RU2141880C1 - Rolling stand - Google Patents

Rolling stand Download PDF

Info

Publication number
RU2141880C1
RU2141880C1 RU98105904A RU98105904A RU2141880C1 RU 2141880 C1 RU2141880 C1 RU 2141880C1 RU 98105904 A RU98105904 A RU 98105904A RU 98105904 A RU98105904 A RU 98105904A RU 2141880 C1 RU2141880 C1 RU 2141880C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rolling
roll
rolls
electric current
pressure
Prior art date
Application number
RU98105904A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Абраменко
Г.Л. Кочи
А.М. Сорокин
Л.Г. Делюсто
В.Ю. Антонов
П.Б. Горелик
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Северсталь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Северсталь" filed Critical Открытое акционерное общество "Северсталь"
Priority to RU98105904A priority Critical patent/RU2141880C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2141880C1 publication Critical patent/RU2141880C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

FIELD: rolled stock production, possibly in shops for cold and hot rolling of ferrous and non-ferrous metals and alloys and also for rolling non-metallic materials. SUBSTANCE: rolling stand includes frame, rolls, roll drive unit, magnetic circuits, electric current source. Rolling stand is provided at least with two autonomous electromagnetic systems arranged symmetrically relative to rolling plane. Each system includes magnetic circuit with driving coil, two movable magnetic circuit-cores turned one to another by their different poles and pressure rolling roll placed between them. Pressure rolling roll is mounted in holder of magnetic material with possibility of vertical motion together with holder relative to poles and normally relative to rolling plane and with possibility of transmitting electromagnetic effort onto rolled strip and(or) rolling roll. Holder is mounted on shock absorbers. Pressure roll is mounted on stationary cooled shaft connected with separate electric current source. EFFECT: enlarged constructional and manufacturing possibilities of rolling stand, enhanced quality of rolled strip. 2 dwg

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в цехах горячей и холодной 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 hot and cold rolling of ferrous and non-ferrous metals and alloys, as well as for rolling non-metallic materials.

Известна прокатная клеть, содержащая станину, валки, привод валков, (А. Н. Целиков "Машины и агрегаты металлургических заводов", т. 3, М. Металлургия, 1981 г.). Known rolling mill containing a frame, rolls, drive rolls, (A. N. Tselikov "Machines and assemblies of metallurgical plants", t. 3, M. Metallurgy, 1981).

Недостатками известной 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 known stands 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. 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 preset gap.

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. Изменение настройки клетей, вызванное упругими деформациями, в неблагоприятных случаях может привести к обрывам полосы, и разнотолщинности как по ширине, так и по ее длине. Изменение прогиба валков, вследствие отмеченных выше факторов приводит к снижению точности прокатки, увеличивает волнистость полос, что снижает качество поверхности готового продукта. 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. A change in the stand setting caused by elastic deformations, in adverse cases, can lead to strip breaks and thickness variations both in width and in length. The change in the deflection of the rolls, due to the factors noted above, leads to a decrease in the accuracy of rolling, increases the undulation of the strips, which reduces the surface quality of the finished product.

Для уменьшения прогиба рабочих валков применяют опорные валки большего диаметра, устанавливают сложные системы противоизгиба валков, что снижает их долговечность. To reduce the deflection of the work rolls, support rolls of a larger diameter are used, complex roll anti-bending systems are installed, which reduces their durability.

Многовалковые клети сложны по конструкции, имеют более низкий коэффициент полезного действия по сравнению с двухвалковыми. 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 bed, 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 снижает качество готового проката. Для получения больших усилий прокатки необходимы большие токи, что может привести к перегреву валков, 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 occurrence of elastic deformations of the bed, rolls, pillows, which leads to fluctuations in the roll gap and profile sizes of the rolled strip, which reduces the quality of the finished product. To obtain large rolling forces, large currents are required, which can lead to overheating of the rolls, a change in the roll profile, i.e. to reduce product quality.

