Способ асимметричной прокатки толстолистового металла

Авторы патента:

B21B1/22 - для прокатки полос или листов произвольной длины (B21B 1/42 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2548869:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") (RU)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве толстолистового металла. Способ включает нагрев заготовки, прокатку ее в рабочих валках разного диаметра и пластическую гибку отгибающим роликом. Повышение качества толстолистового металла за счет исключения колебаний радиуса кривизны по его длине обеспечивается посредством того, что предварительно задают длину переднего и заднего участков заготовки, равную межосевому расстоянию между отгибающим роликом и рабочими валками, а прокатку указанных участков заготовки осуществляют с рассогласованием угловых скоростей рабочих валков в диапазоне 1,0-20,0%. Способ позволяет создать такое деформированное состояние, при котором удлинение слоев металла по всей длине заготовки становится одинаковым. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве толстолистового металла, предназначенного для изготовления деталей типа тел вращения в виде сегмента цилиндра.

Известен способ асимметричной прокатки толстолистового металла, включающий нагрев заготовки и прокатку ее в валках разного диаметра (см. Дригун Э.М., Салганик В.М., Лесин A.M. и др. Асимметричная толстолистовая прокатка крупногабаритных тел вращения // Труды третьего конгресса прокатчиков - М.: Черметинформация. 2000. С.505-507).

Недостатком данного способа является низкое качество получаемого толстолистового металла из-за наличия естественного диапазона колебаний параметров процесса прокатки, которое приводит к значительному колебанию радиуса кривизны по длине изготавливаемого толстолистового металла.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ асимметричной прокатки толстолистового металла, включающий нагрев заготовки, ее прокатку в рабочих валках разного диаметра и пластическую гибку отгибающим роликом. При этом отгибающий ролик устанавливают в фиксированном положении (см. Песин A.M. Новые технологические решения на основе моделирования асимметричной прокатки // Сталь. 2003. №2. С.66-68).

Недостатком известного способа является низкое качество изготавливаемого толстолистового металла из-за неравномерности деформации по длине заготовки, средний участок которой деформируется асимметричной прокаткой и пластической гибкой, а передний и задний участки - только асимметричной прокаткой. Неравномерность деформации по длине заготовки приводит к существенному колебанию радиуса кривизны по длине изготавливаемого толстолистового металла.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении качества изготавливаемого толстолистового металла путем обеспечения одинакового радиуса кривизны по всей его длине.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в создании дополнительных напряжений сдвига в очаге деформации при прокатке переднего и заднего участков заготовки, что способствует одинаковому удлинению слоев металла по всей длине заготовки.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе асимметричной прокатки толстолистового металла, включающем нагрев заготовки, прокатку ее в рабочих валках разного диаметра и пластическую гибку отгибающим роликом, согласно изобретению предварительно задают длину переднего и заднего участков заготовки, равную межосевому расстоянию между отгибающим роликом и рабочими валками, а прокатку указанных участков заготовки осуществляют с рассогласованием угловых скоростей рабочих валков в диапазоне 1,0-20,0%.

Известно осуществление прокатки с рассогласованием скоростей рабочих валков для придания заданной кривизны переднему концу проката (см. А.С. СССР №1659139, B21B 1/22, 37/00).

В заявляемом способе указанный признак так же, как и в известном способе, предназначен для придания заданной кривизны переднему концу проката.

Однако наравне с известным техническим свойством заявляемые отличительные признаки создают новый технический результат, заключающийся в обеспечении высокой степени равномерности пластической деформации по всей длине толстолистового металла путем создания дополнительных напряжений сдвига в очаге деформации при прокатке переднего и заднего участков заготовки заданной длины. Это позволяет создать такое деформированное состояние, при котором обеспечивается одинаковое удлинение слоев металла по всей длине заготовки, в результате чего исключается колебание радиуса кривизны по длине толстолистового металла, а следовательно, повышается качество толстолистового металла.

На основании вышесказанного можно сделать вывод, что заявляемый способ асимметричной прокатки толстолистового металла не следует явным образом из известного уровня техники и, следовательно, соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема осуществления способа.

