Способ прокатки полос

 

Использование: прокатка широкополосной стали в горячем состоянии. Сущность изобретения: при прокатке полос с наклоном к одному из валков и рассогласованием окружных скоростей валков, при наличии заднего натяжения большую окружную скорость придают верхнему рабочему валку, а при его отсутствии - нижнему. Разницу в величинах окружных скоростей верхнего и нижнего валков устанавливают в зависимости от угла наклона и фактора формы очага деформации. 3 ил., 2 табл,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 В 1/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) i,цд;-дик ЛЬг ."- -,ййа! )!";Л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4927813/27 (22) 16.04.91 (46) 23.01.93. Бюл. N 3 (71) Запорожский индустриальный институт (72) В,А.Николаев, С.С,Пилипенко, Б.П.Романико, И.А.Волков, B.À.Òðoôèìîâ, Q.Н.Штехно, В,С.Мовшович, А.Г,Васильев и В.Т,Тилик (56) Цветные металлы, 1985, ¹ 5, с. 72.

Сб. Интенсификация производства листовой стали. — M.: Металлургия, 1988, с, 14.

Авторское свидетельство СССР

¹1629117,,кл,,B 21 В 1/22, 1988.

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к прокатке широкополосной стали. .Одной из задач прокатки полос (листов) в горячем состоянии является устранение изгиба переднего конца на выходе из валков. Это обеспечивает повышение скорости прокатки и производительности стана за счет снижения случаев застревания полос (листов) в рольгангах (при изгибе на нижний валок) или в валках следующей клети (при изгибе на верхний валок).

Известен способ прокатки, в котором изгиб переднего конца раскатов, наклоненных на входе к нижнему валку большего диаметра, устраняется путем применения верхнего валка с большей величиной микрошероховатости поверхности.

Основным недостатком этого способа является то, что при большом износе валков исчезает различие между шероховатостями валков и действие этой несимметрии на из„„ Ы„„1789315 А1 (54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ПОЛОС (57) Использование; прокатка широкополосной стали в горячем состоянии. Сущность изобретения: при прокатке полос с наклоном к одному из валков и рассогласованием окружных скоростей валков, при наличии заднего натяжения большую окружную скорость придают верхнему рабочему валку, а при его отсутствии — нижнему, Разницу в величинах окружных скоростей верхнего и нижнего валков устанавливают в зависимости от угла наклона и фактора формы очага деформации. 3 ил., 2 табл, гиб листов прекращается, и лист получает С изгиб на нижний валок, Наиболее близким к предлагаемому является техническое решение, в котором при прокатке раскатов с наклоном на входе к нижнему валку, при захвате раската производят рассогласование окружных скоростей валков, B зависимости от толщины листа О» ведущим выполняют верхний или нижний Q валки. Рассогласование скоростей рабочих (» валков в момент захвата составляет 2 — 10%. л

Недостатком этого технического реше- (л ния является то, что оно не учитывает влияния на изгиб наличия или отсутствия заднего натяжения раската при одновременной прокатке, например, в валках горизонтальной и вертикальной клетей.

Отсутствие учета влияния заднего натяжения вызывает непредсказуемый изгиб раската на выходе из валков и снижение производительности стана.

Цель — повышение производительности стана за счет устранения или уменьшения

1789315

15

25

55 (4) изгиба переднего конца раската на выходе из валков, Поставленная цель достигается тем, что в способе прокатки полос с наклоном к одному из валков, имеющих разные окружные скорости (диаметры), а также при возведении заднего натяжения, при наличии заднего натяжения раската с большей окружной скоростью применяют верхний рабочий валок, а разницу в величинах окружных скоростей (диаметров) верхнего и нижнего валков устанавливают в зависимости от угла наклона и фактора формы очага деформации по формуле — — = (3,75 — 1,1 I/h l>)(1 — 0,14 О), (1)

ЛО где — длина дуги захвата, мм;

hcp — средняя толщина полосы в очаге деформации мм;

Π— угол наклона полосы, град.

На фиг. 1 представлена схема прокатки раската без заднего натяжения; на фиг, 2— схема прокатки раската с задним натяжением; на фиг. 3 — схема прокатки в клетях с горизонтальными и вертикальными валками.