Цель изобретения - усовершенствование конструкции, расширение технологических возможностей прокатной клети, повышение качества готового проката. The purpose of the invention is improving the design, expanding 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 меньшей мере двумя автономными электромагнитными (магнитными) системами, расположенными симметрично относительно плоскости прокатки, каждая из которых состоит из магнитопровода, снабженного катушкой возбуждения, размещенной внутри емкости с охладителем, двух подвижных магнитопроводов-сердечников, обращенных друг к другу разноименными полюсами и заключенного между ними нажимного прокатного валка, смонтированного в обойме из магнитного материала с возможностью перемещения совместно с обоймой относительно полюсов, перпендикулярно плоскости прокатки и передачи электромагнитного (магнитного) усилия на прокатываемую полосу и/или рабочий валок, причем обойма установлена на амортизаторы, а нажимной валок установлен на неподвижный охлаждаемый вал, соединенный с источником электрического тока. This goal is achieved in that the rolling stand containing the bed, rolls, roll drive, magnetic circuits, an electric current source is equipped with at least two autonomous electromagnetic (magnetic) systems located symmetrically relative to the rolling plane, each of which consists of a magnetic circuit equipped with a coil excitation, located inside the tank with a cooler, of two movable magnetic cores-cores facing each other with opposite poles and a push between them a rolling roll mounted in a cage of magnetic material with the ability to move together with the cage relative to the poles, perpendicular to the plane of rolling and transmitting electromagnetic (magnetic) force to the rolled strip and / or work roll, the cage being mounted on shock absorbers, and the pressure roll mounted on a stationary cooled a shaft connected to an electric current source.

Предлагаемая клеть отличается тем, что в ней для создания усилия прокатки Pa используется известный эффект взаимодействия проводника с электрическим током с внешним магнитным/электромагнитным полем, для чего прокатная клеть снабжена источником магнитного поля и постоянного электрического тока, и средствами коммуникации. Сила, действующая на проводник с током, помещенный во внешнее магнитное поле, равна:
Pa = B•I•L (H), (1)
где B - магнитная индукция внешнего магнитного поля, Тл;
I - ток в проводнике (валке), А;
L - длина активной части проводника, м.
The proposed stand is characterized in that it uses the known effect of the interaction of a conductor with electric current with an external magnetic / electromagnetic field to create a rolling force P a , for which the rolling stand is equipped with a source of magnetic field and direct electric current, and communication means. The force acting on a current conductor placed in an external magnetic field is:
P a = B • I • L (H), ( 1)
where B is the magnetic induction of an external magnetic field, T l ;
I is the current in the conductor (roll), A;
L is the length of the active part of the conductor, m

Индукция в воздушном зазоре "δ" определяется выражением:

Figure 00000002

где Iy - ток в катушке возбуждения, А;
W - число витков катушки;
μδ = 4π•10-7 Гн/м; магнитная проницаемость воздуха;
δ - воздушный зазор, м;
m - число воздушных зазоров, с учетом выражений (1) и (2) сила, действующая на один валок, будет равна:
Figure 00000003

Активное давление валка на металл с учетом того, что длина дуги контакта валка с металлом равна:
Figure 00000004

где R - радиус валка;
Δh - абсолютное обжатие,
определяется по формуле:
Figure 00000005

где bn - ширина полосы, м.Induction in the air gap "δ" is determined by the expression:
Figure 00000002

where I y is the current in the excitation coil, A;
W is the number of turns of the coil;
μ δ = 4π • 10 -7 GN / m; magnetic permeability of air;
δ is the air gap, m;
m is the number of air gaps, taking into account expressions (1) and (2), the force acting on one roll will be equal to:
Figure 00000003

Active pressure of the roll on the metal, taking into account the fact that the length of the arc of contact between the roll and the metal is
Figure 00000004

where R is the radius of the roll;
Δh is the absolute compression,
determined by the formula:
Figure 00000005

where b n is the bandwidth, m

Как следует из анализа формулы (3), усилие прокатки не зависит от расстояния "а" между валками, поэтому клеть можно конструировать типа ДУО, Кварто, Сексто как для горячей, так и холодной прокатки. As follows from the analysis of formula (3), the rolling force does not depend on the distance “a” between the rolls, therefore, the cage can be designed like DUO, Quarto, Sexto for both hot and cold rolling.