Процесс асимметричной прокатки и пластической гибки заготовки 1, имеющей передний 2 и задний 3 участки, осуществляют на толстолистовом прокатном стане, имеющем приводные рабочие валки 4 и 5 различного диаметра, а также отгибающий ролик 6. Причем отношение диаметра верхнего валка к диаметру нижнего валка составляет 0,960-0,995 (см. Песин A.M. Моделирование и развитие процессов асимметричного деформирования для повышения эффективности листовой прокатки: Дис. на соис. учен. степ. докт. техн. наук. - Магнитогорск, 2003. С.243-244). При этом длину (L) переднего 2 и заднего 3 участков заготовки задают равной расстоянию (L_M.O.) между отгибающим роликом 6 и рабочими валками 4 и 5. Листовую металлическую заготовку 1 прямоугольной формы поперечного сечения задают в рабочие валки 4 и 5. Передний 2 и задний 3 участки заготовки 1 на заданной длине L деформируют в рабочих валках 4 и 5 с рассогласованием их угловых скоростей в диапазоне 1,0-20,0%. Конкретную величину рассогласования угловых скоростей рабочих валков 4 и 5 выбирают, например, согласно известной зависимости (см. Максимов Е.А. Исследование крутящих моментов и изгиба переднего конца полосы при несимметричной прокатке толстых листов // Оборудование. Технический альманах. - 2008. - №3. - С.46-49, формула 16). Причем в момент касания передним участком 2 заготовки 1 отгибающего ролика 6 угловые скорости рабочих валков 4 и 5 выравнивают и последующую прокатку средней части заготовки 1 осуществляют без рассогласования скоростей до тех пор, пока задний участок 3 заготовки 1 не поступит в зазор между валками 4 и 5. В результате этого при прокатке переднего и заднего участков заготовки обеспечивается создание дополнительных напряжений сдвига в очаге деформации, что способствует одинаковому удлинению слоев металла по всей длине заготовки.

Если величина рассогласования угловых скоростей рабочих валков 4 и 5 составляет менее 1,0%, то напряжения сдвига в очаге деформации существенно снижаются, и пластическая деформация по длине заготовки становится неравномерной, в результате чего радиус кривизны толстолистового металла на переднем 2 и заднем 3 участках становится меньше радиуса кривизны средней части заготовки 1, что снижает качество изготавливаемого толстолистового металла.

Если величина рассогласования угловых скоростей валков 4 и 5 составляет более 20,0%, то напряжения сдвига и, соответственно, радиус кривизны получаемого толстолистового металла на переднем 2 и заднем 3 участках заготовки 1 становятся чрезмерно высокими, что приводит к разрывам металла и окову валков.

Для обоснования преимуществ заявляемого способа асимметричной прокатки толстолистового металла по сравнению с прототипом были проведены 6 экспериментов, из них: эксперимент №1-3 с заявляемыми технологическими режимами; эксперименты №4 и №5 с режимами, выходящими за заявляемые пределы; эксперимент №6 - по прототипу (табл.).

Исходную заготовку толщиной 104 мм, шириной 2000 мм и длиной 4000 мм из стали марки 09Г2С нагревали в методической печи до температуры 900°С. Затем на толстолистовом прокатном стане, имеющем нижний рабочий валок диаметром D_H=1220 мм, верхний рабочий валок диаметром D_B=1200 мм и отгибающий ролик диаметром D_P=700 мм, ось которого расположена на расстоянии L_M.O.=1000 мм от оси нижнего рабочего валка, осуществляли прокатку переднего участка заготовки длиной L=1000 мм, т.е. длиной (L), равной межосевому расстоянию (L_M.O.) между отгибающим роликом и рабочими валками, с рассогласованием угловых скоростей рабочих валков. В момент касания передним участком заготовки отгибающего ролика прокатку заготовки осуществляли без рассогласования угловых скоростей до тех пор, пока задний участок заготовки длиной L=1000 mm, т.е. длиной (L), равной межосевому расстоянию (L_M.O.) между отгибающим роликом и рабочими валками, не поступил в зазор между валками. Прокатку заднего участка заготовки длиной L=1000 мм проводили с рассогласованием угловых скоростей рабочих валков. Измерение радиуса кривизны полученного толстолистового металла осуществляли с использованием шаблона. Режимы прокатки и результаты испытаний приведены в таблице.

Результаты испытаний показали, что толстолистовой металл, полученный по заявляемому способу (эксперимент №1-3), имеет радиус кривизны, одинаковый на всей длине металла, в отличие от прототипа (эксперимент №6), что повышает качество толстолистового металла.

Производить толстолистовой металл по режимам, выходящим за заявленные пределы, нецелесообразно, так как радиус кривизны толстолистового металла по длине остается неравномерным (эксперимент №4) или металл теряет ресурс пластичности и в нем образуются разрывы (эксперимент №5).

