Валковый узел прокатного стана

 

A. П. Грудев,, А. А. Динник, Е. П. Сухобрус, А. В. Чус и В. П. Холодный (72) Авторы изобретения

Днепропеттювский ордена Трудового Красного циаме металлургический институт

Г Я

) (7l) Заявитель " сря " 0 " (54) ВЛЛКОВЬЙ УЗЕЛ ПРОКАТНОГО СТАНА»

Изобретейие относится к области про катного производства, преимущественно к прокатке профильных полос с резкими перепадами толцкны по сечению, которые находят широкое применение в качестве заготовок различных деталей в машиностроительной, авиационной и других отраслях промышленности.

В связи с тем, что в качестве исходной заготовки для производства профильных полос с резкими перепадами толшины использу|от полосу с постоянной по ширине толшиной прокатка таких профилей сопровождается значительной неравномерностью деформации по ширине. Более обжимаемые участки профиля стремят15 ся приобрести большую вытяжку и тянут за собой менее обжимаемые участки.

Последние, в свою очередь, сдерживают продольное течение более обжимаемых участков. B результате такого взаимодействия в прокатанной полосе вытяжки всех отдельных участков поперечного сечения выравниваются до одной величины, но по сечению полосы возникают неравномерные продольные напряжения: в более обжимаемых частях полосы — сжимающие, а в менее обжатых - растягиваюшие.

Известен валковый узел для прокатки преимущественно листового металла, в котором на поверхность валков наносится направляемый микрорельеф в виде продольных рисок (l ).

Данное решение позволяет снизить энергосиловые параметры прокатки и улучшить качество проката за счет увеличения равномерности шероховатости.

С этой целью на одном валке риски ориентированы перпендикулярно оси, на другом - параллельно ей.

Однако такое решение не уменьшает неравномерности продольных напряжений, возникаюших из-за неравномерности обжатий полосы по ширине, Наиболее близким по технической cymности к предлагаемому изобретению является валковый узел трубопроКатного стана, содержаший два ручьевых валка, 3 971541 ф образующих калибр переменной высоты, получающим минимальное обжатие. Пона поверхносчь которого нанесены риски, верхность валков на участке с калибра отличающийся от известных тем, что в выполнена гладкой, а на участках ц и выпусках калибра шероховатость ниже, Ь нанесены риски глубиной 0,0003чем в вершинах t 2 ). 0,01 диаметра валков и отношением шириТакое решение позволяет снизить н ны риски к ее глубине, равной 1,15, равномерность продольных напряжений и под углом 30-75о к вертикальной оси попереч."ную разностенность при п,-окатке валка. При этом на крайних участках а труб, однако не устраняет трудностей, ряски направлены в противоположные стоприсущих процессу прокатки полос с рез.- 10 ронь, т.е. симметричны относительно кими перепадами толцщны по сечению линии окружности валка в середине калибнизкое качество прокатанной продукции, ра, но в пределах одного из участков связанное с выполнением профиля менее щиеют одно направление, а на промежуточобжимаемыми участками полосы из-эа . ных участках Ь риски в пределах одного продольной утяжки на этих участках и lS участка направлены в противоположные потерей продольной устойчивости наиболее (в две разные) стороны, т.е. скмметрич— обжимаемыми участками полосы, обуслор- ны относительно линии окружности ылка ленных значительной неравномерностью в середине этого участка Ъ . В резульнапряжений по сечению полосы. тате получается, что на любом иэ участUern þ изобретения является уменьше- рц ков а и Ъ риски направлены в противоние неравномерности продольных напря- положные стороны от участков поверхносжений по сечению полосы посредством ти валка с, образующих максимальную принудительного поперечного течения ме- высоту калибра, т.е. риски расположены талла на максимально обжимаемых учась- симметрично относительно участков валка ках профиля. 25 с, разделяющих их, образу от елочку»

Бель достигается тем, что в извесь - с направлением вершин их пересечения ном валковом узле, содержащем два ру- K очагу деформации. чьевых валка, образующих калибр пере- Риски на участках а и Ъ поверхности менной высоты, на поверхность которого валков могут наноситься, режущим инстнанесены риски, последние выполнены на Зр рументом на метаплорежущих станках, участках поверхности валков, образуощих электроэрозионным способом или путем > минимальную высоту калибра, наклонены накатки профилированными роликами. в вертикальной оси валка под углом 30- Риски на поверхности участков а и Ь

75 и образуют елочку", причем верши- являются направляющими, вдоль которых ны пересечения рисок направлены к очагу течет металл. При этом интервал углов деформации. наклона к линии окружности валка 30КРоме того, глУбина Рисок оставлчет 75о соответствует интервалу средних

0,0003-0,01 диаметра валков, а отноше. углов наклона вектора скорости скольжение ширины риски к ее глубине состав- ния металла по валку. Величина угла на ляет 1,15-9. клона вектора скольжения металла по

На чертеже изображен валковый узел валку может быть рассчитана по извес uppoKGTHopo стана, общий вид, (пунктиром ным коэффициентам деформации, выт яжке показан профиль исходной заготовки). и уширению на участках полосы, получаюПредлагаемый валковый узел щюкаъ- щих максимальное обжатие. Угол наклона ного стана состоит из верхнего 1 и ииж рисок выбирают большим среднего угла

43 него 2 профилированных ручьевых валков, наклона вектора скольжения металла при образующих калибр переменной высоты. прокатке в гладких валках (без рисок).

