RU2112612C1 - Method for rolling articles with predetermined curvature - Google Patents
Method for rolling articles with predetermined curvature Download PDFInfo
- Publication number
- RU2112612C1 RU2112612C1 RU96116670A RU96116670A RU2112612C1 RU 2112612 C1 RU2112612 C1 RU 2112612C1 RU 96116670 A RU96116670 A RU 96116670A RU 96116670 A RU96116670 A RU 96116670A RU 2112612 C1 RU2112612 C1 RU 2112612C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- curvature
- product
- rolling
- rolls
- workpiece
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением в области черной металлургии и предназначено для производства изделий с заданной кривизной типа плоских дисков. The invention relates to the processing of metals by pressure in the field of ferrous metallurgy and is intended for the manufacture of products with a given curvature such as flat disks.
Известен способ прокатки клиновидных профилей [1] в валках с конической бочкой, при котором валки устанавливают под углом друг к другу с пересечением их осей со стороны меньшего диаметра валков, причем заготовку с той же стороны обжимают в большей мере, чем с противоположной. A known method of rolling wedge-shaped profiles [1] in rolls with a conical barrel, in which the rolls are set at an angle to each other with the intersection of their axes from the side of the smaller diameter of the rolls, and the workpiece on the same side is crimped to a greater extent than from the opposite.
Существенный недостаток данного способа заключается в невозможности изменения параметров процесса прокатки без изменения геометрии инструмента и размеров заготовки, что снижает выход годного и увеличивает трудоемкость изготовления (прокатки) изделий. A significant disadvantage of this method is the impossibility of changing the parameters of the rolling process without changing the geometry of the tool and the size of the workpiece, which reduces the yield and increases the complexity of manufacturing (rolling) of products.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ прокатки клиновидных профилей [2], включающий прокатку заготовки в конических валках и приложение подпирающего усилия к менее обжатой кромке с помощью дополнительного ролика, изменяя скорость вращения которого воздействуют на серновидность прокатываемого изделия. Closest to the claimed technical solution is a method of rolling wedge-shaped profiles [2], which includes rolling the workpiece in conical rolls and applying a backing force to a less crimped edge using an additional roller, changing the speed of rotation of which affects the grayness of the rolled product.
Недостатком наиболее близкого решения является низкая производительность, связанная с большими затратами времени на настройку оборудования и последующие дополнительные операции правки изделий. The disadvantage of the closest solution is the low productivity associated with the time it takes to set up the equipment and subsequent additional editing operations.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка, а именно сокращение дополнительных операций и снижение времени настройки оборудования. The task of the invention is to remedy this drawback, namely the reduction of additional operations and reduction of equipment setup time.
Поставленная задача достигается тем, что в способе прокатки изделий заданной кривизны, включающем обжатие заготовки в рабочих валках с коническими бочками, установленными с пересечением своих осей со стороны малых оснований конусов бочек, контроль кривизны изделия на выходе из валков, согласно изобретению прокатку ведут с нагревом, а коррекцию кривизны профиля осуществляют изменением температуры заготовки в пределах диапазона нагрева данного материала заготовки для прокатки по следующей зависимости:
,
где
ρ - радиус кривизны изделия;
T0 - начальная температура прокатки, равная средней температуре диапазона нагрева заготовки для прокатки;
V1ср - средняя скорость изделия на выходе из валков;
b1 - ширина изделия;
Δt - изменение температуры заготовки при коррекции кривизны изделия;
Δv1 - разность скоростей изделия по боковым кромкам.The problem is achieved in that in the method of rolling products of a given curvature, including the compression of the workpiece in work rolls with conical barrels installed with the intersection of their axes on the side of the small bases of the cones of the barrels, control of the curvature of the product at the exit of the rolls, according to the invention, the rolling is carried out with heating, and the correction of the curvature of the profile is carried out by changing the temperature of the workpiece within the heating range of this material of the workpiece for rolling according to the following relationship:
,
Where
ρ is the radius of curvature of the product;
T 0 - the initial rolling temperature equal to the average temperature of the heating range of the billet for rolling;
V 1av - the average speed of the product at the exit of the rolls;
b 1 is the width of the product;
Δt is the change in the temperature of the workpiece during correction of the curvature of the product;
Δv 1 - the speed difference of the product along the lateral edges.