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ асимметричной прокатки толстолистового металла работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе, что подтверждается примером осуществления способа. Изготовленный по заявляемому способу толстолистовой металл имеет одинаковый радиус кривизны на всей длине, что повышает его качество.

Таблица
Номер опыта	Угловая скорость верхнего рабочего валка ω_B, рад/с	Угловая скорость нижнего рабочего валка (ω_H, рад/с	Уровень рассогласования угловых скоростей рабочих валков на переднем и заднем участках заготовки, %	Радиус кривизны переднего участка толстолистового металла, мм	Радиус кривизны среднего участка толстолистового металла, мм	Радиус кривизны заднего участка толстолистового металла, мм
заявляемый	1	0,5000	0,5050	1,0	8250	8250	8250
	2	0,5000	0,5500	10,0	7100	7100	7100
	3	0,5000	0,6000	20,0	5350	5350	5350
	4	0,5000	0,5045	0,9	8950	8250	8940
5	0,5000	0,6050	21,0	на поверхности толстолистового металла образовывались разрывы
прототип	6	0,5000	0,5000	0,0	8650	7100	8680

Способ асимметричной прокатки толстолистового металла, включающий нагрев заготовки, ее прокатку в рабочих валках разного диаметра и пластическую гибку отгибающим роликом, отличающийся тем, что прокатку переднего и заднего участков заготовки, длина которых равна межосевому расстоянию между отгибающим роликом и рабочими валками, осуществляют с рассогласованием угловых скоростей рабочих валков в диапазоне 1,0-20,0%.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке стальных полос толщиной 0,3-1,5 мм на реверсивных и непрерывных станах.

Колюще-режущая лента и способ ее изготовления // 2528289

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве колюще-режущих заградительных лент, используемых для сооружения барьеров безопасности, предназначенных для предотвращения неправомерного проникновения на режимные объекты.

Способ производства широких полос // 2511159

Изобретение предназначено для повышения точности по ширине горячекатаных полос, прокатываемых на непрерывных широкополосных станах. Способ включает нагрев стальных заготовок и их многопроходное обжатие по толщине и ширине в горизонтальных и вертикальных валках.

Способ холодной непрерывной прокатки тонких стальных полос // 2510688

Изобретение предназначено для повышения потребительских свойств холоднокатаного полосового проката, получаемого на широкополосном пятиклетевом стане 2000. Снижение продольной разнотолщинности стальных полос толщиной 1,6…2,8 мм, прокатываемых до конечной толщины 0,36…0,7 мм при их ширине 1100…1282 м, обеспечивается за счет того, что прокатку ведут при обеспечении неравенств: Δ Q P ≤0,32 или Δ Q P ≥0,44, где величина ΔQ по абсолютному значению определяется по формуле: ΔQ=|Qзад-Qпер|, где Qзад - заданное заднее натяжение, Н; Qпер - заданное переднее натяжение, Н; Р - усилие прокатки, Н.

Металлические листы и пластины с текстурированными поверхностями, уменьшающими трение, и способы их изготовления // 2506188

Транспортное судно содержит металлическое изделие, поверхность которого имеет ребристый рельеф, включающий множество соседних, непрерывно прокатанных продольных ребер, проходящих вдоль поверхности.

Способ производства листовой низкоуглеродистой стали // 2492945

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.

Способ прокатки толстых листов на реверсивном стане // 2490080

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к способу прокатки толстых листов в интервале толщин 300-80 мм на одноклетьевом реверсивном стане, включающем разбивку ширины, кантовку, прокатку в горизонтальных и вертикальных валках, при этом прокатку листов в горизонтальных валках проводят с относительными обжатиями при соблюдении определенных соотношений, приведенных в описании, что позволяет предотвратить трещинообразование боковых граней, уменьшить величину смещения трещин от кромок раската к его центру и снизить норму боковой обрези.

Способ ассиметричной прокатки передних концов толстых листов на реверсивных станах // 2486974

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к производству проката на толстолистовых одноклетевых реверсивных станах горячей прокатки с индивидуальным приводом рабочих валков.

Способ изготовления ленты из алюминия, предназначенной для упаковки, и изготовленная таким способом лента // 2483826

Изобретение относится к изготовлению ленты из алюминия или алюминиевого сплава. .

Способ производства полос с односторонним чечевичным рифлением // 2482930

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при горячей прокатке рифленых полос на непрерывных широкополосных станах. .