На фиг. 1 — 3 представлены верхний 1 и ни>кний 2 рабочие валки, а также клеть 3 с вертикальными валками, прокатывающими раскат 4, На этих фигурах: Н вЂ” исходная толщина раската; h — конечная толщина раската; Ds u De — диаметры верхнего и нижнего валков; ve и чп — окружные скорости валков; ven u ven — скорости слоев полосы со стороны соответственно верхнего и нижнего валков; ав и ໠— углы захвата соответственно на верхнем и нижнем валках; Ie и 1н— длины дуг соответственно на верхнем и ни>кнем валках; Π— угол наклона раската к валкам (угол наклона плоскости торца к вертикали); Te — сила заднего натяжения раската; Т вЂ” вертикальная составляющая

CNfl el Тв, Применительно к прокатке в клетяхчерновой группы непрерывного широкополосного стана способ осуществляют следующим образом. В черновой группе устанавливают 5 — 6 клетей, причем первые 1 — 2 клети не имеют перед горизонтальными клетями вертикальных клетей. Вертикальные валки устанавливают за 2 — 3 м перед горизонтальными валками, Вертикальные валки деформируют раскат по ширине и, следовательно, при входе раската в последующую горизонтальную клеть создают заднее натяжение Тв. Под действием заднего натяжения и составляющей Т раскат при>кимается к нижнему валку, в результате чего происходит пластическая деформация металла (фиг. 2) со стороны нижнего валка.

При этом длина дуги захвата на нижнем валке оказывается больше, чем на верхнем, т.е. IH > ls. Вследствие такой несимметрии обжатий и в соответствии с известными формулами Зкулунда-Павлова и ФинкаДрездена

> — т- (1 ) а а величины угла критического сечения (у) и опережения (S) со стороны нижнего валка оказываются больше, чем со стороны верхнего валка (f — коэффициент трения), т.е.

SH > Ss, Вместе с этим скорость слоев полосы со стороны нижнего валка также будет больше, чем со стороны верхнего валка, так как ннп = vè,(1 + Se), Vsn = Ve (1 + Se).

Из этих выражений следует, что при чн = ve и Яп >Ss всегда будет выполняться условие ч» > ven и вследствие этого передний конец раската будет загибаться вверх, Для предотвращения изгиба переднего конца в сторону верхнего валка и обеспечения прямого его выхода из валков необходиМо выполнить условие vsn = нвп за счет увеличения, например, окружной скорости (диаметра) верхнего валка, Определим соотношение скорости v» и

ven в зависимости от радиуса изгиба переднего конца раската (фиг. 2) при прохождении полосы угла р чсдп Ren $!пр „h

vsn Rsn з п р вп где Rsn и R» — радиусы изгиба раската со стороны верхнего и нижнего валков; р- базовый угол.

Величины Rgn u Ren определяют экспериментально путем проведения прокатки полос с различными исходными параметрами, При прокатке раскатов без заднего натяжения (фиг, 1) со стороны верхнего валка абсолютное обжатие оказывается больше, чем на нижнем, и поэтому!в> In. Рассуждая по аналогии со случаем, представленным на фиг. 2, получим — — — — — (3 вп Ren Sill у> вп

Следовательно, в отличие от прокатки раскатов с задним натяжением в этом случае скорость слоев полосы со стороны нижнего валка меньше, чем со стороны верхнего валка. В общем случае можно записать — =1 +— вп вп

1789315

Полосы прокатывали в сухих валках с числом оборотов и = 60 мин 1. Полосы с исходной толщиной Н = 19,06 мм прокатывали с обжэтиями 15 — 35% за несколько про-ходов, получая таким образом различные значения t/hcp. В процессе опытов определяли кривизну полос и устанавливали величину фактора формы t/hcp, при котором кривизна переднего конца noRocbl равна нулю(р=0).

В табл, 1 и 2 представлены опытные данные при прокатке свинцовых полос с наклоном раската к нижнему валку, а также где знак плюс для случая изгиба раската на верхний валок, а знак минус — на нижний валок, Отношение чная!ч» обусловлено действием различных технологических факторов, в том числе наличие заднего натяжения раската, разницей диаметров валков, различием условий трения на контактных поверхностях очага деформации, фактором формы очага деформации 1/hcp, различием температуры верхних и нижних слоев раската, углом наклона раската к одному из валков (как правило — к нижнему валку). Эти факторы могут воздействовать на изгиб переднего конца раската в направлении того или иного валка. В то же время, при изгибе переднего конца, например, в сторону нижнего валка, другим фактором можно воздействовать на передний конец для исключения такого изгиба.

Взаимосвязь отношения v, /v» c основными технологическими параметрами установлена экспериментальным путем.

Эксперименты выполнены на лабораторном стане 100 при прокатке полос из свинца с начальной исходной толщиной Н =19 мм и шириной В = 60 MM. Полосы прокатывали до толщины h = 2 мм с обжатием 16-40% с задним натяжением под действием груза массой 22 кг. При задаче в валки полосы прокатывали с углом входа 0= 0 — 3,5 град.

Валки имели одинаковую поверхность, а полосы прокатывали без смазки. Применяли пары валков с DM/D6 = 99,3/100,3 мм и

Об/DM = 94,4/92, 85 мм, В первом случае в верхнее положение устанавливали валок с меньшим диаметром (DM), а во втором — валок с большим диаметром, в процессе исследований измеряли величины крутящих моментов на валках и радиус кривизны переднего конца полосы. Затем определяли кривизну р полосы по формуле (на базе 100 мм длины конца) р =1/Яп, где Rn - радиус кривизны полосы. с натяжением и без натяжения заднего конЦЭ ПОЛОСЫ.

