RU2138346C1 - Rolling stand - Google Patents
Rolling stand Download PDFInfo
- Publication number
- RU2138346C1 RU2138346C1 RU98105872A RU98105872A RU2138346C1 RU 2138346 C1 RU2138346 C1 RU 2138346C1 RU 98105872 A RU98105872 A RU 98105872A RU 98105872 A RU98105872 A RU 98105872A RU 2138346 C1 RU2138346 C1 RU 2138346C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolling
- rolls
- roll
- plane
- stand
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в цехах холодной и горячей прокатки черных и цветных металлов и сплавов, а также при прокатке неметаллических материалов. The invention relates to rolling production and can be used in the shops for cold and hot rolling of ferrous and non-ferrous metals and alloys, as well as in the rolling of non-metallic materials.
Известна прокатная клеть, содержащая: станину, валки, привод валков нажимные механизмы (А.Н.Целиков "Машины и агрегаты конструкции металлургических заводов", т.3, М., Металлургия, 1981 г.). Known rolling mill, containing: a bed, rolls, drive rolls, pressure mechanisms (A.N. Tselikov "Machines and assemblies for the construction of metallurgical plants", t.3, M., Metallurgy, 1981).
Недостатками клети являются: неизбежный прогиб валков при прокатке, упругие деформации элементов клети (станины, валков, нажимных винтов, подшипников, подушек), возникающие под действием усилия прокатки. The disadvantages of the stand are: the inevitable deflection of the rolls during rolling, the elastic deformation of the elements of the stand (bed, rolls, pressure screws, bearings, pillows) arising from the rolling force.
При изменении усилия прокатки, вследствие колебания механических свойств прокатываемого металла, толщины полосы, натяжения и других случайных факторов, изменяются упругие деформации клетей (т.е. жесткость клетей), что приводит к изменению предварительно установленного зазора. При прокатке тонких листов изменение межвалкового зазора и прогиб валков, как правило, соизмеримы не только с допусками на конечный продукт, но и с его толщиной. When the rolling force changes due to fluctuations in the mechanical properties of the rolled metal, strip thickness, tension, and other random factors, the elastic deformations of the stands (i.e., the rigidity of the stands) change, which leads to a change in the pre-set gap. When rolling thin sheets, the change in the roll gap and the roll deflection are, as a rule, commensurate not only with tolerances on the final product, but also with its thickness.
Изменение настройки клетей, вызванное упругими деформациями элементов клетей, может привести к обрывам полос, к образованию складок, к разнотолщинности как по ширине полосы, так и длине рулона, что снижает качество поверхности готового продукта. A change in the stand setting caused by elastic deformations of the stand elements can lead to strip breaks, to wrinkling, to different thicknesses both in the strip width and the roll length, which reduces the surface quality of the finished product.
Кроме того, под действием усилия прокатки рабочие валки прогибаются, что приводит к снижению точности прокатки, увеличивается волнистость полос. Для уменьшения прогиба рабочих валков применяют опорные валки большого диаметра, устанавливают сложные системы противоизгиба валков, что усложняет конструкцию и снижает их долговечность. Многовалковые клети сложны по конструкции, имеют более низкий, по сравнению с двухвалковыми, коэффициент полезного действия. In addition, under the action of the rolling force, the work rolls bend, which leads to a decrease in the accuracy of rolling, increasing the undulation of the strips. To reduce the deflection of the work rolls, large diameter support rolls are used, complex roll anti-bending systems are installed, which complicates the design and reduces their durability. Multi-roll stands are complex in design, have a lower coefficient of performance compared to two-roll stands.
Известна наиболее близкая к предложенной прокатная клеть, содержащая станину, валки, привод валков, источник электрического тока, магнитопровод. (А.с. N 737032, М.кл. B 21 B 1/02, опубл. 1980 г.). Known closest to the proposed rolling mill containing a frame, rolls, roll drive, electric current source, magnetic circuit. (A.S. N 737032, M.C. B 21 B 1/02, publ. 1980).
