Способ холодной прокатки стальных полос


 


Владельцы патента RU 2499639:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение предназначено для снижения разнотолщинности тончайших полос и лент (толщиной не более 0,2 мм), получаемых холодной прокаткой из низкоуглеродистых сталей на непрерывных многовалковых станах. Способ включает многопроходное обжатие заготовки в валках непрерывного стана с приложением к ней межклетевых натяжений и подачей к валкам смазывающе-охлаждающей жидкости, с обжатием заготовки в валках, диаметр которых уменьшают по ходу прокатки. Стабильность температурного профиля валков, уменьшение их сплющивания и изгиба обеспечивается за счет того, что расход смазочно-охлаждающей жидкости в каждом последующем проходе увеличивают прямо пропорционально снижению диаметра валка, а диаметр валка в каждом проходе регламентирован математической зависимостью. 1 табл.

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для холодной прокатки тончайших полос и лент (толщиной не более 0,20 мм) из низкоуглеродистых сталей на непрерывных многовалковых станах.

Известен способ холодной прокатки стальных полос, включающий многопроходное обжатие заготовки в валках непрерывного стана кварто с приложением к ней межклетевых натяжений и подачей смазывающе-охлаждающей жидкости [1].

Недостаток указанного способа состоит в том, что прокатанные стальные полосы толщиной не более 0,20 мм имеют большую разнотолщинность.

Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению является способ прокатки стальных полос, включающий многопроходное обжатие заготовки в валках непрерывного четырехклетевого стана и подачей к валкам смазывающе-охлаждающей жидкости, с обжатием заготовки в валках, диаметр которых уменьшают по ходу прокатки от 520 мм до 505 мм [2].

Недостаток известного способа состоит в том, что прокатка стальных полос толщиной не более 0,20 мм сопровождается увеличением их разнотолщинности, обусловленным упругим сплющиванием валков, возрастающим по ходу прокатки по мере снижения толщины заготовки и увеличения ее наклепа, а также изменением тепловой выпуклости валков по проходам.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении разнотолщинности полос толщиной не более 0,20 мм.

Для решения поставленной технической задачи в известном способе холодной прокатки стальных полос, включающем многопроходное обжатие заготовки в валках непрерывного стана с приложением к ней межклетевых натяжений и подачей к валкам смазывающе-охлаждающей жидкости, с обжатием заготовки в валках, диаметр которых уменьшают по ходу прокатки, согласно изобретению расход смазочно-охлаждающей жидкости в каждом последующем проходе увеличивают прямо пропорционально снижению диаметра валка, а диаметр валка в каждом проходе устанавливают по соотношению:

D≤3,8·103·h1,

где D - допустимый диаметр валка, мм;

h1 - толщина полосы после прохода, мм.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. По мере уменьшения толщины прокатываемой заготовки по проходам, вследствие деформационного упрочнения возрастают ее прочностные характеристики и контактные напряжения в очаге деформации. Это приводит к увеличению прогиба и сплющивания валков, повышению их температуры от адиабатического разогрева деформируемого металла. Кроме того, уменьшение площади поверхности охлаждения валков из-за снижения диаметра по проходам увеличивает нестабильность их теплового профиля. В результате возрастает продольная и поперечная разнотолщинность полос толщиной не более 0,20 мм.

Обжатие в валках, диаметр которых в каждом проходе удовлетворяет полученному эмпирическим путем соотношению D≤3,8·103·h1, позволяет уменьшить рост контактных напряжений в очагах деформации непрерывного прокатного стана, прогиб и сплющивание валков, а одновременное увеличение расхода смазочно-охлаждающей жидкости в каждом последующем проходе прямо пропорционально снижению диаметра валка компенсирует снижение площади поверхности охлаждения валков с меньшим диаметром, стабилизирует их тепловой профиль. В результате достигается снижение разнотолщинности полос толщиной не более 0,20 мм.

Экспериментальным путем установлено, что если расход смазочно-охлаждающей жидкости в каждом последующем проходе не увеличивать прямо пропорционально снижению диаметра валка, или диаметр валка в каждом проходе будет превышать допустимый, т.е. D≤3,8·103·h1, то при прокатке полос из низкоуглеродистой стали толщиной не более 0,20 мм увеличивается их разнотолщинность. Это снижает качество тончайших полос и выход годного.

Примеры реализации способа

Непрерывный пятиклетевой стан кварто 1200 холодной прокатки готовят к прокатке полос толщиной h=0,15 мм из низкоуглеродистой стали марки 08 сп. Заготовками для прокатки служат горячекатаные травленые полосы толщиной 2,0 мм, смотанные в рулоны.