Увеличение температуры обработки заготовки при увеличении радиуса кривизны изделия от заданного и уменьшение температуры заготовки при уменьшении радиуса кривизны изделия от заданного согласно зависимости , позволяет без нарушения геометрии калибра, т.е. на одном комплекте рабочих валков осуществить регулирование кривизны изделия в широких пределах, чего нельзя достичь с помощью подпирающего ролика, изменяя его скорость вращения, так как изменение скорости подпирающего ролика в широких пределах приводит к значительным усилиям, действующим на заготовку в направлении, перпендикулярном продольному направлению деформации и ее смещению в указанном направлении, и соответственно к искажению геометрических размеров деформируемого изделия, т. е. к браку и снижению выхода годного. Кроме того, предлагаемый способ исключает перенастройку кинематической связи рабочих валков и системы контроля с учетом изменения кинематических параметров процесса деформации по сравнению с рассмотренными ранее аналогами и прототипом, что также увеличивает производительность за счет сокращения дополнительных операций переналадки оборудования и систем контроля параметров процесса прокатки изделий заданной кривизны.An increase in the temperature of processing a workpiece with an increase in the radius of curvature of a product from a predetermined one and a decrease in temperature of a workpiece with a decrease in radius of curvature of a product from a predetermined one according to the dependence , allows without violating the geometry of the caliber, i.e. on one set of work rolls to regulate the curvature of the product over a wide range, which cannot be achieved with the support roller, changing its rotation speed, since changing the speed of the support roller over a wide range leads to significant forces acting on the workpiece in a direction perpendicular to the longitudinal direction of deformation and its displacement in the indicated direction, and, accordingly, to the distortion of the geometric dimensions of the deformable product, i.e., to marriage and reduced yield. In addition, the proposed method eliminates the reconfiguration of the kinematic connection of the work rolls and the control system, taking into account changes in the kinematic parameters of the deformation process compared to the analogues and prototype discussed earlier, which also increases productivity by reducing the additional operations of readjusting equipment and systems for controlling the parameters of the rolling process of products of a given curvature .
На фиг. 1 показан очаг деформации со стороны малых оснований конусов бочек валков; на фиг. 2 - поперечный разрез очага деформации; на фиг. 3 - вид очага деформации в плане. In FIG. 1 shows the deformation zone from the side of the small bases of the cones of the roll barrels; in FIG. 2 - cross section of the deformation zone; in FIG. 3 is a plan view of the deformation zone.
Способ осуществляют следующим образом. Рабочие валки 1 и 2 с коническими бочкам установлены под углом φ1 друг к другу так, что оси валков 1 и 2 взаимно пересекаются со стороны малых оснований бочек валков. Рабочие валки имеют одинаковые геометрические размеры и угол φ2 конуса бочки валка равен углу φ1 наклона осей валков. Возможен вариант применения комплекта валков с разными геометрическими размерами. Очаг деформации образован параллельными образующими конусов бочек валков, при этом прямоугольная заготовка равномерно обжимается по ширине.The method is as follows.
Очаг деформации abcd (фиг. 3) ограничен на входе cd плоскостью N, а на выходе ab - плоскостью M. Положение плоскости N входа заготовки 3 в очаг деформации определяется по формуле , где l1 и l2 - соответственно длины очага деформации по правой 4 и левой 5 кромкам заготовки 3; bo - ширина заготовки.The deformation zone abcd (Fig. 3) is limited at the input cd by the plane N, and at the exit ab, by the plane M. The position of the plane N of the entrance of the
Изменение угла задачи полосы в валки сопровождается в известных решениях изменением ширины захвата, входящей в валки полосы. С целью исключения этого факта, который приводит к изменению геометрических размеров поперечного сечения, выходящего из валков изделия, что требует дополнительных расчетов калибровки, корректировки технологического процесса и в конечном итоге увеличивает трудоемкость изготовления изделий, угол задачи заготовки в валки принимается постоянным для каждого конкретного изделия и не изменяется в процессе прокатки. A change in the angle of the task of the strip into the rolls is accompanied in known solutions by a change in the working width included in the strip rolls. In order to eliminate this fact, which leads to a change in the geometric dimensions of the cross section emerging from the product rolls, which requires additional calibration calculations, process adjustment, and ultimately increases the complexity of manufacturing products, the angle of the workpiece in the rolls is assumed to be constant for each particular product and does not change during the rolling process.
Перед прокатной заготовку нагревают до начальной температуры, равной полусумме минимальной и максимальной температур обработки данного материала заготовки. Before rolling the billet is heated to an initial temperature equal to half the minimum and maximum processing temperatures of this material billet.
Радиус кривизны изделия контролируют с помощью контактных мессдоз. The radius of curvature of the product is controlled using contact messdoz.