Способ прокатки полос в вертикальных валках полосового стана // 2557380

Изобретение относится к области листопрокатного производства и может быть использовано при горячей и холодной прокатке металлических полос с обжатием их боковых кромок в вертикальных валках листопрокатных агрегатов. Способ включает обжатие полосы в вертикальных валках после проходов в горизонтальных валках. Уменьшение разноширинности полос без нарушения их устойчивости при прокатке обеспечивается за счет того, что прокатку в вертикальных валках полосового стана выполняют при горячей и холодной прокатке с относительным обжатием, предельная величина которого зависит от отношения толщины к ширине полосы hi/bi после i-го прохода в горизонтальных валках и модуля упругости материала полосы Е для широкого размерно-марочного сортамента проката.

Способ, а также прокатный стан для прокатки изготовленного методом разлива в слитки прокатного материала, устройство управления и/или регулирования для прокатного стана, машинно-считываемый программный код для устройства управления и/или регулирования, а также запоминающая среда // 2589962

Изобретение относится к области прокатки сляба, имеющего перед прокаткой форму усеченной пирамиды с нижним основанием (4), верхним основанием (6) и четырьмя боковыми гранями (8a, 8b, 10a, 10b). Изготовление прямоугольных изделий без искажения их формы обеспечивается за счет того, что во время первой последовательности проходов прокатки две противоположные боковые грани (10a, 10b) прокатного материала (2) прокатывают в первом направлении (R1) таким образом, что в конце первой последовательности проходов прокатки все поверхности (4, 6) поперечного сечения прокатного материала (2), которые ориентированы поперек направления прокатки, имеют одинаковую площадь, прокатный материал (2) поворачивают на 90°, во время второй последовательности проходов прокатки те же две противоположные боковые грани (10a, 10b) прокатного материала (2) прокатывают во втором направлении (R2) поперек первого направления (R1). Перераспределение прокатного материала (2) после первой последовательности проходов прокатки обеспечивает возможность полностью автоматизированной, высокопрецизионной установки желаемой геометрии, в частности, без применения вертикальных прокатных клетей. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ обработки металлов // 2590437

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. Способ включает формоизменение заготовки протягиванием ее через деформирующий инструмент с нагревом от тепла деформации и трения за счет повышения скольжения на поверхности контакта между деформирующим инструментом и заготовкой, с обеспечением выделения тепла, достаточного для нагрева заготовки до заданной температуры. Возможность обработки заготовок некруглого поперечного сечения, например, плоских, обеспечивается за счет того, что формоизменение осуществляют двумя валками, при этом на начальной стадии обработки задают направление вращения валков в направлении протягивания заготовки, на последующей стационарной стадии задают направление вращения валков против направления протягивания заготовки, при этом заданную температуру нагрева обеспечивают выбором соотношения скорости протягивания и скорости вращения валков. 3 ил., 2 пр.

Способ контролируемой прокатки листов и стан для его осуществления // 2596733

Изобретение относится к области прокатки листов на реверсивных одноклетевых станах. Способ включает нагрев слябов до температуры прокатки, черновую прокатку слябов и чистовую прокатку подкатов, которую производят в одной реверсивной рабочей клети сериями из двух и более штук, при этом черновую прокатку слябов производят в подкаты толщиной, кратной 3…5 толщинам готового листа, охлаждение до заданной температуры каждого подката совмещают с черновой прокаткой последующих слябов и с чистовой прокаткой предыдущих подкатов. Повышение производительности и улучшение механических свойств листов обеспечивается за счет того, что осуществляют два типа охлаждения каждого подката - естественное воздушное охлаждение и водяное охлаждение, а отношение времени охлаждения каждого подката серии до заданной температуры к времени чистовой или черновой прокатки подката этой серии регламентировано. Прокатный стан содержит нагревательные средства, рабочую реверсивную клеть, рабочие рольганги, раскатные и транспортные рольганги, состоящие из секций, средства охлаждения подкатов, систему управления работой стана. Секция раскатного рольганга перед клетью со стороны нагревательных средств снабжена устройством водяного охлаждения, при этом количество секций перед клетью равно количеству подкатов серии, а количество секций за клетью на единицу меньше количества подкатов в серии. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ изготовления алюминиевой фольги с интегрированными защитными элементами // 2598413