Как следует из табл. 1 (прокатка без натяжения), при каждом значении Л D/D =

=0,5-2,5% существует значение фактора формы !/hcp, при котором кривизна равна нулю, Так, при Л D/D = 1,03 и t/hcp = 2,9 полоса изгибается на валок большего диаметра (знак плюс), а при!/hcp = 2,0 — на валок меньшего диаметра (знак минус). Если фактор I/hcp = 2,5 полоса прокатывается без изгиба и р = 0 (оп. ¹¹ 2, 5, 8, 11).

Угол наклона полосы к нижнему валку перед входом в валки влияет на кривизну полосы (on. N 13 — 18 — проката без натяжения заднего конца полосы). Как следует из табл. 2 (on, № 13 — 15), с увеличением угла наклона Вот 0 до 3,5 град, критическое значение фактора формы t/hcp, при котором 0=

О, уменьшается с 2,5 до 1,75. Значение

Л D/D при данных углах 0 следует считать оптимальным.

Таким образом, для каждого значения

Л D/D и 0 существуют оптимальные величины фактора формы t/hcp, при котором отсутствует изгиб полосы, Следовательно, для каждого значения t/hcp на конкретном стане можно применить соответствующие величины различия диаметров валков (Л О/О) (где

Л D = DB — D<), обеспечивающие прокатку раскатов (полос) без изгиба. Отклонение значения Л О/О от оптимального влечет за собой изгиб полосы на верхний(О ) или нижний (Он) валки.

Математическая обработка данных табл. 1 при p-= 0 позволила получить выражение для Л О/D, соблюдение условий которого обеспечивает прокатку полосы без изгиба

-т у- = (3,75 — 1, 1 1/hcp) (1 — 0,14 О ), ЛD

Измерения показали, что диаметр валка, к которому отклонена полоса, и наличие заднего натяжения оказывают влияние на неравномерность распределения крутящего момента (табл. 2). В оп. N. 19,20 нижний валок устанавливали большего диаметра, а в on. ¹ 21,22 — верхний валок. Полосы наклонены к нижнему валку в on. ¹ 19, 21 без заднего натяжения, а в on. ¹ 20, 22 с задним натяжением Тз = 220 Н. Как видно из табл, 2 (оп, N. 19), при отсутствии заднего натяжения Т> = 0 крутящий момент, как и должно быть, больше на нижнем валке большего диаметра, а отношение моментов большего к меньшему равно Me/Мн = h/2. Применение заднего натяжения {Т = 220 Н) увеличивает момент преимущественно на нижнем валке большего диаметра и Мб/MM = 1,56.

1789315

Таблица 1

Опытные данные по влиянию ЛD/D и Она кривизнур

В on, N. 21, 22 нижний валок был меньшего диаметра и при Т, = 0 M> > M>, а

Ma/Мн = 1,24, При прокатке с T> = 220 Н крутящий момент на нижнем валке возрастает, а на верхнем несколько уменьшается, происходит выравнивание их значений, а отношение Мь/MM уменьшается до 1,07.

Следовательно, при прокатке раскатов с задним натяжением и отклонением к нижнему валку его диаметр должен быть меньше диаметра верхнего валка.

Таким образом, по сравнению с базовым объектом, за который принят способ

Формула изобретения

Способ прокатки полос с наклоном полосы на входе к нижнему валку, включающий рассогласование окружных скоростей валков, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности стана за счет уменьшения изгиба переднего конца раската, большую окружную скорость при наличии заднего натяжения придают верхнему рабочему валку, а при отсутствии заднего натяжения — нижнему, при этом прокатки в клетях черновой группы непрерывного стана 1680 горячей прокатки с одинаковым диаметром рабочих валков, предлагаемый способ обеспечит прокатку

5 полос без изгиба переднего конца полосы и при минимальной неравномерности распределения крутящего момента между валками, что увеличивает производительность стана и выход из строя деталей линии клети.

10 По данным практики устранение задержек в прокатке за счет уменьшения изгиба переднего конца позволяет повысить производительность стана на 1 Д. разницу в окружных скоростях валков устанавливают по зависимости: — = (3,75 — 1,1 1/hcp) (1 — 0,14 О), ЛО где! — длина дуги захвата;

hcp — средняя толщина полосы;

0 — угол наклона полосы;

Ж) — разница диаметров валков;

D — диаметр меньшего валка.

1789315

Таблица 2

Прокатка при Dg/Dv = 99,4/92,85 мм, 1/hcp = 3,03, 0= 3,5 град.

1789315

Фиг З

35

45

Составитель В, Николаев

Техред М.Моргентал Корректор О. Юрковецкая

Редактор Т, Иванова

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

Заказ 317 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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