Недостатком клети является то, что в ней происходит передача усилия прокатки на элементы клети и, как следствие, возникновение упругих деформаций станины, валков, подушек, что приводит к колебаниям межвалкового зазора и размеров профиля прокатываемой полосы, что снимает качество готового проката. Для получения больших усилий прокатки необходимы большие токи, что приводит к необходимости применять дополнительные меры к охлаждению валков, в противном случае перегрев валков приведет к изменению профиля валка, т.е. к снижению качества продукции. The disadvantage of the stand is that it transfers the rolling force to the elements of the stand and, as a result, the emergence of elastic deformations of the bed, rolls, pillows, which leads to fluctuations in the roll gap and profile sizes of the rolled strip, which removes the quality of the finished product. To obtain large rolling forces, large currents are required, which leads to the need to apply additional measures to the cooling of the rolls, otherwise overheating of the rolls will lead to a change in the roll profile, i.e. to reduce product quality.
Цель изобретения - усовершенствование конструкции и расширение технологических возможностей прокатной клети, повышение качества готового проката. The purpose of the invention is to improve the design and expand the technological capabilities of the rolling stand, improving the quality of finished products.
Поставленная цель достигается тем, что прокатная клеть, содержащая станину, валки, привод валков, магнитопроводы, источник электрического тока, снабжена по крайней мере двумя П-образными электромагнитами, установленными симметрично относительно плоскости прокатки, полюса которых смонтированы с возможностью охвата части поверхности нажимного валка ниже его диаметральной плоскости со стороны рабочего валка или прокатываемой полосы и снабжены механизмами перемещения в плоскости, параллельной плоскости прокатки, двумя постоянными магнитами, установленными по контуру соприкосновения по отношению друг к другу одноименными полюсами, один из которых установлен вплотную к нажимному валку, а другой вплотную к станине клети, оба магнита оснащены катушками возбуждения для намагничивания, размагничивания, перемагничивания и нейтрализации магнитных полей полюсными вставками, при этом подушки и валки установлены с возможностью свободного перемещения в вертикальной плоскости. Кроме того, по крайней мере один из постоянных магнитов установлен с возможностью перемещения вдоль бочки нажимного валка. This goal is achieved in that the rolling stand containing the bed, rolls, drive rolls, magnetic circuits, an electric current source is equipped with at least two U-shaped electromagnets mounted symmetrically relative to the rolling plane, the poles of which are mounted with the possibility of covering part of the surface of the pressure roll below its diametric plane from the side of the work roll or strip being rolled and equipped with movement mechanisms in a plane parallel to the plane of rolling, two constant magnets with poles installed along the contact circuit with the same poles of the same name, one of which is installed close to the pressure roll, and the other is adjacent to the stand bed, both magnets are equipped with excitation coils for magnetizing, demagnetizing, magnetization reversal and neutralizing magnetic fields with pole inserts, while pillows and rolls are installed with the possibility of free movement in a vertical plane. In addition, at least one of the permanent magnets is movably mounted along the barrel of the pressure roll.
