Способ формирования бунта

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическии

Реслублик

<и>963596 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.81 (21) 3230223/25-27 с присоединением заявки N> (23) Приоритет (fq) М К 3

В 21 С 47/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (33) УДК 621 ° 772 ° .068(088.8) Опубликовано 07.1082. Бюллетень Мо 37

Дата опубликования описания 02. 02.83

Ю.В. Гончаров, И.П. Видишев, В.В. Кисел

М.И. Костюченко и П.П. Криворучко (72) Авторы изобретения

ad „„

1:.

Днепропетровский ордена Трудового Крас ro замени металлургический институт

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ БУНТА

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при прокатке катанки.

Известен способ укладки катанки в бунт, при котором осуществляют формирование витков в чаше и образуют бунт с изменением диаметра витков от наружного диаметра до внутреннего (1) .

Недостатком этого способа укладки катанки в бунт является следующее.

В процессе охлаждения таким о6разом смотанного бунта средняя часть охлаждается хуже (дольше), что приводит к повышенному окалинообразованию в центре бунта. При травлении такого бунта либо недотравливается середина его, либо перетравливаются наружные витки, При последующей переработке с использованием размоточных устройств эти бунты неудов ле творитель Но ра эматываются, в результате чего не обеспечивается безопасная работа волочильщиков и снижается производительность на 10-25t.

Так как при такой намотке витки намотаны послойно от меньшего диаметра бунта к большему и наоборот, то при размотке витков катанки в холодном состоянии, например, начиная с меньшего д диаметра витка, этот виток стягивает весь слой витков с большими диаметрами из-за того, что при плотной укладке витки плотно соприкасаются один с другим (происходит вза- имный захват их).

Чем больше разность диаметров витКоВ (меньшего и большего) катанки, тем больше слой витков, больше их стя гивается при раэмотке. При этом они западают друг за друга и запутываются.

При размотке слоя витков с больше15 го диаметра запутывание происходит аналогично.

Известен также способ формирования бунта, при котором непрерывно подаваемый материал укладывают витками с образованием нескольких слоев в форме бунта (2) .

Недостатком этого способа является следующее.

В процессе охлаждения таким образом уложенные витки из-за плотной их укладки в центре бунта охлаждаются хуже, что приводит к повышенному окалинообразованию в центре бунта. При дальнейшей переработке катанки при травлении ее либо недотравли ается

963 596 окалина в центральной части, либо пе ретравливаются наружные витки.

При таком способе смотки с резким изменением диаметра витков от максимального до минимального образуются переходные участки 6-10 витков (при скорости прокатки 30 м/с, размеры бунта D .наруж. = 1350 мм; D внутр.= .965 мм), что приводит к сбросам этих витков при горизонтальной размотке при волочении, запутыванию витков 10 и обрывам, в результате чего не обеспечивается безопасная работа волочильщиков и снижается производительность до 7-10% рабочего времени.

Кроме того, при плотной смотке. (5 каждый виток взаимодействует с другими и при раэмотке стягивает сразу весь слой, причем при большой разности большего и меньшего диаметров витков они западают один эа другой, что М приводит к запутыванию их и обрывам при волочении.

Целью изобретения является повыщние качества бунта.

Указанная цель достигается тем, 25 что в способе формирования бунта, при котором непрерывно подаваемый матери.ал укладывают витками с образованием нескольких .слоев в форме бунта, уклад ку витков начинают с наружного слоя бунта, при этом через каждую четверть окружности изменяют радиус укладки, начиная с наружного слоя радиуса бунта на первой четверти окружности, за тем радиус уменьшают до радиуса внут-. реннего слоя бунта на второй четверти окружности и укладывают внутреннюю часть витка на третьей четверти окружности, а затем увеличивают радиус витка до наружного слоя бунта на последней четверти окружности, при этом последующие витки бунта укладывают со смещением оси симметрии витков на 40-60 в одном направлении с образованием бунта с соотношением ширины к высоте 1:2 — 1:3. 45

