Способ эксплуатации прокатных валков

 

() ) )942825

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сс»циалнстических

Республик

{6I ) ßîïîëííòåëüíîå к авт. свид-ву (22)За" вле"о 23. 10.80 {2I ) 2997065/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.82. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 19.07.82 (5! )М. Кл.

В 21 В 27/02

В 21 В 37/00

t фвудерстаанна(й квинтет

CCCP

IN делает изобретений и атсрыай (53) УДК 621.771. .83 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Бойко и !0. Л. Анисимов

Б» ..:..

Днепродзержинский ордена Трудового Краснеж-4нвмени (71) Заявитель индустриальный институт им. N. И. Арсеничева (54) СПОСОБ ЭКСПЛУАТАИИИ ПРОКАТНЫХ

ВАЛКОВ

Изобретение относится к отрасли металлургии, а именно к прокатному производству и может быть использовано для повышения стойкости прокатных валков.

Совместное действие механических, химических термических, электрохимичес5

) ких факторов при трении металлов вызывает электрические явления. В свою очередь, электрические явления влияют на силу, взаимодействие и характер связей в приграничных, поверхностных слоях контактирующих металлов, что в итоге приводит к изменению макроскопических параметров: стойкости валков, силы трения, . усилий упругопластической деформации и т. д.

Поэтому управление электрическими процессами при трении и упруго-пластической деформации металлов имеет важное значение. . о

Множественность причин "электромеханического износа валков предопределяет множес твеннос ть гипотетических представлений, описывающих механизм, энергетику и влияние электрических процессов при трении валков и прокатываемого металла, разделенных слоем смазки.

Прокатный валок представляет собой вращающийся вокруг своей оси цилиндрический постоянный магнит. Намагниченность валка может быть остаточной .в процессе механической и термической обработки, а -также наведенной при деформации в процессе прокатки.

Известно, что между поверхностью намагниченного цилиндра и его осью при вращении устанавливается разность потенциалов, твк называемая,униполярная ЭДС.

Под действием этой разности потенциалов через обрабатываемый в очаге деформации металл течет электрический ток. цепь тока оказывается всегда на промъппленных станках замкнута, даже если подшипники валков выполнены из электроизоляционного материала (чаще всего иэ текстолита): со стороны валков замыкание . на земле происходит, например через

3 94282 шестеренную клеть, а со стороны прокатываемого металла - через рольганг (1)

Если предположить, что электромагнитные наводки на неэаэкпанвюванный токосъемник могли на порядок изменить величину замеренного падения напряжения, то и в этом случае значение тока имеет достаточно большое значение (сотни Ампер). Ни одна из известных причин возникновения электрического тока пои 30 трении, как например, за счет градиента температур или давления не создает такой большой ток. К тому же, особенностью униполярного генератора, каковым служит прокатный валок в данном случае, являет-i5 ся низкое значение ЭДС, но большое значение тока.

Причем, следует заметить, что величиl на замеренного напряжения изменяется в больших пределах за период в соответст- 20 вии с изменением зазора между валками и усилием прокатки при деформировании профиля автоосей.

При прокатке автоосей износ валков настолько велик, что стойкость их состав-25 ляет всего несколько часов.

Известно, что ЭДС униполярной индукции зависит от распределения магнитной индукции по цилиндрическому образцу. Сопоставление магнитометрических измере- З0 ний с кривыми износа бочки валка выявляет между ними совпадение: максимумы износа приходятся на полюса намагниченности валков.

Наиболее близким к предлагаемому по

35 технической сущности является способ повышения стойкости прокатных валков пу« тем компенсации триботока j 21

Недостатком известных способов ком40 пенсации триботоков является необходимость разрыва цепи триботоков, что не всегда возможно, измерение результирующей величины их и ввод регулируемого противотока от построенного источника.

Каждая из этих задач сама по себе

45 является технически сложной и трудно реализуется в совокупности на практике.

Бель изобретения - повышение стойкости валков путем компенсации триботоков при прокатке.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу эксплуатации прокатных валков, измеряют намагниченность

g1 прокатных валкбв, например коэрцитиметром, и сигналами его с помощью обмоток» возбуждения, встроенных внутрь валков и соединенных с внешним источником питания, валки при прокатке размагничивают.