При прокатке в конических валках радиус кривизны изделия может меняться в широких пределах в зависимости от угла наклона осей валков от угла конусности бочек валков, точности геометрических размеров заготовки и т.д. Многофункциональная зависимость процесса прокатки в конических валках не позволяет известным путем обеспечить технологический процесс получения изделий с точными геометрическими размерами. Поэтому при изменении радиуса кривизны изделия в силу, например вышеперечисленных причин на кинематику течения металла в очаге деформации воздействуют измерением температуры заготовки, входящей в валки. When rolling in conical rolls, the radius of curvature of the product can vary widely depending on the angle of inclination of the axis of the rolls on the angle of taper of the roll barrels, the accuracy of the geometric dimensions of the workpiece, etc. The multifunctional dependence of the rolling process in conical rolls does not allow, in a known manner, to provide a technological process for producing products with exact geometric dimensions. Therefore, when changing the radius of curvature of the product due to, for example, the above reasons, the kinematics of the metal flow in the deformation zone is affected by measuring the temperature of the workpiece entering the rolls.
В начальный момент прокатки изделия, когда из валков выйдет часть изделия, достаточная для замера ее кривизны с помощью известных устройств, например контактных мессдоз, взаимодействующих с выходящей из валков полосой, и по величине сигнала мессдозы, поданного в систему управления нагревательным устройством, осуществляют изменение температуры нагрева заготовки в интервале температуры обработки данного материала согласно зависимости, полученной эмпирическим путем:
.At the initial moment of rolling the product, when a part of the product comes out from the rolls, sufficient to measure its curvature using known devices, for example contact messdozas interacting with the strip leaving the rolls, and according to the magnitude of the mass dose delivered to the control system of the heating device, the temperature is changed heating the workpiece in the temperature range of the processing of this material according to the dependence obtained empirically:
.
При изменении температуры нагрева заготовки в силу изменения условий трения в очаге деформации, сопротивления материалов пластической деформации и других параметров процесса прокатки, критическая линия ef (фиг. 3) изменит свое положение и повернется вокруг точки О на определенный угол и займет положение e'f'. При этом произойдет изменение соотношения зон опережения со стороны внутренней 5 и наружной 4 кромок изделия, т.е. зоне опережения, например со стороны наружной кромки 4 изделия будет увеличиваться и будет иметь величину bf', а зона опережения со стороны внутренней 5 кромки изделия уменьшится и будет иметь величину ae', на основании чего скорость металла со стороны наружной 4 кромки изделия будет увеличиваться, а скорость металла со стороны внутренней 5 кромки изделия будет уменьшаться и радиус ρ кривизны изделия будет соответственно уменьшаться. When changing the heating temperature of the workpiece due to changes in friction conditions in the deformation zone, the resistance of plastic deformation materials and other parameters of the rolling process, the critical line ef (Fig. 3) will change its position and rotate around point O by a certain angle and take the position e'f ' . In this case, a change in the ratio of advance zones from the side of the inner 5 and outer 4 edges of the product, i.e. the lead zone, for example, from the side of the
Поворот критической линии ef происходит в результате перераспределения касательных сил трения в зонах опережения и отставания очага деформации благодаря наличию конусности валков и установке их с пересечением осей со стороны малых оснований бочек валков. При прокатке в конических валках имеет место совокупность углового поворота критической линии ef и ее перемещения вдоль очага деформации. Однако на изменение радиуса кривизны изделия существенное влияние оказывает только поворот критической линии ef, в результате чего происходит изменение соотношения скоростей металла по кромкам полосы на выходе изделия из валков. The rotation of the critical line ef occurs as a result of the redistribution of the tangential friction forces in the advance zones and the lag of the deformation zone due to the conicity of the rolls and their installation with the intersection of the axes from the side of the small bases of the roll barrels. When rolling in conical rolls, there is a combination of the angular rotation of the critical line ef and its movement along the deformation zone. However, only the rotation of the critical line ef significantly affects the change in the radius of curvature of the product, as a result of which there is a change in the ratio of metal velocities along the edges of the strip at the exit of the product from the rolls.
На лабораторном прокатном стане СПКН-110М с коническими валками (диаметр большого основания валков составляет 110 мм), установленными с пересечением своих осей под углом 30o, по данному способу прокатана заготовка плоского диска с размерами поперечного сечения 3 • 45 мм и средним диаметром 270 мм из исходной прямолинейной полосы прямоугольного сечения 5 • 44 мм. Материал полосы сталь 20. Исходная прямолинейная полоса имела допуск на толщину 5
Начальная температура (T0) прокатки 1000oC. При прокатке кольцевого изделия из указанной заготовки при температуре 1000oC радиус кривизны уменьшился от заданного ( ρ = 135 мм) при толщине полосы с максимальным значением допуска (+0,25 мм) на 5 мм, а при толщине полосы с минимальным значением допуска (-0,3 мм) радиус кривизны изделия увеличился на 6,2 мм. Для уменьшения радиуса кривизны до требуемого температуру заготовки в процессе прокатки изделия плавно увеличивают на 35oC. Для увеличения радиуса до требуемого температуру заготовки плавно уменьшают на 40oC.The initial temperature (T 0 ) of rolling is 1000 o C. When rolling an annular product from the specified workpiece at a temperature of 1000 o C, the radius of curvature decreased from the set value (ρ = 135 mm) with a strip thickness with a maximum tolerance value (+0.25 mm) of 5 mm, and with a strip thickness with a minimum tolerance value (-0.3 mm), the radius of curvature of the product increased by 6.2 mm. To reduce the radius of curvature to the required temperature, the workpiece temperature during the rolling process of the product is gradually increased by 35 o C. To increase the radius to the required temperature, the workpiece temperature is gradually reduced by 40 o C.