В клети стана заваливают рабочие валки, диаметр бочек которых последовательно уменьшается от первой клети по ходу прокатки, исходя из соотношения D≤3,8·103·h1:

№ клети 1 2 3 4 5
Толщина полосы h1, мм 1,40 0,75 0,52 0,24 0,15
Диаметры валков D1-5, мм 500 480 450 430 400

Здесь и далее нижние индексы у символов соответствуют номерам клетей.

Очередной рулон устанавливают на разматыватель, передний конец заготовки пропускают через рабочие валки и закрепляют на барабане моталки. С помощью электродвигателей главного привода стана, разматывателя и моталки в прокатываемой заготовке создают натяжения, после чего к рабочим валкам подают смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ) в виде метастабильной эмульсии пальмового масла в воде. Расход СОЖ на рабочие валки клети №1 устанавливают равным: Q1=110 м3/ч. Разность диаметров валков Δ1-2 клетей №1 и №2 составляет

Δ1-2=D1-D2=500 мм-480 мм=20 мм.

Расход СОЖ в клети №2 Q2 увеличивают относительно Q1 на величину ΔQ2=k·Δ1-2, которая прямо пропорциональна разнице диаметров их рабочих валков Δ1-2 с экспериментально определенным коэффициентом пропорциональности k=2,7, учитывающим охлаждающую эффективность метастабильной эмульсии пальмового масла в воде:

Q2=Q1+ΔQ2=Q1+k·Δ1-2=110+2,7·20=164 (м3/ч)

Аналогичным образом устанавливают расход СОЖ в остальных клетях стана:

- в клети №3 Q3=Q2+k·Δ2-3=164+2,7·30=245 (м3/ч);
- в клети №4 Q4=Q3+k·Δ3-4=245+2,7·20=299 (м3/ч);
- в клети №5 Q5=Q4+k·Δ4-5=299+2,7·30=380 (м3/ч).

После этого прокатный стан разгоняют до рабочей скорости 27 м/с и осуществляют прокатку всей заготовки в полосу конечной толщины.

Благодаря увеличению расхода СОЖ в каждой последующей клети, прямо пропорциональному снижению диаметра рабочего валка в предыдущей клети непрерывного пятиклетевого стана 1200, обеспечивается стабильный температурный профиль всех рабочих валков, улучшается выкатываемость полосы из низкоуглеродистой стали, претерпевающей нарастающий наклеп, уменьшается сплющивание и изгиб рабочих валков, а разнотолщинность δ холоднокатаных полос не превышает ±0,004 мм.

Варианты реализации способа холодной прокатки стальных полос приведены в таблице.

Таблица
Режимы прокатки и разнотолщинность холоднокатаных полос толщиной не более 0,20 мм из низкоуглеродистой стали 08 сп
№ п/п Относительный диаметр рабочих валков D Увеличение расхода СОЖ в последующей клети ΔQ Разнотолщинность полос δ, мм
1 D>3,8·103·h1 ΔQ2>k·Δ ±0,010
2 D=3,8·103·h1 ΔQ2=k·Δ ±0,004
3 D<3,8·103·h1 ΔQ2=k·Δ ±0,004
4 D=3,8·103·h1 ΔQ2<k·Δ ±0,009

Из данных, приведенных в таблице, следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2 и №3) достигается снижение разнотолщинности полос толщиной не более 0,2 мм из низкоуглеродистой стали. В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты №1 и №4), как и при использовании известного способа [2] имеет место увеличение продольной разнотолщинности полос.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что одновременная оптимизация расхода СОЖ и диаметров валков по клетям непрерывного стана обеспечивает снижение влияния степени наклепа металла на прогибы и сплющивание валковой системы, а также неравномерности температуры и тепловой выпуклости валков на разнотолщинность тончайших полос. Благодаря этому достигается повышение точности прокатки, улучшается качество металлопродукции и возрастает выход годного. В качестве базового объекта при определении технико-экономической эффективности предложенного способа принят известный способ [2]. Использование предложенного способа обеспечивает повышение рентабельности производства тончайших полос и лент в среднем на 10-12%.

Источники информации:

1. Беняковский М.А. и др. Производство автомобильного листа. - М. Металлургия, 1979 г., с.132, 146-147.

2. Патент Российской Федерации №2340415, МПК B21B 1/28, 2008 г.

