Способ правки преимущественно тонких узких полос и лент
Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к правке полос и лент. Сущность изобретения: способ включает обжатие полосы в конических рабочих валках с пересекающимися со стороны их малых оснований осями и параллельными в зоне обжатия образующими конических поверхностей, контроль кривизны полосы на выходе из валков после первого прохода, подачу полосы в валки в последующем проходе центром ребровой кривизны в сторону, противоположную точке пересечения осей валков. В процессе обжатия осуществляют натяжение заднего конца полосы путем приложения тормозного усилия. Предложены математические зависимости для определения величины обжатия h и натяжения Т. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.
Изобретение относится к листопрокатному производству, а именно к правке листового проката прокатными валками.
Известен способ правки листового проката путем огибания полосой расположенных в шахматном порядке роликов и приложением к концам полосы растягивающих усилий [1]. Недостатками данного способа являются наличие гофр на полосах после правки, а также сложность настройки правильных установок при осуществлении процесса правки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ правки профилей, включающий обжатие их за несколько проходов между коническими валками с пересекающимися со стороны их малых оснований осями [2]. После первого прохода осуществляют контроль кривизны на выходе из валков и профиль с ребровой кривизной подают в валки с центром ребровой кривизны в сторону, противоположную точке пересечения осей валков. В последующем проходе полосу обжимают с относительным обжатием, превышающем обжатие в первом проходе на 10-50%. Наиболее эффективно правку осуществлять с использованием натяжения заднего конца путем приложения тормозного усилия [3]. Недостатком наиболее близкого аналога является изменение геометрической формы поперечного сечения профиля в процессе правки вследствие значительных по величине обжатий. Задачей описываемого изобретения является устранение этого недостатка, а именно возможность правки тонких полос и лент в калибре, образованном коническими валками с пересекающимися со стороны их малых оснований осями без изменения геометрического размера поперечного сечения профиля. Поставленная задача достигается тем, что в способе прокатки преимущественно тонких узких полос и лент, включающем обжатие полосы в конических рабочих валках с пересекающимися со стороны их малых оснований осями, контроль кривизны полосы на выходе из валков, натяжение заднего конца полосы путем приложения тормозного усилия, подачу полосы в валки центром ребровой кривизны в сторону, противоположную точке пересечения осей валков, согласно изобретению полосу обжимают согласно зависимости: h = K(Rав+Rап)10-6 где h - обжатие полосы, м; Rab - высота микронеровностей рабочей поверхности валков, м; Ran - высота микронеровностей поверхности полосы, м; K - коэффициент перекрытия по высоте микронеровностей полосы и валка, равный (0,7...1,0) Rab/Ran. При этом натяжение к заднему концу полосы прикладывают согласно зависимости T = (1,0...2,5)тFR где т - предел текучести материала полосы, МПа;FR=lR bn - площадь взаимодействия микронеровностей полосы и валка, м2;
lR - длина участка взаимодействия полосы с валками, м;
bn - ширина выпрямляемой полосы, м. Правка полосы коническими валками с пересекающимися осями с обжатием в пределах высоты микронеровностей устраняет кривизну полосы без нарушения геометрических размеров поперечного сечения. Увеличение обжатия более 10-6 K (Rab + Ran) приведет к нарушению геометрических размеров поперечного сечения полосы при правке. Уменьшение обжатия менее указанной величины не обеспечит исправления кривизны полосы. Коэффициентом K перекрытия по высоте микронеровностей полосы и валка регулируют изменение кривизны полосы. При коэффициенте K менее 0,7 Rab/Ran не достигается требуемое выпрямление полосы, при коэффициенте K более Rab/Ran произойдет изменение геометрической формы полосы. Регулирование этого коэффициента осуществляют изменением зазора между полосой и валками. При значениях заднего натяжения полосы более 2,5тFR будет наблюдаться частичная пробуксовка валков относительно полосы, что приводит к изменению чистоты поверхности. При значениях заднего натяжения менее 1,0тFR не достигается необходимого выпрямления полосы. На фиг. 1 показана схема обжатия полосы в конических валках с пересекающимися осями; на фиг. 2 - то же, в плане. Способ осуществляется следующим образом. Полосу с ребровой кривизной радиусом задают в калибр, образованный коническими валками 1, 2 с пересекающимися осями со стороны их малых оснований. Полосу подают в валки центром ребровой кривизны в сторону, противоположную точке пересечения осей валков 1, 2. Валки 1, 2 вращают и обжимают полосу с обжатием h = K(Rав+Rап)10-6 . Одновременно к заднему концу полосы прикладывают натяжение торможением T = (1,0...2,5)тFR . После выхода из валков 1, 2 полоса 3 подвергается контролю кривизны. В случае нарушения прямолинейности полосу в зависимости от направления этой кривизны соответствующим образом повторно устанавливают в валки, регулируют зазор между полосой и валками и обжимают ее в заданном интервале режимов обжатий и натяжений заднего конца. Согласно предлагаемому способу была осуществлена правка полосы размером 0,15 25 мм из стали 0,8 кп с радиусом кривизны = 973 мм . Диаметр большего основания валков 110 мм. Валки установлены с параллельными образующими. Угол пересечения осей валков 5o 30'. Валки закалены до твердости HRC 45...50 ед. Рабочая поверхность валков шлифованная: высота микронеровностей 2,5 мкм. Высота микронеровностей полосы 2,5 мкм. Предел текучести полосы 20 кгс/мм2. Данные испытаний сведены в таблицу. Как видно из таблицы, при заявляемых обжатиях и направлениях заднего конца полосы имели кривизну, соответствующую допустимой (по техническим условиям кривизны на 1 погонный метр не должна превышать 4 мм, а шероховатость поверхности Ra - 2,5 мкм). При обжатиях и натяжениях меньше заявляемых значений радиус кривизны превышал допустимые значения. При больших обжатиях и натяжениях заявляемых величин чистота поверхности не соответствовала предъявляемым техническим условиям. Предлагаемый способ правки целесообразно применять при правке преимущественно тонких узких полос и лент в металлургической и машиностроительной промышленности.
Формула изобретения
h = 10-6K(Rав+Rап),
где h - величина обжатия полосы, м;
Rав - высота микронеровностей рабочей поверхности валков, м;
Rап - высота микронеровностей поверхности полосы, м;
K - коэффициент перекрытия по высоте микронеровностей полосы и валка, равный (0,7 - 1,0) Rав/Rап. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что натяжение к заднему концу полосы прикладывают согласно зависимости
T = (1,0...2,5)тFR,
где т - предел текучести материала полосы, МПа;
FR = lR bп - площадь взаимодействия микронеровностей полосы и валка, м2;
lR - длина участка взаимодействия полосы с валками, м;
bп - ширина выправляемой полосы, м.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3