Способ определения контактнойповерхности очага деформации впроцессе прокатки

 

О П И С А Н И Е (iii822940

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсккх

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.07.79 (21) 2799913/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет — . (51) М.К .

/ В 21 В 37/08

Гепударствеп мй квинтет

СССР

Опубликовано 23.04,81. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 28.04.81 (53) УДК 621.77..04 (088.8) по декам вэебретений. и вткрмтий

Д. А. Турсунов, Г. А. Гладков, Д. Ф. Кравченко, В. А. Горобец и А. Ф. Сивохо (72) Л вторы изобретения

Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТАКТНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ В ПРОЦЕССЕ ПРОКАТКИ

Изобретение относится к технике определения контактной поверхности очага деформации в технологических процессах обработки металлов давлением и может быть использовано в металлургической промышленности при прокатке изделий.

Известен метод разрезного инструмента который заключается в том, что установленная в валке вставка с одной стороны упирается в месдозу, а с другой — образует с телом валка разрез. При входе разреза в очаг деформации прокатываемый металл оказывает силовое воздействие на вставку, полученный сигнал, соответствующий величине касательной составляющей, воспринимается месдозой и с помощью осциллографа записывается на фотоленту. По осцилло- >s граммам касательной и нормальной составляющих определяют параметры прокатки (1j. Однако необходимость установки в валке вставки приводит к нарушению целостности валка, вследствие чего способ можно использовать только в лабораторных условиях.

Известен способ определения размеров . контактной поверхности очага деформации с помощью точечных месдоз согласно которому в валок монтируют специальную месдозу со штифтом, торец которого выводят на поверхность бочки валка. В результате прокатки торец штифта при прохождении очага деформации контактирует с прокатываемым металлом и воспринимает силовое воздействие, которое измеряется месдозой и записывается с помощью осциллографа на фотоленте. В этом случае длина контактной поверхности определяется из выражения:

t = Х,— 1,, Ж где V и V — соответственно, скорость валка и фотоленты;

Х вЂ” полная длина графика на фоP толенте.

4 — диаметр штифта месдозы (2).

Недостатком данного способа является необходимость сверления в валке радиальных и осевых отверстий для установки в них месдоз и вывода проводов к измерительной аппаратуре, что нарушает целостность валков и приводит к невозможности их использования в рабочих условиях.

Кроме того, таким способом не обеспечивается непрерывность определения границ

822940 контактной поверхности по длине прокатываемого металла из-за дискретности шага установки месдоз (по длине прокатываемого металла из-за дискретности шага установки металла шаг равен длине окружности бочки валка, а по ширине — диаметру месдозы), что не позволяет осуществлять постоянный контроль изменений размеров поверхности контакта и автоматическую оперативную корректировку процесса прокатки.

Цель изобретения — обеспечение непрерывности и повышения точности определения границ контактной поверхности очага деформации по длине прокатываемого металла без нарушения целостности бочки валка.

Поставленная цель достигается тем, что создают ультразвуковые волны по поверхности валка и определяют границы контактной поверхности очага деформации по времени задержки ультразвуковых волн между подачей и приемами отраженных волн.

На чертеже представлена блок-схема для осуществления предложенного способа.

Блок-схема состоит из опорного высокостабильного генератора 1, импульсного генератора 2 высокочастотных зондирующих импульсов, преобразователей

3 и 4 энергии электромагнитных колебаний в энергию ультразвуковой поверхностной волны (УПВ), прокатного верхнего валка 5, приемного устройства 6, преобразователя 7 временного интервала в электрический сигнал, многоканального записывающего устройства 8, нижнего прокатного валка 9, деформируемого металла 10 и 11 (фрагмент записи с выхода устройства 8), интегратора 12 и блока 13 управления прокатной клетью.

Сущность способа заключается в следующем.

Сигнал с выхода блока запускает генератор 2, выход которого, соединен с преобразователями 3 и 4, с помощью которых возбуждают в валке 5 УПВ. Эти волны распространяют по бочке валка в направлении очага деформации. Достигнув границы контактной зоны очага деформации в точках а и б, УПВ отражают, принимают их преобразователями 3 и 4, усиливают приемным устройством 6 и направляют в преобразователь 7, в котором время задержки принятого сигнала относительно опорного импульса с блока преобразуют в электрические сигналы, соответствующие координатам точек а и б на границах контактной зоны очага деформации. С выхода преобразователя 7 сигнал направляют на многоканальное записывающее устройство 8, которое фиксирует границы контактной поверхности очага деформации как со стороны входа в валки 5 и 9 материала 10 (точка а) так и со стороны выхода валков (точка б).