Калибр состоит из двух краевых d u В этом случае деформируемый металл одного или нескольких промежуточных о скользит вдоль рисок и получает большое участков, где высота калибра минималь- уширение и меньшую вытяжку, чем при

50 на, а также иэ нескольких участков C прокатке в гладких валхах. При этом где высота калибра максимальна. Профиль важно чтобы острый угол, образуемый калибра валкового узла соответствует го-. риской и линией окружности валка в сетовому профилю полосы 3, прокатанной, редине обжимаемого участка, указывал из заготовки с равномерной толщиной по направление прокатки своей вершиной ширине. При этом участки о и Ь калиб- (соответствовал направлению прокатки). ра соответствуют участкам полосы 3, При прокатке профильной полосы 3 с получающим максимальное обжатие, а резкими перепадами толипщы по сечению участки кшп|бра с, участкам полосы, риски, выполненные на участках поверх-, 9715

5 ности валков 1 и 2 а и р, которь1ми осуществляется наибольшее обжатие по лосы, разгоняют деформируемый металл в стороны, увеличивая его уширение и уменьшая вьггяжку. Это обеспечивает $ улучшение качества продукции. за счет уменьшения утяжки å заполняются металлом участки полосы, получающие меньшее обжатие, обеспечивается точное выполнение профиля. Кроме того, за счег уменьшения стремления металла на наиболее обжимаемых участках металла полосы к продольному теченшо (вьггяжке} су-щественно уменьшается неравномерность продольных напряжений по сечению полосы и полиосгью устраняется волнистость тонкостенных участков профиль, получающаяся в результате потери продольной устойчивости. Экспериментальными исследованиями в лабораторных условиях установле- ® но, что углы наклона рисок меньше 30о и больше 75о не обеспечивают увеличения уширения металла на более обжимаемых участках полосы и улучшения качества продукции. При этом глубина рисок должная составлять 0,0003-0,01 диаметра валка прокатного стана, что для реальных условий прокатки соответствует высоте 0,13,0 мм. Как показали экспериментальные исследования, глубина рисок менее 0,30,5 мм не обеспечивает эффекта ис <усср венного направления течения металла в стороны в связи с тем, что направляющее действие рисок малой глубины не сказывается на течении основной массы метал-3$ ла, содержащейся во внутренних слоях полосы. Верхний предел указанного интервала глубины рисок, составляющий

3,0 мм, соизмерим о толщиной наиболее тонких участков прокатываемого профиля, и и дальнейшее увеличение глубины рисок вызывает продавливание участков профиля выступами рисок и брак продукции.

Кроме того, отношение ширины риски к ее глубине не должно составлять 1,49,0. Данный интервал соотношений ширины и высоты рисок также получен экспериментально и выбран из следующих соображений.

При увеличении указанного отношения степень влияния рисок на течение металда при прокатке уменьшается. При увеличении этого отношения более 9 зто влияние становится практически не ошутимым.

Нижний предел интервала, равный 1,15, $S связан с услови. .ми деформации прокатан« ной в предлагаемых валках полосы с участками, имекнцими на.своей поверхности отпечаток от рисок, в последнем чистовом проходе в валках с гладкой поверхностью ручья. При отношении ширины риски к ее глубине, равной 1,15, в чис» товом проходе (в проведенных опытах) след от риски не разглаживался, а закатывался, образуя складку на поверхности.

Предлагаемый валковый узел при соблюдении указанных соотношений между глубиной риски и диаметром валков, а также шириной и глубиной рижи обеспечивает полное устранение брака по геометр рическим размерам, форме и качеству поверхности изделий. Внедрение предла« гаемого изобретения в промышленности позволяет существенно улучшить качество прокатанной продукции, снизить трудоемкость ее изготовления, а также значительно расширяет возможности процесса прэкатки, обеспечивая высокое качество изде. лий при значительной неравномерности деформации по ширине. Использование такого валкового узла обеспечило полу- чейие партии профильных полос специаль ного назначения требуемого качества, внедрение которых в производство позволяет исключить токарную обработку, повысить коэффициент использования дорогостоящих жаропрочнык сплавов, упростить технологию изготовления изделий.

Формула изобретений

1. Валковый узел прокатного стана, содержащий два ручьевых валка, образующих калибр переменной высоты, на поверхность которого нанесены рисж, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения продольных напряжений по сечению полосы посредством принуди тельного поперечного течения металла в максимально обжимаемых участках профиля, риски выполнены IIa участках поверхности валков, образующих минимальную высоту калибра, наклонены к вертикальной ocH BBIGQt под JIGM 3075о и образуют елочку, причем вершины пересечения рисок направлены к очагу деформшлии, 2. Узелпоп, 1, отличающий с я тем, что глубина рисок составляет

0,0003-0,01 диаметра валков, а орошение ширины рисок к ее глубине составляет 1,15 9, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

34 778836, кл. В 21 В 28/12, 1980, 2. Авторское свидетельство СССР

g4 351604, кл. В 21 В 27/02, 1972.

971541

Й Г

Составитель М. Реутова

Редактор Н. Багирова Техред И. Гайду Корректор Н. Король

Заказ 8806/21 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открьтгий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4