Способ холодной прокатки стальных полос толщиной не более 0,20 мм в непрерывном стане, включающий многопроходное обжатие заготовки с приложением к ней межклетевых натяжений в валках, диаметр которых уменьшают по ходу прокатки, с подачей к валкам смазывающе-охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что диаметр валков D в каждом проходе устанавливают по соотношению
D≤3,8·103·h1, мм,
где h1 - толщина полосы после прохода, мм,
при этом расход смазочно-охлаждающей жидкости в каждом последующем проходе увеличивают прямо пропорционально снижению диаметра валков на величину ΔQ=2,7·Δ, м3/ч,
где Δ - разница диаметров валков в клетях, мм.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при прокатке холоднокатаных полос из низкоуглеродистой стали на непрерывных станах с последующим отжигом в садочных печах.
Изобретение предназначено для снижения энергозатрат прокатного производства и может быть использовано при дрессировке стальных холоднокатаных отожженных полос в клети с по меньшей мере одним приводным валком.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной полосы из листовой низкоуглеродистой стали, стабилизированной алюминием, для изготовления изделий методом глубокой вытяжки.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении горячекатаного травленого листового проката как в виде товарной продукции, так и заготовки для последующей холодной прокатки.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке стальных полос на реверсивных и непрерывных станах. .
Изобретение относится к изготовлению тонколистовой холоднокатаной трубной стали, используемой для трубок амортизаторов автомобилей. .

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной нагартованной полосы из листовой стали с покрытием или без него, для последующей обработки путем гибки или формовки, в частности кровельной металлочерепицы.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в технологии производства холоднокатаных полос из низкоуглеродистых сталей с заданной чистотой поверхности и шероховатостью полосы, используемых в автомобильной промышленности.

Изобретение относится к металлургии, конкретно к прокатному производству, и может быть использовано при получении холоднокатаной листовой стали с высоким качеством отделки поверхности.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке стальных полос, сваренных встык, на непрерывных и дрессировочных станах.

Изобретение относится к области черной металлургии, к прокатному производству, и может быть использовано при получении упаковочной ленты, используемой для автоматизированной обвязки грузов. Способ включает горячую прокатку полосы из стали, ее смотку, травление, холодную прокатку или холодную прокатку и термическую обработку. Горячую прокатку ведут с суммарным относительным обжатием не менее 70%. Температуру конца прокатки и смотки поддерживают в диапазонах 790-870°C и 540-620°C соответственно. Холодную прокатку ведут с суммарным относительным обжатием 55-80%. Обрабатывают полосу из стали, содержащей углерод, кремний, марганец, алюминий, хром, никель, медь, азот и железо. Термическую обработку осуществляют путем нагрева холоднокатаной полосы до температуры 360-450°C и выдержки при этой температуре в течение 10-30 ч. Техническим результатом изобретения является увеличение выхода годного за счет повышения механических свойств. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 2 пр.