Кроме того, для увеличения тока в валках, обеспечения техники безопасности, бочки валков изолированы от токоведущего стержня, который охлаждается, например, жидким азотом, что позволяет снизить его электрическое сопротивление, т. е. увеличить ток (а следовательно, и усилие волочения Pa, не увеличивая мощность источника тока).In addition, to increase the current in the rolls, to ensure safety, the roll barrels are isolated from the current-carrying rod, which is cooled, for example, with liquid nitrogen, which reduces its electrical resistance, i.e., increases the current (and therefore the drawing force P a without increasing the power of the current source).

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично представлен общий вид прокатной клети "Кварто", на фиг. 2 - вид этой клети в разрезе А-А. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 schematically shows a general view of the Quarto rolling mill, FIG. 2 is a sectional view of this stand AA.

Прокатная клеть (фиг. 1, фиг. 2) состоит из рамы 1, выполненной из немагнитного материала, магнитопроводов 2, катушек возбуждения 3, холодильников 4, источников постоянного тока - 5, подвижных полюсов - 6, нажимных валков - 7, рабочих валков - 8, обойм - 9 из магнитного материала, механизмов установки зазора δ - 10, системы охлаждения валков - 11, токопроводов - 12, токосъемников - 13, контактных колец - 14, токоведущих валов - 15, на которых смонтированы валки - 7, снабженные подшипниками скольжения - 16, амортизаторов - 17, компенсирующих вес валков и центрирующих валки относительно плоскости прокатки. Рабочие валки - 8, нажимные валки - 7 попарно установлены в обоймы - 9, изготовленные из магнитного материала. Между внутренней поверхностью обоймы - 9 и поверхностью валка - 7 предусмотрен технологический зазор "C" ( по 0,1 мм) для подачи СОЖ, а между наружными поверхностями магнитопроводов 6 и обоймами предусмотрены зазоры "δ". С помощью механизмов - 10 зазор "δ" можно изменить от 0 до нескольких миллиметров, наклонять поверхность полюса 6 в горизонтальной плоскости на угол "α" в обе стороны, изменяя тем самым магнитную индукцию бочек валков - 7, а следовательно, и усилие прокатки Pa и давление рабочих валков - 8 на металл по ширине полосы.The rolling stand (Fig. 1, Fig. 2) consists of a frame 1 made of non-magnetic material, magnetic cores 2, excitation coils 3, refrigerators 4, DC sources - 5, moving poles - 6, pressure rolls - 7, work rolls - 8, holder - 9 made of magnetic material, clearance mechanisms δ - 10, roll cooling systems - 11, current conductors - 12, current collectors - 13, slip rings - 14, current-carrying shafts - 15, on which rollers - 7 are mounted, equipped with sliding bearings - 16, shock absorbers - 17, compensating the weight of the rolls and centering the roll and relative to the rolling plane. Work rolls - 8, pressure rolls - 7 are installed in pairs in holders - 9, made of magnetic material. Between the inner surface of the cage - 9 and the surface of the roll - 7 there is a technological gap "C" (0.1 mm each) for supplying coolant, and gaps "δ" are provided between the outer surfaces of the magnetic cores 6 and the clips. Using mechanisms - 10, the gap "δ" can be changed from 0 to several millimeters, tilt the surface of the pole 6 in the horizontal plane by an angle "α" in both directions, thereby changing the magnetic induction of the roll barrels - 7, and therefore the rolling force P a and the pressure of the work rolls is 8 per metal across the width of the strip.

Прокатная клеть работает следующим образом. Rolling mill works as follows.