5 ф

Сущность способа повышения стойкости прокатанных валков заключается в следующем.

Прокатная клеть в принципе может быть представлена как униполярной генератор с самовоэбуждением. Причиной первоначальной статической (в смысле постоянной) намагниченности служит механическая обработка на токарном станке, где протекают известные при резании и трении электрические явления, а также термообработка., Динамическая составляющая намагниченности, приводящая к увеличению униполярного тока, обусловлена деформацией само»

ro прокатного валка при изменении давления металла, т. е. усилия прокатки. Прокатные валки изготавливаются из ферромагнитного металла, поэтому при деформации намагниченность их изменяется. Кроме того, изменяют намагниченность. также градиент температур, электрические явления при трении и обработке металлов давлением.

Вектор магнитного потока валка направлен вдоль его оси. ЭДС униполярного генератора зависит от величины магнитного потока, угловой скорости вращения валка, диаметра бочки, места расположения калибра по длине бочки и других факторов.

Под действием униполярной ЭДС через контактные поверхности валков и металла в очаге деформации протекает ток значительной величины, который вызывает износ валков.

Для устранения этого тока предлагается размагничивать прокатанные валки.

То есть, если магнитный поток униполярного генератора уменьшить до нуля, то электрический потенциал на поверхности валков также будет равен нулю и электрический ток, выэыванный униполярным эффектом, через пару валок-металл протекать не будет.

Для компенсации этого тока предлагается испольэовать сам прокатный валок.

С атой целью внутри валка (или поверх монтируют спиральную обмотку (соленоид) возбуждения. Через эту обмотку пропускают ток от внешнего регулируемого источника питания. Вектор магнитной индук ции для компенсации униполярного тока должен быть противоположным тому, который возникает в прокатном валке за счет униполярного эффекта. Это достигается регулированием полярности и величины тока возбуждения в обмотке соленоида от внешнего источника питания. Величину и полярность питающего напряжения мож942825 зависит от величины управляюшего сигна» ла на входе. Для заданного направления врашения валка и полярности начальной намагниченности Ц,, которая определяется при перевалке, направление тока в обмотке возбуждения выбирается таким, чтобы создать магнитный поток Н>, про тивоположный Ян. При их равенстве ЭДС униполряной индукции также будет равна нулю.

Проще задача решается в случае прокатки в калибре с большим зазором меж« ду валками 1. В этом случае обмотка возбуждения в приншше может охватывать бочку валка,.поэтому может быть неподвижной, и надобность в токосъемниках отпадает, Способ эксплуатации прокатных валков, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения стойкости валков путем компенсации триботоков. валки при прокатке размагничивают воздействием на них электромагнитного поля.

Источники инфюрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тамм И. Е. Основы теории электричества. Наука, 1976, с. 541.

2. Клюквин М. И. Электрические яв« ления при трении и резании металлов.

"Наука, 1969, с. 101. но определять, например по показаниям коэрцитиметра, расположенного на поверхности прокатного валка.

Если в процессе прокатки степень намагниченности валка изменится и станет S отличной от нуля, то по сигналу коэрцитиметра от источника питания через обмотку возбуждения пропускают электрический ток до компенсации намагниченности. Направление тока может задаваться, 10 например по направлению валка, если прокатный стан реверсивный.

О раэмагничиваюшем действии внеш,него источника можно судить по ЭДС, возникаюшей в паре валок-металл. И

На чертеже схематически изображена клеть с обмотками возбуждения, охватываюшими бочку валков, реалиэуюшая предлагаемый способ.

Междувалками 1и2прокатывается 2а Формула изобрете ния

aar îò0âKà 3. Над бочкой валка 1 установлен измеритель намагниченности, например коэрцитиметр 4, связанный через усилитель 5 с регулируемым источником питания 6. Нагрузкой источника питания служит обмотка возбуждения 7.

Компенсация триботоков осушествляет ся следуюшим образом.

С помошью коэрцитиметра измеряют намагниченность валка и если она отлич gp на от нуля, сигнал усиливают в блоке и подают на управление источником питания.

Источник йитания 6 может представлять собой, например, управляемый тиристорный выпрямитель, выходной ток которого

942825

Составитель М. Блатова

Редактор А. Химчук Техред N.PeNaec . Корректор В. Бутяга

Заказ 4952/1 1 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 5, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4