Предлагаемое техническое решение может быть использовано для получения сортовых и фасонных профилей, особенно несимметричных в металлургической промышленности. The proposed technical solution can be used to obtain long and shaped profiles, especially asymmetric in the metallurgical industry.
Claims (1)
где ρ - радиус кривизны изделия;
T0 - начальная температура прокатки, равная средней температуре диапазона нагрева заготовки для прокатки;
V1ср - средняя скорость изделия на выходе из валков;
b1 - ширина изделия;
Δt - изменение температуры заготовки при коррекции кривизны изделия;
ΔV1- разность скоростей изделия по боковым кромкам.The method of rolling products of a given curvature, including the compression of the workpiece in work rolls with conical barrels installed with the intersection of their axes on the side of the small bases of the barrel cones, control of the curvature of the products at the exit of the rolls, characterized in that the rolling is carried out with heating, and the profile curvature is corrected by changing the temperature of the workpiece within the heating range of this material, the workpiece for rolling according to the following relationship:
where ρ is the radius of curvature of the product;
T 0 - the initial rolling temperature equal to the average temperature of the heating range of the billet for rolling;
V 1av - the average speed of the product at the exit of the rolls;
b 1 is the width of the product;
Δt is the change in the temperature of the workpiece during correction of the curvature of the product;
ΔV 1 - the difference between the speeds of the product along the lateral edges.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96116670A RU2112612C1 (en) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Method for rolling articles with predetermined curvature |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96116670A RU2112612C1 (en) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Method for rolling articles with predetermined curvature |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2112612C1 true RU2112612C1 (en) | 1998-06-10 |
RU96116670A RU96116670A (en) | 1998-11-27 |
Family
ID=20184583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96116670A RU2112612C1 (en) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | Method for rolling articles with predetermined curvature |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2112612C1 (en) |
-
1996
- 1996-08-13 RU RU96116670A patent/RU2112612C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4750343A (en) | Device for detecting and regulating the planeness of strip-shaped rolled products, especially thin-gage strips, for cold rolling mills | |
EP0743107B1 (en) | Improvements in or relating to a roll crossing and shifting system | |
US6158260A (en) | Universal roll crossing system | |
EP3655173B1 (en) | Systems and methods for controlling flatness of a metal substrate with low pressure rolling | |
KR100310587B1 (en) | Rolling mill and rolling method | |
RU2112612C1 (en) | Method for rolling articles with predetermined curvature | |
GB2124525A (en) | Method for changing widthwise distribution of thickness of metal strip | |
Aljabri et al. | Thin strip profile control capability of roll crossing and shifting in cold rolling mill | |
US4173133A (en) | Continuous rolling mill | |
US4181001A (en) | Cross wedge rolling apparatus | |
JP2022523907A (en) | Local change of roll gap in the area of the strip edge of the rolled strip | |
US5957366A (en) | Helically formed welded pipe and diameter control | |
RU2044578C1 (en) | Method for manufacturing rolled products with predetermined curvature | |
EP0748661B1 (en) | A welded steel pipe manufacturing apparatus and method | |
RU2112621C1 (en) | Section rolling method | |
RU2044579C1 (en) | Method for manufacturing rolled products with predetermined curvature | |
RU2006297C1 (en) | Method of rolling of specified curvature strip products | |
US4519118A (en) | Hot mill self-centering roll design | |
RU1819697C (en) | Given curvature pieces rolling method | |
US4307595A (en) | Method of rolling a metal workpiece | |
RU2264873C2 (en) | Strip cold rolling method | |
JP3345195B2 (en) | Method and apparatus for controlling thickness of rolled material with irregular cross section | |
SU804021A1 (en) | Technological tool for piercing skew-roll mill | |
JP2569017B2 (en) | Rolling method of sheet material by moving roll rolling mill | |
SU1694260A1 (en) | Method for screw rolling |