С целью более полного использования сил электромагнитного (магнитного) взаимодействия нажимных валков по ним пропускается электрический ток вдоль продольных осей. Полные усилия прокатки можно рассчитать по выражению:
P = P1 + P2 + P3 + R4, (1)
где P - полное усилие прокатки, (H) или (тс);
P1 - сила притяжения валка к полюсам электромагнита, (H) или (тс);
P2 - сила, действующая на нажимной валок с током, находящимся во внешнем электромагнитном поле;
P3 - сила притяжения (отталкивания) постоянных магнитов, (Н) или (тс);
P4 - сила, с которой валки, по которым течет ток, притягиваются друг к другу, если токи текут в одном направлении, (H) или (тс);
P1 = 2*4,06*105*B2*Sп *cos 45o (2)
P2 = B • I • L (3)
P3 = Dн • L • q (4)
P3 = (4,06 • 105 • B2) • Dн • L (5)
B - магнитная индукция, Тл;
Sп - площадь охвата полюсом валка, м2;
I - ток в валке, А;
Dн - диаметр нажимного валка, м;
q - удельное усиление притяжения (отталкивания) магнита; Дано: B = 1,5 Тл, Sn = 3,9 м2, Dн = 2,5 м, J = 8 • 105 А, L = 2 м
Для формулы (4) Dн и L выражены в см, q ≈ 10 кгс/см2
Подставив данные в формулы 1-4, получим:
P1 = 506 тс
P2 = 240 тс
P3 = 500 тс
P4 = P2 = 240 тс
P = 1246 тс (12,46 MH)
Для сохранения индукции B постоянной в воздушном зазоре δ1 между поверхностью нажимного валка и полюсами электромагнита при вертикальных перемещениях нажимного валка (совместно с рабочим валком), электромагниты снабжены полюсными вставками, смонтированными с нажимными валками в раме, соединяющей подушки валков.In order to more fully use the forces of electromagnetic (magnetic) interaction of the pressure rolls, electric current is passed along them along the longitudinal axes. The total rolling forces can be calculated by the expression:
P = P 1 + P 2 + P 3 + R 4 , (1)
where P is the total rolling force, (H) or (tf);
P 1 - the force of attraction of the roll to the poles of the electromagnet, (H) or (tf);
P 2 - the force acting on the pressure roller with a current in an external electromagnetic field;
P 3 - the force of attraction (repulsion) of permanent magnets, (N) or (tf);
P 4 is the force with which the rolls along which the current flows are attracted to each other if the currents flow in the same direction, (H) or (tf);
P 1 = 2 * 4.06 * 10 5 * B 2 * S p * cos 45 o (2)
P 2 = B • I • L (3)
P 3 = D n • L • q (4)
P 3 = (4.06 • 10 5 • B 2 ) • D n • L (5)
B - magnetic induction, T;
S p - the area covered by the pole of the roll, m 2 ;
I is the current in the roll, A;
D n - the diameter of the pressure roll, m;
q is the specific increase in the attraction (repulsion) of the magnet; Given: B = 1.5 T, S n = 3.9 m 2 , D n = 2.5 m, J = 8 • 10 5 A, L = 2 m
For the formula (4), D n and L are expressed in cm, q ≈ 10 kgf / cm 2
Substituting the data in formulas 1-4, we obtain:
P 1 = 506 tf
P 2 = 240 tf
P 3 = 500 tf
P 4 = P 2 = 240 tf
P = 1246 tf (12.46 MH)
To keep induction B constant in the air gap δ 1 between the surface of the pressure roll and the poles of the electromagnet during vertical movements of the pressure roll (together with the work roll), the electromagnets are equipped with pole inserts mounted with pressure rolls in the frame connecting the pillows of the rolls.
Для уравновешивания валков с магнитами на холостом ходу предусмотрены гидравлические цилиндры. Магнит, непосредственно передающий на нажимной валок усилие P3, смонтирован с возможностью перемещения в процессе прокатки вдоль бочки валка для перемещения приложения равнодействующей электромагнитного давления.Hydraulic cylinders are provided to balance rolls with magnets idling. The magnet directly transmitting the force P 3 to the pressure roll is mounted to move during rolling along the roll barrel to move the application of the resultant electromagnetic pressure.