На фиг. 1 (а и б) представлено распределение . витков в бунте и график (в) распределения витков по диаметру в слоях бунта при смотке по известному способу, характеризующийся несимметричной укладкой витков от минимального диаме тра к мак с има ль ному и ре з— кому изменением от максимального к минимальному на фиг. 2 — распределеаие витков по диаметру бунта, смотанного по предлагаемому способу со смещением оси симметрии каждого последующего витка по отношению к каждому предыдущему на 45 ; на фиг. 3 — последовательность смстки каждого витка, причем бО каждый виток смещается по отношению к предыдущему на 4S в каждом витке участок равен 90 периметра, витки описаны радиусом, равным наименьшему радиусу бунта, далее следующая часть витка (90 ) описана переменным радиусом от наименьшего радиуса бунта к наибольшему, далее следующая часть витка, равная 90,. описана постоянным радиусом, равным наибольшему радиусу бунта, и замыкает виток участок, рав-. ный 90, описанный переменным радиу сом от наибольшего радиуса бунта к наименьшему на фиг. 4 — график уменьшения витков по их длине при укладке по предлагаемому способу со смещением

P ° .оси симметрии витков на 45 ; на фиг.

5 — изменение угловой скорости водила от времени укладки одного витка.

Способ формирования бунта заключается в:укладке непрерывно подаваемого материала витками с образованием нескольких слоев в форме бунта.

В предлагаемом способе все витки имеют одинаковую длину, равную средней длине окружности бунта. Средняя длина окружности бунта

D + D

П

2 где Р—. длина внутренней окружности бунта;

D — длина наружной окружности бунта.

Каждый виток имеет четыре участка, равных 90, на которых виток уложен с различными радиусами:на участке 1 (см. фиг. 3) с радиусом, равным наружному радиусу бунта, на участках 2 и 4 — с переменным радиусом от наружного до внутреннего радиуса бунта и наоборот соответственно.

Деление окружности витка на 4 участка обусловлено удобством составления программного регулирования, а также тем, что получающиеся участки равны между собой. И кроме того, каждый виток должен замыкаться в той точке, откуда он начал сматываться. Этим обусловлено деление окружности витка на 4 равных участка.

Ось Х Х, проходящая через центр, бунта и середины участков, описанных постоянными радиусами, равными наружному и внутреннему радиусу бунта, является осью симметрии.

Кажцый участок разделен взаимно перпендикулярными осями аа, и вв,, де- . ля эти участки пополам, образуя йовыми осями аа и вв также четыре участка, равных 90О.

В настоящее время наибольший вес бунта катанки ф 6,5 мм 500 кг. Это приблизительно 1500 м катанки. Для бунта размером Р, = 1350 мм Р 1100 мм, где Рц — наружный диаметр;

РЬ вЂ” внутренний диаметр.

Длина витка, равная средней окружности бунта, равна около 3,4 м. Бунт состоит приблизительно иэ 400 витков.

Для лучшего охлаждения бунта целесообразно увеличить его высоту при уменьшенной плотности по сечению. Как

963596 показали исследования, соотношения ширины бунта к его высоте должно удовлетворять соотношению не более 1:2.

Под шириной бунта понимаем

Du — Пв 1350-1000 5

175 мм

2 2

Высота бунта — это слой витков, высота которого, исходя из вышеуказанного соотношения, равна 175 мм х 2 =

350 мм и более. Так как диаметр катан-10 ки ф 6,5 мм, то количество слоев равно 350 мм t 6,5 = 55 слоев.

Смещение оси симметрии на 40-60 каждого витка при смотке предусматривает равномерное размешение витков 15

-в бунте и оптимальное число витков, равное шести при смещении угла, равном 60 и девяти при угле смещения, равном 40 .