Изобретение относится к области прокатки алюминиевой фольги. Способ включает изготовление алюминиевой фольги (1), а также алюминиевой фольги, снабженной интегрированными защитными элементами (6), которую в несколько проходов холодной прокатки прокатывают до толщины менее 150 мкм и при этом одновременно на двух сторонах (4a, 4b) поверхности алюминиевой фольги образуют проходящее в направлении прокатки текстурирование (5a, 5b). Повышение надежности идентификации производимой фольги и уменьшение вероятности подделки обеспечивается за счет того, что по меньшей мере из двух алюминиевых фольг (4) образуют нескрепленную слоистую структуру (8), которая в последнем проходе холодной прокатки подается к паре (9) рабочих валков, у которой по меньшей мере на одной поверхности (11) валка созданное в направлении прокатки путем шлифования рельефное структурирование (11a) поверхности было продавлено контрастно и в зависимости от мотива в пределах (6') от 10 до 50% относительно средней глубины шероховатости для образования мотива защитного элемента (6), который переносится на обращенную к поверхности валка сторону (2a) поверхности алюминиевой фольги, после чего нескрепленную слоистую структуру (8) алюминиевых фольг (1, 4') разделяют. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Материал титанового листа для сепараторов топливных элементов и способ его получения // 2633173

Изобретение относится к области металлургии, а именно к титановому листу, который может быть использован для изготовления сепараторов топливных элементов. Титановый лист для сепаратора топливного элемента содержит основу листа из титана или титанового сплава с рекристаллизованной структурой, поверхностный слой и пассивирующий слой. Поверхностный слой содержит титановую матрицу твердого раствора кислорода (O), углерода (C) и азота (N) в титане и соединения титана с по меньшей мере одним из элементов, выбранных из кислорода (O), углерода (C) и азота (N), имеет толщину менее 1 мкм, а пассивирующий слой расположен на поверхностном слое и имеет толщину менее 5 нм. Титановый лист обеспечивает низкое контактное сопротивление. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл., 6 ил.

Устройство для холодной прокатки // 2647415

Изобретение относится к области прокатного производства. Устройство содержит индукционный нагреватель краевых участков последовательно перемещаемой полосы, размещенный за индукционным нагревателем стан холодной прокатки, установленное перед индукционным нагревателем первое устройство для перемещения полосы в виде натяжных роликов, выполненных с возможностью их наклона и регулирования силы натяжения полосы для устранения смещения ее центральной между краевыми участками части относительно центра траектории перемещения, и установленное после индукционного нагревателя и перед станом холодной прокатки второе устройство для перемещения полосы в виде роликов, зигзагообразно установленных в направлении перемещения полосы с возможностью зажима полосы с каждой из ее сторон по толщине и ограничения ее смещения по ширине. Устройство обеспечивает возможность повышения стабильности прокатки за счет предотвращения трещинообразования в стальном листе. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Компонент часового механизма // 2647756

Изобретение относится к микромеханическому компоненту часового механизма (1), включающего в себя металлическое изделие, сформированное из однокомпонентного материала. В соответствии с указанным изобретением указанный однокомпонентный материал представляет собой тип высокоинтерстициальной аустенитной стали, содержащей по меньшей мере один неметалл в качестве межузельного атома в количестве, находящемся в пределах от 0,15% до 1,2% от полной массы указанного материала. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Способ изготовления листа с znalmg покрытием с оптимизированным отжатием и соответствующий лист // 2647967

Изобретение относится к изготовлению листа, содержащего стальную подложку с нанесенным по меньшей мере на одну из ее поверхностей металлическим покрытием, содержащим Al, Mg и остальные составляющие, которые состоят из Zn, неизбежных примесей, и, при необходимости, по меньшей мере одного дополнительного элемента, выбранного из Si, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Zr или Bi, при этом содержание по массе каждого из дополнительных элементов в металлическом покрытии составляет менее 0,3%, содержание Al по массе составляет от 0,5 до 8%, а содержание Mg по массе составляет от 0,3 до 3,3%. Способ включает стадии, на которых обеспечивают стальную подложку, наносят металлическое покрытие на по меньшей мере одну ее поверхность путем погружения подложки в ванну для получения указанного листа, осуществляют отжимание металлического покрытия при использовании по меньшей мере одного сопла, выпускающего отжимающий газ на металлическое покрытие через по меньшей мере одно выходное отверстие, при этом лист перемещается перед соплом, отжимающий газ выпускается из сопла вдоль основного направления (Е) выпуска, ограничительный кожух определяет ограниченную область по меньшей мере ниже по ходу от зоны воздействия отжимающего газа на лист, осуществляют отверждение металлического покрытия. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.