Включается система 11 охлаждения катушек 3 и нажимных валков 7, Включается источник постоянного тока 5, в катушки 3 подается ток Iy, а в валки 7 подаются токи I разного направления. При этом электромагнитные силы Pa действуют в разные стороны от плоскости прокатки и валки 7 отодвигаются вместе с обоймами 9 друг от друга. Так как валки 8 смонтированы в тех же обоймах 9, то они также разойдутся друг от друга, образовав зазор, достаточный для захвата полосы. Включаются привода валков 8 (привода валков не показаны). В момент захвата полосы происходит переключение направления тока I в одном из валков и его значение доводится до величины, необходимой для создания усилия прокатки Pa. При этом электромагнитные силы Pa действуют в сторону плоскости прокатки, перемещая нажимные валки 7 навстречу друг другу, а валки 7 передают эти усилия на валки 8, которые в свою очередь давят на металл с двух противоположных сторон, деформируя его. Давление "qb" передается со стороны валков 8 на металл равномерно. Поскольку силы Pa, действующие на валки 7 и 8, равны по величине и направлены навстречу, они полностью компенсируются, результирующая их равна нулю, следовательно, усилие прокатки не передается на опоры валков, подшипники, станину и т.п., поэтому их упругие деформации отсутствуют.The cooling system 11 of the coils 3 and the pressure rolls 7 is turned on. The DC source 5 is turned on, the current I y is supplied to the coils 3, and the currents I of different directions are supplied to the rollers 7. In this case, the electromagnetic forces P a act in different directions from the rolling plane and the rolls 7 are moved away together with the clips 9 from each other. Since the rolls 8 are mounted in the same clips 9, they will also separate from each other, forming a gap sufficient to capture the strip. The roll drives 8 are turned on (roll drives not shown). At the moment of capture band switches current direction I in one of the roll and its value is brought to the value required to generate the rolling force P a. In this case, the electromagnetic forces P a act towards the rolling plane, moving the pressure rolls 7 towards each other, and the rolls 7 transfer these forces to the rolls 8, which in turn press on the metal from two opposite sides, deforming it. Pressure "q b " is transmitted from the side of the rolls 8 to the metal evenly. Since the forces P a acting on the rolls 7 and 8 are equal in magnitude and directed towards them, they are fully compensated, their resultant is zero, therefore, the rolling force is not transmitted to the roll supports, bearings, bed, etc., therefore, their elastic no deformation.

Для регулировки толщины полосы по ширине изменяют зазор "δ" вдоль бочки валков 7 вышеописанным способом, тем самым изменяя величину вытяжки полосы по ширине. Этим способом можно также устранить ребристость и серповидность полосы. Уменьшение изгибающих моментов в валках положительно скажется на планшетность полосы. To adjust the thickness of the strip along the width, the gap "δ" along the roll barrel 7 is changed in the manner described above, thereby changing the amount of strip stretching across the width. In this way, the ribbing and crescent shape of the strip can also be eliminated. Reducing bending moments in the rolls will positively affect the flatness of the strip.

Применение предлагаемой клети позволяет повысить качество проката за счет предотвращения таких дефектов, как коробоватость, желобчатость, серповидность, поперечная и продольная разнотолщинность, связанных с недостаточной жесткостью клети. Уменьшение изгибающих моментов в валках значительно повышает их долговечность. The use of the proposed stand allows you to improve the quality of the rental by preventing defects such as warping, grooves, crescent, transverse and longitudinal thickness variations associated with insufficient rigidity of the stand. Reducing bending moments in the rolls significantly increases their durability.

Упрощается управление процессом прокатки в связи с отсутствием в предлагаемой клети нажимных механизмов, устройств для противоизгиба валков и их осевого перемещения. The management of the rolling process is simplified due to the absence of push mechanisms, devices for anti-bending of the rolls and their axial movement in the proposed stand.

Регулирование профиля полосы и ее толщины осуществляется за счет изменения тока в катушках электромагнитов, т.е. непосредственного воздействия на регулируемую электрическую величину, а не на инертные системы, к которым относятся гидравлические и электромеханические устройства в существующих прокатных клетях. The profile of the strip and its thickness are controlled by changing the current in the coils of electromagnets, i.e. direct impact on an adjustable electrical quantity, and not on inert systems, which include hydraulic and electromechanical devices in existing rolling stands.

Применение предлагаемой клети позволяет осуществлять прокатку жести в клетях Кварто взамен двадцативалковых клетей, и позволяет значительно поднять КПД прокатных клетей за счет уменьшения работы, затрачиваемой приводом валков на преодоление упругих деформаций элементов прокатной клети. The use of the proposed stand allows the rolling of tin in Quarto stands instead of twenty roll stands, and can significantly increase the efficiency of the rolling stands by reducing the work required by the drive rolls to overcome the elastic deformations of the rolling stand elements.