15 го

25 зо

4

О размерах контактной поверхности очага деформации в направлении прокатки судят по расстояниям Sq между линиями записи границ и контактной поверхности (фрагмент 11) на носителе (например диаграммной ленте) записывающего устройства 8.

Расстояние между линиями записи S„градируют непосредственно в единицах длины.

Для определения границы контактной поверхности очага деформации в направлении перпендикулярном направлению прокатки осуществляют возвратно-поступательное перемещение преобразователей 3 и 4 вдоль оси валка 5 по его бочке или устанавливают вдоль оси валка 5 требуемое количество преобразователей 3 и 4.

Для оперативного управления процессом прокатки с целью, например, стабилизации толщины прокатываемого металла, сигналы, определяющие границы очага деформации, из преобразователя подают в интегратор 12, в котором преобразуют в сигнал, эквивалентный площади контакта металла с валками. Поступающий из интегратора 12 сигнал сравнивают в блоке 13 управления прокатной клетью с сигналом, соответствующим расчетной площади контакта, определенной для случая прокатки металла заданной толщины. Преобразованную величину рассогласования сравниваемых сигналов подают на исполнительный механизм (привод нажимных винтов рабочей клети), осуществляя перемещение вверх или вниз прокатных валков.

Пример. Холодная поперечно-винтовая прокатка круглой стали диаметром 25 мм.

В процессе прокатки абсолютное обжатие изменяется в пределах 0,08 — 0,32.

Устанавливают приемно-излучающий пьезокварцевый датчик на расстоянии по окружности валка 50 мм от вертикальной оси и с генератора эталонных меток типа

MS10S> подают опорный импульс на вход модернизированного высокочастотного генератора типа Г4-7А. С выхода генератора

Г4-7А высокочастотный импульс длительностю 0,17 мк/с с частотой заполнения

30 мГц подают на кварцевый пьезодатчик, который возбуждает в бочке прокатного валка УПВ. УПВ распространяется по бочке валка со скоростью 3035 м/с, достигает границы соприкосновения металла с валком (точка а), отражается от нее, принимается пьезодатчиком, преобразовывается в высокочастотный электромагнитный сигнал, который усиливается и поступает в специально изготовленный прибор, где время задержки принятого сигнала относительно опорного сигнала измеряется с точностью

0,01 мк/с. При вышеуказанных величинах абсолютного обжатия получают время задержки на выходе прибора для точки а в пределах 28,99 — 30,97 мкс.

Аналогично проводят измерения для границы контактной зоны на выходе ме822940 ставитель М. Блатова

Заказ 1945/9

Редактор Г. Кацалап Техред А. Бойкас Ко орректор . илак

О. Б

Тираж 888 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 талла (точка б). Время задержки принятых сигналов (от точек а и б) преобразовывается прибором в напряжение электрического сигнала, пропорциональное времени задержки, которое управляет гальванометрами многоканального осциллографа. На осциллографической ленте получают записи границ контактной зоны. Расстояние между границами со стороны входа и выхода металла при абсолютном обжатии 0,08 мм составляет 4, 10 мм, а при 032 мм составляет 7,90мм.

Предлагаемый способ позволяет упростить процесс определения контактной поверхности очага деформации и осуществить оперативный контроль процесса прокатки, что увеличит на 0,2 /о выход годного.

Формула изобретения

Способ определения контактной поверхности очага деформации в процессе прокатки путем фиксации границ контактной поверхности, отличающийся тем, что, с целью непрерывности и повышения точности определения границ контактной поверхности оча5 га деформации по длине прокатываемого металла, создают ультразвуковые волны по поверхности валка и определяют границы контактной поверхности очага деформации по времени задержки ультразвуковых волн между подачей и приемом отраО женных волн

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чекмарев А. П. и др. Методы иссле15 дования процессов прокатки. М., «Металлургия», 1969, с. 225-238.

2. Там же, с. 238-268.