При меньшем угле смещения число витков при повороте оси симметрии витков на 360 будет больше восемь, девять, десять, одиннадцать и т.д., что приведет к более плотной укладке витков и соответственно меньшей высоте бунта, что ухудшает условия охлаждения. При большем угле смещения, а он о не превышает 180, так как в противном случае, напри ер равном 2000, это означает смещение оси симметрии в другую сторону на 160,. бунт получается рыхлым и непрочным, что ухудшает условия транспортировки. И кроме того, угол, равный 40-60 кратно делит окружность, что удобно при сос- 35 тавлении алгоритма программного регулирования скорости водила моталки при укладке витков. Оптимальное. число витков равно восьми при угле смещения 45

Диаметр уложенного ритка зависит 40 от скорости водила моталки. Чем больше скорость водила, тем меньше диаметр витка и наоборот. При этом угловая скорость водила жестко ограничена диаметрами D> è D@ бунта и скоро- 45 стью прокатки.

Например при скорости катанки, выходящей иэ чистовой клети со скоростью 25 м/с, образуя бунт с размерами D = 1350 и D = 1100 мм, Угловая скорость водила йзменяется от

5,898 1/с до 7,234 1/с на 1,336 1/с. .Таким образом, изменяя угловую скорость водила от 5,898 1/с до

7,234 1/с, изменим радиус укладки витка бунта от D 1350 мм до

2 2

D в 1100 мм

Ь

2 2 и наоборот.

Выполнение способа возможно на моталке, у которой можно регулировать скорость вращения водила.

Прокат поступает из валков чистовой клети в моталку и через вращающееся водило с его помощью укладывается в бунт ° 65

Скорость вращения водила регулируется программным механизмом по программе, реализующей график (см. фиг.

5).

Изменяя угловую скорость W водила от 5,898 1/с до 7,234 1/с и от

7,234 1/c до 5,898 1/с эа время уклад- ки каждого витка, реализуем график фиг. 4. Учитывая, что при Х =5,898 1/с виток укладывает по наружному диаметру бунта, а при И, =7,234 1/с по внутреннему диаметру.

На фиг. 4 показано изменение радиусов уложенного витка по участкам, каждый из которых равен 45, начинается укладка на оси ХХ и оканчивается на оси ХХ„ . Соответственно на фиг. 3 показано изменение формы витка в процессе укладки.

Начало изменения скорости водила начинается в момент поступления про-. ,ката в моталку, что может фиксироваться любым датчиком, например фотоэлементом. Не обязательно, чтобы момент входа проката в моталку совпадал с началом работы программного регулятора °

Прокат может частью смота ься (510 витков) беэ регулирования скорости, а затем включается регулятор и моталка начинает сматывать витки по графику 5, реализуя изменение диаметра согласно графику 4.

В нашем примере процесс смотки начинаем с большего радиуса Rö и сматываем с постоянным R на участке Ха (фиг. 3, виток Р 1) соответствует ему участок 1 на фиг. 4, далее с переменным радиусом от R„.äo R@ на участке а в (на фиг.4 соответствует участок.

2), далее с постоянным радиусом Р> на участке А в (на фиг. 4 участок 3) затем с переменным радиусом от Rs до

R (на фиг. 4 участок 4), затем замыкая виток с постоянньм радиусом R),, Если таким же образом продолжать сматывать следующий виток, то витки будут накладываться один на другой.

Для смещения следующего витка относительно предыдущего (смешение оси симметрии витка) необходимо следующий виток укладывать с увеличением или уменьшением длин интервалов смотки участков 1, 2, 3, 4 и 5 (интервал

5 может выпадать, см. Фиг. 4) следующих витков по сравнению с предыдущими.

Процесс смотки можно начинать и с другого радиуса в отличие от приведенного в примере. ГраФик фиг. 4 будет иметь качественно тот же вид, только интервалы времени смотки будут смещены по сравнению с приведенным примером.