На чертеже показана схема прокатной клети Кварто, в которой в создании усилия прокатки реализованы три физических принципа взаимодействия проводника (валка) с током с внешним электромагнитным (магнитным) полем. Суммарное усилие прокатки в этой клети может быть получено за счет: - электромагнитного притяжения нажимных валков к полюсам электромагнитов, P1 = 506 тс;
- сил, действующих на валок с током, помещенный во внешнее электромагнитное поле, P2 = 240 тс;
- сил притяжения (отталкивания), обусловленных действием постоянных магнитов, P3 = 500 тс;
- сил, с которой валки, по которым протекает ток, притягиваются друг к другу, при одинаковом направлении токов в валках, P4 = 240 тс.The drawing shows a diagram of a Quarto rolling stand, in which three physical principles of the interaction of a conductor (roll) with a current with an external electromagnetic (magnetic) field are implemented in creating the rolling force. The total rolling force in this stand can be obtained due to: - electromagnetic attraction of the pressure rolls to the poles of the electromagnets, P 1 = 506 tf;
- the forces acting on the current roll placed in an external electromagnetic field, P 2 = 240 tf;
- forces of attraction (repulsion) due to the action of permanent magnets, P 3 = 500 tf;
- the forces with which the rolls along which the current flows are attracted to each other, with the same direction of currents in the rolls, P 4 = 240 tf.
С учетом собственного притяжения нажимных валков друг к другу, по которым протекают токи, усилие прокатки в предлагаемой клети оценивается примерно в 1300 тс. Given the inherent attraction of the pressure rolls to each other, along which currents flow, the rolling force in the proposed stand is estimated at about 1300 tf.
При отталкивании постоянных магнитов образуется технологический зазор δ2.
Так как отталкивающий магнит опирается на ригель станины клети, эти элементы будут упруго деформироваться, однако ввиду того, что отталкиваемый магнит движется при этом в противоположную сторону (за счет увеличения зазора δ2) в очаге деформации величина обжатия (т.е. Δh) не изменяется. Необходимая величина обжатия устанавливается и регулируется в процессе прокатки одновременным изменением усилий P1, P2, P3 или раздельно, или в любом сочетании. Например, изменяем ток в валке Iв1(Iв2), тогда P1= const и P3 = const, или меняя ток в катушках возбуждения электромагнитов, тогда P2 = const и P3 = const и т.д. Все эти изменения производятся автоматически с помощью автоматизированных систем непрерывно регистрирующих сигналы, поступающие от датчиков - толщины, планшетности полосы и передающие команды на исполнительные системы, регулирующие величину токов Iв1, Iв2, Iм, Iэм.Upon repulsion of the permanent magnets, a technological gap δ 2 is formed .
Since the repulsive magnet rests on the crossbar of the stand bed, these elements will elastically deform, however, due to the fact that the repelled magnet moves in the opposite direction (due to an increase in the gap δ 2 ), the amount of compression (i.e., Δh) does not is changing. The required amount of compression is set and adjusted during the rolling process by simultaneously changing the forces P 1 , P 2 , P 3 either separately or in any combination. For example, we change the current in the roll I in1 (I in2 ), then P 1 = const and P 3 = const, or by changing the current in the excitation coils of electromagnets, then P 2 = const and P 3 = const, etc. All these changes are made automatically using automated systems that continuously record signals from sensors - thickness, flatness of the strip and transmitting commands to the executive systems that control the magnitude of currents I in1 , I in2 , I m , I em .
На чертеже показаны направления потоков Ф1 - электромагнитов, Ф2 - собственное поле валков с током, Ф3 - поток постоянных магнитов, создающий эффект отталкивания, Ф4 - электромагнитное поле "запрещающей" катушки, т.е. нейтрализующий отталкивающий магнит и регулирующий усилие P3.The drawing shows the directions of the fluxes F 1 - electromagnets, F 2 - own field of rolls with current, F 3 - a flux of permanent magnets that creates a repulsive effect, F 4 - electromagnetic field of the "prohibiting" coil, i.e. neutralizing repulsive magnet and regulating force P 3 .