Claims (1)

Прокатная клеть, содержащая станину, валки, привод валков, магнитопроводы, источник электрического тока, соединенный с очагом деформации средствами коммутации, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере двумя автономными электромагнитными системами, расположенными симметрично относительно плоскости прокатки, каждая из которых состоит из магнитопровода, снабженного катушкой возбуждения, питаемой от индивидуального источника электрического тока, размещенной внутри емкости с охладителем, двух подвижных магнитопроводов-сердечников, обращенных друг к другу разноименными полосами, и заключенного между ними нажимного прокатного валка, смонтированного в обойме из магнитного материала с возможностью вертикального перемещения совместно с обоймой относительно полюсов перпендикулярно плоскости прокатки и передачи электромагнитного усилия на прокатываемую полосу и/или рабочий валок, причем обойма установлена на амортизаторы, а нажимной валок установлен на неподвижный охлаждаемый вал, соединенный с индивидуальным источником электрического тока. A rolling stand containing a bed, rolls, roll drive, magnetic cores, an electric current source connected to the deformation zone by means of switching, characterized in that it is equipped with at least two autonomous electromagnetic systems located symmetrically relative to the rolling plane, each of which consists of a magnetic circuit equipped with an excitation coil, fed from an individual source of electric current, located inside the tank with a cooler, two movable magnetic circuits-heart of the plates facing each other with opposite strips, and a pressure rolling roll enclosed between them, mounted in a cage of magnetic material with the possibility of vertical movement together with the cage relative to the poles perpendicular to the rolling plane and transmitting electromagnetic force to the rolled strip and / or work roll, and the cage mounted on shock absorbers, and the pressure roll is mounted on a fixed cooled shaft connected to an individual source of electric current.
RU98105904A 1998-04-03 1998-04-03 Rolling stand RU2141880C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98105904A RU2141880C1 (en) 1998-04-03 1998-04-03 Rolling stand

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98105904A RU2141880C1 (en) 1998-04-03 1998-04-03 Rolling stand

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2141880C1 true RU2141880C1 (en) 1999-11-27

Family

ID=20204112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98105904A RU2141880C1 (en) 1998-04-03 1998-04-03 Rolling stand

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2141880C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002076644A1 (en) * 2001-03-28 2002-10-03 Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'severstal' 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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Целиков А.Н. Машины и агрегаты металлургических заводов, т.3. - М.: Металлургия, 1981. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002076644A1 (en) * 2001-03-28 2002-10-03 Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo 'severstal' Rolling method, a roll mill and a screw-down structure
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
KR101099868B1 (en) Method for increasing the range of production of a metal product rolling installation and installation therefor
RU2387935C2 (en) Roller-hearth furnace for heating and/or temperature equalisation of workpieces of continuous casting from steel or steel alloys, and system containing such furnace for multiple-pass casting
EA024683B1 (en) Magnesium roll mill
RU2141880C1 (en) Rolling stand
JPH03174905A (en) Multistage rolling mill and rolling method
RU2207925C2 (en) Method of rolling, stand of rolls and hold-down device of stands of rolls
ZA200501197B (en) Low-friction bending system in a roll stand comprising several rolls.
RU2138346C1 (en) Rolling stand
US5195347A (en) Guide device for shape rolling
RU2166390C2 (en) Rolling stand
EP0027785B1 (en) Two-high rolling stand for bar and/or wire rolling mill
EP1065014A1 (en) "C" Block roll bending
JPH0131963B2 (en)
RU2146971C1 (en) Lengthwise rolling method and rolling stand for performing the same
SU1123756A1 (en) Arrangement for straightening strip rolled stock
JPS5813243B2 (en) Rolling machine for rolling continuous casting ingots
RU2139153C1 (en) Rolling method
CN109909302A (en) A kind of slab casting-rolling method in continuous casting machine fan-shaped segment exit
JPH05329512A (en) Rolling mill
EP0065936A2 (en) Limited-capacity reversible rolling mill, particularly for the hot-rolling of special steels and non-ferrous metals
RU2187394C1 (en) Screwd0wn mechanism of rolling stand
US4059001A (en) Mill for rolling continuously cast ingot
RU2348473C2 (en) Rolling mill
WO2005065856A1 (en) Method and apparatus for extrusion
JPH0675727B2 (en) Continuous rolling mill using non-driving roll

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140404