При укладке третьего витка (см. фиг. 4, 3-й участок) увеличивается длина участка, на котором виток укла963596 дывается. Виток с радиусом R и в этом случае нарушается равномерность интервалов укладки каждого участка витка (они должны быть равны для уложенного витка (участка 1, 2, 3, 4 и см. фиг. 3, первый виток) .

Так как в процессе укладки от КХ . до XX (см. фиг. 4, 3-й виток) в моталку поступает прокат определенной дли ны, которая задается скоростью прокатки, то происходит эволюция (изменение) формы витка, определенной графиком (см. фиг. 4, 3-й виток), на участ- ке а в (см. фиг. 3, 3-й виток) . В результате чего форма витка приближает-,, ся к заданной, как например на фиг. 15

3, 1-й виток. Из-за укаэанных выше особенностей эволюция формы витка происходит при укладке 3, 4, 7 и 8 витков, причем при укладке 4 и 7 витков эволюция незначительна . 20

Последовательно сматываются все

8 витков, смещая оси симметрии витков по кругу, с приходом к исходному состоянию. Девятый виток сматывается аналогично .1 (см. фиг. 1-й и 2-й ви- 25 ток).

При таком способе смотки формируется очень разрыхленный бунт с коэффициентом плотности не более 0,3.

В таком бунте отношение высоты его 30 к ширине (имеется в виду разность наружного и внутреннего диаметра бунта, деленного на 2) составляет 2:1 и более.

Бунт получается тонким и высоким.

Разница во времени охлаждения наружных витков и внутренних для бунтов, смотанных по старому и новому спосо" бам, уменьшается в два раза.

Катанку ф 6,5 мм в СССР сматывают 40 в бунты разного развеса. Наибольший вес бунта 500 кг, длина катанки в бунте 1500 м, затем 350-360 кг длина катанки 1100 м. На линейных старых станах встречаются бунты малого. развеса 100-200 кг, однако из-за 45 малых размеров охлаждение этих бунтов хорошее, да и они редко применяются для волочения.

Таким образом, смещение оси симметрии на 60 предназначено для бунтов весом 350-360 кг, на 40 — для бунтов весом 500 кг. Это обеспечивает получение бунта с соотношением ширины к высоте 1:2; 1:3, Соотношение

1:2 получено эмпирическим путем, в нем оптимально сочетаются такие усло-вия„. высокий рыхлый бунт лучше охлаждается слишком высокий бунт с соотношением менее 1:3 может деформиро-ваться на крюковом конвейере (провисать); рыхлый бунт будет деформироваться при транспортировке в вагонах.!

Размеры бунта стандартные: 1)„ц 1350 мм, 0 и = 950 мм. Длина средней линии витка) равна 3,6 мм. Длина 1500 м укладывается в 416 витков, а длина 1100 м укладывается в 305 витков. При Укладке витков по известному способу по ширине бунта равной

200(мм)длина.1500 уло1350 — 950

2 жится в. 19 слоев, высота бунта будет равна 125 мм, а длина 1100 м уложит60 ся в 10 слоев с высотой этих слоев

66 мй. Соотношение ширины к высоте будет соответственно

200 : 125 = 1,6 : 1 и 200 : 66 = 3 : 1 бунт в первом и во втором случае по- 65 лучается плоским и плотным. Такой бунт плохо охлаждается из-за плотной смотки и еще из-за того, что лежит плоской стороной на плитах транспортера, и, кроме того, очень плохо разматывается при волочении.

Формировать плоский и рыхлый бунт нельзя из-за того, что необходимо при рыхлой укладке уменьшить внутренний диаметр бунта, а это приведет к большой разнице диаметров участков витков и к западанию витков одного эа другой при разматывании, запутыванию и обрывам.

