховатость уменьшается до 1,25 мкм. При этом, по известному способу, с уменьшением шероховатости на 2,0 мкм согласно зависимости

gR n и 15 оо Rap . — () получаем — = (- — )

17, 5 где n=0,33,усилие прокатки в четвертой клети останется равным 10 MH при изменении обжатия с 17,0 до 31,5 . При этом, перераспределение 14,5 обжатия производится из других клетей непрерывного стана, что не обеспечивает стабильность усилия в этих клетях.

При регулировании процесса по пред- лагаемому способу для соблюдения условия постоянства усилия во всех клетях стана (т,е. P4=Pg=10 MH const) при увеличении .обжатия в предыдущей (четвертой) клети с

17,0 до 31,5 необходимо уменьшить обжатие в следующей (пятой) клети с 26,0 до

12,0, т,е. на 14,0 о, При этом, перераспределение обжатий происходит практически между двумя смежными клетями, а усилие прокатки остается неизменным Рд=Рв=10 MH.

Тогда для смежных клетей 4 и 5 согласно зависи ио 17 мости (2) с учетом того, чтоК = = — =0,65, <со 26, 31,5 3,25 получим 120 = 0,65 (125 ), откудаследу-! 40 ет, что п=1 46.

Таким образом, полученное значение коэффициента К=0,65 и показателя n=1,46 находится в пределах диапазона,указанного в формуле изобретения. 45

Во втором случае при эксплуатации насеченных валков в первой клети их шероховатость в процессе износа изменилась на

2,4 мкм, что по известному способу приводит к необходимости изменения обжатия с 50

15 до 25 для стабилизации усилия прокатки в этой клети на уровне 6 MH. Согласно

10 24 и выражению (1) — =(), где n=0,55, 15 50

При этом недостающее обжатие (1 0 ) пере- 55 распределяется из других клетей непрерыв. ного стана, что приводит к изменению существующей настройки клетей по усилию прокатки.

При регулировании процесса по предлагаемому способу необходимая величина обжатия восполняется за счет снижения обжатия в последующей смежной клети.

В результате во второй клети стана обжатие изменится с 32 до 23о, а усилие прокатки сохранится на том же уровне в обеих клетях.

При этом, для смежных клетей 1 и 2 согласно ио 16 выражению (2) с учетом — = — =0,50

<со 32 получим — =0,50 (), где n=1,2.

25 50 и

23 26

Таким образом, для конкретного листового стана при регулировании процесса прокатки по предлагаемому способу коэффициент К принимает значение 0,50 — 0,65, а показатель n=1,2Я,46.

При этом осуществление способа регулирования процесса прокатки по прототипу, для стабилизации усилия прокатки в одной клети, предполагает перераспределение 10,0-14,5 обжатия в другие клети стана. В случае использования предлагаемого технического решения эта величина может быть уменьшена до 1,0-2,0%, что практически не сказывается на изменении усилия прокатки в других клетях стана, чем достигается повышение стабильности прокатки и улучшения качества прокатываемого металла.

В процессе опытной прокатки было прокатано 2600 т холоднокатаного металла, причем по известному способу 1200 т и 1400 т — по предлагаемому способу, Результаты отсортировки показали, что с использованием предлагаемого способа количество дефектов по плоскости снизилось на 3,0, а производительность стана увеличилась на 0,2-0,5, В итоге улучшается качество прокатываемого металла и по вышается эффективность процесса прокатки. Таким образом, предлагаемый способ имеет существенные преимущества перед известным.

Формула изобретения

Способ регулирования процесса холодной прокати полос на непрерывном стане в валках с шероховатой поверхностью, включающий измерение величины шероховатости поверхности валков и варьирование величины обжатия прямо пропорционально изменению величины шероховатости валков, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности процесса прокатки и улучшения качества прокатываемого . металла, варьирование величины обжатия осуществляют в двух смежных клетях с шероховатостью валков в предыдущей клети в

2 — 10 раз большей шероховатости в последу1780885

10 — =К(— ) п Rap

Ес Rag

Таблица1

Параметры холодной прокатки для смежных клетей 4 и 5 стана 1700.

Таблица2

Параметры холодной прокатки для смежных клетей 1 и 2 стана 1700.

Составитель С,Сорокин

Техред M,Моргентал Корректор О,Юрковецкая

Редактор

Заказ 4235 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ющей клети в диапазоне отношений обжатий предыдущей клети е, к последующей е в пределах 0,5 е /е, 2,6, исходя из выражения 4i" где Ra<>MRag — начальная и конечная величины шероховатости валков в предыдущей клети;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, 0,5 К 2,6; п — показатель степени влияния величины шероховатости, -1,5 < и < 1,5,