Прокатная клеть состоит из следующих элементов: станины - 1 из немагнитного материала, ригелей - 2 из немагнитного материала, рабочих валков - 3, нажимных валков - 4, отталкивающих постоянных магнитов - 5, отталкиваемых постоянных магнитов - 6, подшипников скольжения - 7, магнитопроводов - 8, подвижных магнитов - 9, полюсных вставок - 10, рам - 11 с подушками (условно не показаны), нажимных и рабочих валков, установленных с возможностью совместного, свободного перемещения с подушками, в вертикальной плоскости, гидроцилиндров - 12 разведения и сведения подвижных магнитопроводов - 9, гидроцилиндров подъема и опускания - 13 (в забой) отталкивающих магнитов 5, гидроцилиндров уравновешивания верхней и нижней электромагнитных систем на холостом ходу клети (P=0) - 19, катушек возбуждения - 14, катушек намагничивания - 15 отталкиваемых магнитов 6, катушек перемагничивания - 16, изоляторов - 17, направляющих - 18, автоматической системы регулирования планшетности и толщины полосы (токов) условно не показана. The rolling stand consists of the following elements: bed - 1 of non-magnetic material, crossbars - 2 of non-magnetic material, work rolls - 3, push rolls - 4, repulsive permanent magnets - 5, repelled permanent magnets - 6, sliding bearings - 7, magnetic cores - 8, movable magnets - 9, pole inserts - 10, frames - 11 with pillows (not shown conditionally), pressure and work rolls installed with the possibility of joint, free movement with pillows, in a vertical plane, hydraulic cylinders - 12 dilutions and information magnetic cores - 9, hydraulic cylinders for raising and lowering - 13 (in the bottom) repulsive magnets 5, hydraulic cylinders for balancing the upper and lower electromagnetic systems at idle stand (P = 0) - 19, excitation coils - 14, magnetizing coils - 15 repelled magnets 6 , magnetization reversal coils - 16, insulators - 17, guides - 18, an automatic system for regulating the flatness and thickness of the strip (currents) is not conventionally shown.
Прокатная клеть работает следующим образом. За основу может быть взята известная зависимость относительного обжатия
ε = f(p)
от усилия прокатки P для данной марки стали, в соответствии с которой, в катушки 14, 15, 16 подают токи по величине, такие, чтобы получить требуемое усилие прокатки: P = P1 + P2 + P3 + P4 +ΔP затем подают полосу в валки и осуществляют прокатку. В процессе прокатки регулирование толщины и планшетности полосы осуществляют путем изменение токов в катушках 14, 15, 16.Rolling mill works as follows. The known dependence of the relative compression can be taken as the basis
ε = f (p)
from the rolling force P for a given steel grade, according to which, currents of magnitude are supplied to the coils 14, 15, 16 so as to obtain the required rolling force: P = P 1 + P 2 + P 3 + P 4 + ΔP then feed the strip into the rolls and carry out rolling. During the rolling process, the thickness and flatness of the strip are controlled by changing the currents in the coils 14, 15, 16.
ΔP - величина упругого сплющивания валков (нажимных валков по контуру соприкосновения с рабочими валками и рабочих валков по контуру соприкосновения с полосой и нажимными валками). ΔP is the value of the elastic flattening of the rolls (pressure rolls along the contour of contact with the work rolls and work rolls along the contour of contact with the strip and pressure rolls).
При необходимости изменения (уменьшения или увеличения обжатия по концам полосы) межвалкового давления, отталкиваемые магниты 6 смещаются вдоль бочек валков в разные, или в одну сторону, при этом положение равнодействующей P перемещается относительно оси симметрии нажимного валка, что приводит к изменению обжатия по ширине полосы, т.е. таким способом можно влиять на профиль полосы. If it is necessary to change (decrease or increase the compression at the ends of the strip) of the roll pressure, the repelled magnets 6 are displaced along the roll barrels in different or one way, while the position of the resultant P moves relative to the axis of symmetry of the pressure roll, which leads to a change in the compression along the width of the strip , i.e. In this way, you can influence the profile of the strip.