Предлагаемый способ предусматривает формирование бунта, в котором каждый виток отделяется от предыдущего за счет смещения оси симметрии витка на

40-60, которое определяет количество витков в псевдослое (сЛое, в котором уложено n-oe количество витков, причем ось симметрии первого и п-ного виткбв совпадают, иными словами ось симметрии повернется на 360 ).

При смещении на 40 количество витков в псевдослое будет 9, а при смещении на 60 количество витков в псевдослое будет 6-.

Следующий псевдослой будет ложиться на предыдущий с зазором, равным толщине катанки, высота бунта таким образом увеличится по сравнению с плотной укладкой по известному способу в

2 раза, но из-за прогиба витков высота фактически увеличивается в 1,51,6 раза.

Для реальных наиболее распространенных бунтов весом 500 кг и 350 кг с 416 и 305 витками в унтах первый укладывается со смещением 40, а второй — со смещением оси симметрии на

60 . В первом случае для бунта весом

500 кг в псевдослое укладывается 9 витков, а всего псевдослоев 46. Для бунта весом 350 кг в псевдослое укладывается 6 витков, а всего 50 псевдослоев. Их высоты соответственно равны 450 мм и 495 мм. При ширине бунта, равной 200 мм, отношение ширины к высоте составит соответственно

200мм: 450мм=1: 2 25 и 200

495 мм = 1 : 2,4.

963596

В связи с этими тремя основными требованиями необходимо привести размеры бунта к соотношению 1:2 и 1:3.

По условиям разматываемости необходимо, чтобы диаметры D> и 0эразличались как можно меньше. Например, сейчас размеры бунтов составляют: Вя=1350 мм, D 950 мм. Целесообразнее применять бунты таких размеров: D> =1350 мм, DS 1050-1100 мм.

В бунтах, смотанных по новому и старому способам, время охлаждения наружных витков я= 5 мин, а внутренних соответственно 12-15 или (по новому способу) и гэ= 30 мин по старому. 35

При этом, учитывая экспонентный закон образования окалины в зависимости от времени и температуры, разница между количеством окалины на внутренних витках бунтов, смотанных 2О по известному к новому способу составляет 30 кг/т.

При известном способе смотки на. внешних витках образуется 5 кг/т окалины, а на внутренних — 40 кг/т, а при новом способе смотки на внешних витках .остается прежнее количество окалины 5 кг, а на внутренних снижается до 10 кг/т.

При смотке катанки по новому способу по,сравнению с базовым объемом каждый виток отделяется от другого, гри этом кроме благоприятных условий охлаждения из-за пониженной плотнос.ти бунта улучшается разматываемость такого бунта в волочильных цехах. Кажцый виток снимается с бунта, не взаимодействуя с другими внтками, так как витки имеют одну форму, то они при размотке не западают один за другой и не запутываются.

Практически разрыва из-за эапутыва-. ния витков при волочении для опытной партии бунтов в 100 штук не наблюдалось.

Формула изобретения

Способ формирования бунта, при котором непрерывно подаваемый материал укладывают витками с образованием нескольких слоев в форме бунта, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества бунта, укладку витков начинают с наружного слоя бунта, при этом через каждую четверть окружности изменяют радиус .укладки, начиная с наружного радиуса бунта на первой четверти окружности, затем радиус уменьшают до радиуса внутреннего слоя бунта на второй четверти окружности и укладывают внутреннюю часть витка на третьей четверти окружности, а затем увеличивают радиус витка до наружного слоя бунта на последней четверти окружности, при этом последующие витки бунта укладывают со смещением оси симметрии витков на

40 ° .. 60 в одном направлении с об- разованием бунта с соотношением ширины к высоте 1:2 — 1:3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 186376, кл. В 21 С 47/00, 21.11.62.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 533419, кл. В 21 С 47/02, 30.10.76 (прототип).

963596

Фиг.5

Составитель С. Чукаева

Редактор Г. Прусова Техред A. Бабинец Корректор A. Дзятко

Зака з 3 07/1

Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,. 4