Изобретение предназначено для повышения производительности при производстве холоднокатаной широкополосной стали. Способ включает непрерывную прокатку на совмещенном агрегате непрерывного травления и стане непрерывной холодной прокатки при заданных режимах травления и прокатки. Оптимизация скоростного режима совмещенного агрегата непрерывного травления и стана непрерывной холодной прокатки обеспечивается за счет того, что выбор начальной скорости прокатки производят в зависимости от содержания в стали углерода, кремния, марганца и микролегирующих элементов титана, молибдена, ванадия, ниобия. Скоростной режим агрегата регламентирован математическими зависимостями, учитывающими такие факторы как скорость движения подката в травильных ваннах, длина травильных ванн, время травления, рассчитываемое в зависимости от массы окалины, скорость полосы перед первой клетью, учитывающая геометрические и физико-маханические свойства подката, а также параметры прокатного оборудования, 3 табл., 3 пр.
Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к технологии прокатки и термической обработки металлов, и может быть использовано при производстве высокопрочной холоднокатаной полосы из углеродистой стали в нагартованном состоянии толщиной 0,8-1,0 мм и массой 17-26 т для получения упаковочной ленты. Способ включает горячую прокатку, смотку полосы в рулоны, травление, холодную прокатку и термическую обработку. Температуру конца горячей прокатки и смотки поддерживают в диапазонах 830-870°C и 470-540°C соответственно. Термическую обработку осуществляют путем нагрева холоднокатаного проката до температуры 370-440°С и выдержки при этой температуре в течении времени τ=(m+h)/K, где m - масса максимального рулона в стопе, т; h - толщина полосы, мм; К=0,80-1,10 - эмпирический коэффициент, полученный опытным путем. Кроме этого, сталь имеет следующий химический состав, мас.%: 0,10-0,18 С; 0,30-0,80 Si; 1,1-1,8 Mn; не более 0,020 Р; не более 0,015 S; не более 0,06 Al; не более 0,06 Сr; не более 0,01 N; Fe, неизбежные примеси - остальное. Техническим результатом изобретения является увеличение выхода годного за счет повышения комплекса механических свойств. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на многоклетевых непрерывных станах при холодной прокатке полосы из стали или сплавов цветных металлов из горячекатаного подката. Сущность изобретения: при холодной прокатке полосы необходимо выдерживать допуски на продольную и поперечную разнотолщинность, при этом требования к точности прокатанной полосы по продольной разнотолщинности и поперечному профилю и форме постоянно ужесточаются. Современные технологии предполагают использование систем автоматического регулирования толщины по длине полосы (САРТиН) и по поперечному профилю и форме полосы (САРПФ) с учетом единого допуска на отклонение толщины полосы от номинального значения по всей ее площади. Отличительной особенностью способа согласно изобретению является то, что прокатку ведут с установкой различных допусков в САРТиН на отклонение толщины от номинальной в продольном направлении и в САРПФ на отклонение толщины от номинальной в поперечном направлении в зависимости от единого допуска на отклонение толщины от номинального значения по всей площади полосы, указанные зависимости описаны математическими выражениями. При этом горячекатаный подкат получен прокаткой с установкой допуска на поперечную разнотолщинность, а указанный допуск устанавливают в зависимости от единого допуска на отклонение от номинальной толщины по всей площади готовой холоднокатаной полосы, эта зависимость также описана математическим выражением. При использовании изобретения становится возможным получать более точную полосу, в этом заключается технический результат изобретения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на непрерывных станах для холодной прокатки полос и лент из высокопрочных сталей и сплавов. Способ включает многопроходное обжатие заготовки с приложением натяжений. Снижение продольной разнотолщинности полос и лент обеспечивается за счет того, что прокатку в первом проходе ведут с относительным обжатием 4-23% и при удельном переднем натяжении в этом проходе не более 20 МПа. 1 табл.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении бескремнистой листовой изотропной электротехнической стали толщиной 0,2-1,8 мм. Способ включает заправку горячекатаной травленой полосы в шестиклетевой непрерывный стан, распределение и установку обжатий по клетям и последующую холодную прокатку. Повышение плоскостности листовой стали обеспечивается за счет того, что обжатия по клетям устанавливают в соответствии со следующими значениями накопленных относительных обжатий: 1-я клеть - до 43%; 2-я клеть - 45-54%; 3-я клеть - 56-66%; 4-я клеть - 68-74%; 5-я клеть - 76-78% и 6-я клеть - не менее 80%. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при получении холоднокатаных листов толщиной 0,4-1,8 мм из низкоуглеродистой стали марки 08ЮТР для получения изделий методом глубокой вытяжки. Способ включает многопроходную холодную прокатку горячекатаных травленых полос, рекристаллизационный отжиг и дрессировку. Повышение выхода годных изделий при глубокой вытяжке обеспечивается за счет того, что суммарное относительное обжатие при холодной прокатке устанавливают в одном из следующих интервалов: 33-54%, 61-65% или 72-74%, при этом обжатие в первом проходе поддерживают равным 27-31%. 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления полосы с прочностными свойствами в 1,2-1,4 раза выше, чем у прототипа. Возможность получения фрагментированной структуры металла с высокой плотностью дислокаций обеспечивается за счет того, что холодную прокатку полосы осуществляют в валках с шероховатостью 6,0-12,0 мкм Ra, окружную скорость которых задают из условия: V1≥2V2, где V1 - окружная скорость первого валка, м/с; V2 - окружная скорость второго валка, м/с. При этом прокатку ведут с единичной степенью деформации не менее 50% до суммарной степени деформации 75-95%. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области прокатного производства металлической полосы. Снижение продольной и поперечной разнотолщинности полосы обеспечивается за счет того, что в способе обработки металлической полосы пластической деформацией, включающем прокатку с охватом передним концом полосы ведущего валка и охватом задним концом полосы ведомого валка с углом охвата в пределах π≤φ1 и φ0 < 2π радиан, соответственно, с рассогласованием окружных скоростей валков и обеспечением снижения натяжения концов полосы, снижают силы переднего и заднего натяжений на свободных концах полосы путем подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зазор между ведущим и ведомым валками и полосой на входе полосы в валки. В устройстве, содержащем станину рабочей клети, ведущий и ведомый валки, прижимные ролики, расположенные центрально-симметрично относительно очага деформации, закрепленные на станине рабочей клети верхнюю и нижнюю криволинейные проводки, на входе в верхнюю и нижнюю проводки установлены форсунки для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зазор между ведущим и ведомым валками и полосой. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии производства холоднокатаного проката, предназначенного для изготовления упаковочной ленты. Повышение механических свойств, их стабильности и однородности по длине полосы обеспечивается за счет того, что способ включает горячую прокатку полосы из стали, имеющей регламентированный состав, ее смотку, травление, холодную прокатку, термообработку, согласно которому температуру раската перед чистовой группой клетей поддерживают в диапазоне 1050-1200°С, горячую прокатку ведут с суммарным относительным обжатием не менее 90%, температуру конца прокатки и смотки поддерживают в диапазонах 810-880°С и 480-570°С соответственно, холодную прокатку ведут с суммарным относительным обжатием не менее 62%. Стальная полоса имеет феррито-цементитную структуру с нерекристаллизованным ферритным зерном и отношение σт/σв не менее 0,70. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Наверх