Экономический эффект от внедрения предлагаемой клети получается за счет:
- уменьшения затрат на изготовление и эксплуатацию нажимных механизмов, механизмов противоизгиба и осевого перемещения валков, упрощения гидросистемы клети, упрощения и удешевления конструкций валков, подушек, подшипников, станины клети;
- уменьшения количества и величины дефектов на готовом листе (коробоватости, волнистости, разнотолщинности) за счет увеличения жесткости клети;
- уменьшения нагрузки на главный электропривод за счет уменьшения работы, затрачиваемой на преодоление упругих деформаций элементов клети.The economic effect of the implementation of the proposed stand is obtained due to:
- reducing the cost of manufacturing and operating pressure mechanisms, mechanisms of anti-bending and axial movement of the rolls, simplifying the hydraulic system of the stand, simplifying and cheapening the design of rolls, pillows, bearings, bed stands;
- reducing the number and magnitude of defects on the finished sheet (warping, waviness, thickness variation) by increasing the rigidity of the stand;
- reduce the load on the main electric drive by reducing the work required to overcome the elastic deformation of the elements of the stand.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98105872A RU2138346C1 (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Rolling stand |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98105872A RU2138346C1 (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Rolling stand |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98105872A RU98105872A (en) | 1999-09-20 |
| RU2138346C1 true RU2138346C1 (en) | 1999-09-27 |
Family
ID=20204082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98105872A RU2138346C1 (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Rolling stand |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2138346C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1398089A1 (en) * | 2001-04-23 | 2004-03-17 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo "Severstal" | Pressure device for rolling mill |
| EP1400289A1 (en) * | 2001-03-28 | 2004-03-24 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo "Severstal" | Rolling method, a roll mill and a screw-down structure |
-
1998
- 1998-04-03 RU RU98105872A patent/RU2138346C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| А.Н.Целиков. Машины и агрегаты конструкции металлургических заводов. Т.3. - М.: Металлургия, 1981. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1400289A1 (en) * | 2001-03-28 | 2004-03-24 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo "Severstal" | Rolling method, a roll mill and a screw-down structure |
| EP1400289A4 (en) * | 2001-03-28 | 2007-07-18 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschest | Rolling method, a roll mill and a screw-down structure |
| EP1398089A1 (en) * | 2001-04-23 | 2004-03-17 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo "Severstal" | Pressure device for rolling mill |
| EP1398089A4 (en) * | 2001-04-23 | 2005-08-10 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschest | Pressure device for rolling mill |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9446929B2 (en) | Steel strip stabilizing apparatus | |
| AU778739B2 (en) | Transverse flux induction heating device with magnetic circuit of variable width | |
| US4708325A (en) | Induction heating system for reheating the edges of a metallurgical product and variable air gap inductor associated therewith | |
| CN1360132A (en) | Door suspension system | |
| RU2138346C1 (en) | Rolling stand | |
| JP2001298941A (en) | Shaft feeder for driving linear motor | |
| US2193189A (en) | Control means for rolling mills | |
| US3516273A (en) | Strip thickness measuring device for use in a rolling mill and like apparatus | |
| RU2207925C2 (en) | Method of rolling, stand of rolls and hold-down device of stands of rolls | |
| RU2141880C1 (en) | Rolling stand | |
| RU2146971C1 (en) | Lengthwise rolling method and rolling stand for performing the same | |
| RU2166390C2 (en) | Rolling stand | |
| RU2149718C1 (en) | Rolling stand | |
| JP2004129316A (en) | Linear motor actuator | |
| RU2139153C1 (en) | Rolling method | |
| RU2272685C1 (en) | Strip lengthwise rolling method and aggregate for performing the same | |
| RU2187394C1 (en) | Screwd0wn mechanism of rolling stand | |
| JPH0131963B2 (en) | ||
| RU179561U1 (en) | UNIVERSAL MAGNETIC CART FOR STRIP ROLLING | |
| CN100519259C (en) | Permanent magnetism electromagnetic blending magnet design method of electromagnetic type maglev train | |
| JPH05329512A (en) | Rolling mill | |
| RU2221659C2 (en) | Apparatus for braking rolled piece | |
| SU1710159A1 (en) | Device for roll stock braking | |
| JP7138495B2 (en) | continuous casting mold | |
| JP3426442B2 (en) | Steel sheet meandering prevention device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140404 |