RU2196836C2

RU2196836C2 - Method for providing preliminary resiliently stretching stresses in hot rolled and cold rolled strips and sheets, realized during operation of rolled strips and sheets in industrial products and bent profiles used in constructions

Info

Publication number: RU2196836C2
Application number: RU2000117870/02A
Authority: RU
Inventors: В.П. Милькин
Original assignee: Милькин Владимир Петрович
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2003-01-20

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: method involves rewinding strip charged into cassette composed of four supporting rollers and two working rollers of smaller diameter; determining diameter of working rollers depending on strip thickness, strip resiliency and working stress of strip between roll unwinder and strip winder providing full coverage by strip of predetermined part of working roller of smaller diameter. Strip is charged into roller cassette in accordance with following pattern: strip is fed from roll unwinder onto first supporting roller and onto working roller of minimal diameter and is further fed onto second and third supporting rollers, from the latter onto minimal diameter working roller and onto terminating supporting roller, from which strip is wound into roll on winder. When tightly pressed strip adjoins to working roller generatrix, upper strip layer is stretched by size beyond maximal resiliency of strip material. Upon entrance of strip on straight portion, said stretched strip upper layer is incapable of resuming its previous size and stretches strip lower layers to impart preliminary resiliently stretching stresses. EFFECT: increased operating characteristics of hot rolled strips and sheets during operation in products and constructions. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургической промышленности, в частности прокатному производству горячекатаных и холоднокатаных полос, листов и гнутых конструкционных профилей. The invention relates to the field of metallurgy, in particular the rolling production of hot rolled and cold rolled strips, sheets and bent structural profiles.

Для повышения эксплуатационных характеристик холоднокатаных и горячекатаных полос и листов необходимо создание высокопрочного их материала, с повышенной устойчивостью к нагрузкам, в том числе к нагрузкам первого рода, при работе изделий из проката в строительных конструкциях, машиностроении и др. отраслях промышленности. To improve the operational characteristics of cold-rolled and hot-rolled strips and sheets, it is necessary to create high-strength material with increased resistance to loads, including first-type loads, when rolled products are used in building structures, mechanical engineering, and other industries.

В настоящее время высокопрочностные характеристики проката достигаются легированием стали при выплавке и термообработкой. Это приводит к повышению стоимости проката, причем при незначительном приросте повышения его эксплуатационных характеристик. Currently, high-strength characteristics of rolled products are achieved by alloying steel during smelting and heat treatment. This leads to an increase in the cost of rental, and with a slight increase in the increase in its operational characteristics.

Известен способ получения полосового проката, который может быть принят в качестве прототипа. Способ призван получать упругонапряженный прокат в виде холоднокатаных полос и листов. Для этого холодную прокатку полос осуществляют в рифленных валках с кольцевыми канавками на их гладкой поверхности, позволяющих получать на поверхности полосы продольные выступы, которые после рекристаллизационного отжига вкатываются в растянутую полосу(см. патент 2074776). A known method of producing a strip of rolled products, which can be adopted as a prototype. The method is intended to obtain elastically strained rolling in the form of cold-rolled strips and sheets. To do this, the cold rolling of the strips is carried out in corrugated rolls with annular grooves on their smooth surface, allowing longitudinal protrusions to be obtained on the strip surface, which, after recrystallization annealing, are rolled into the stretched strip (see patent 2074776).

Однако для получения предварительно напряженного проката необходимо иметь весьма солидное дополнительное, энергетически насыщенное, оборудование: башенные печи непрерывного отжига, дрессировочные станы и др. солидное оборудование, что значительно повышает затраты на единицу получаемой готовой продукции. However, to obtain prestressed steel, it is necessary to have a very solid additional, energy-saturated equipment: tower continuous annealing furnaces, temper mills and other solid equipment, which significantly increases the cost per unit of finished products.

Задачей данного изобретения является снижение затрат на единицу получаемой продукции, сокращение технологических операций и состава оборудования и повышение эксплуатационных характеристик в материале получаемой продукции. The objective of the invention is to reduce costs per unit of output, reduce technological operations and equipment and increase performance in the material of the resulting product.

Поставленная задача достигается тем, что перед началом использования горячекатаных и холоднокатаных полос в изделиях и конструкциях их пропускают через роликовое устройство, содержащее не менее четырех опорных роликов и двух роликов малого диаметра, собранных в кассету. The problem is achieved by the fact that before using hot-rolled and cold-rolled strips in products and structures, they are passed through a roller device containing at least four support rollers and two small-diameter rollers assembled in a cassette.

Полоса и роликовое устройство заправляется таким образом, чтобы полоса плотно обхватывала рабочие ролики малого диаметра: то одной стороной своей поверхности, то другой стороной своей поверхности. Полосу через роликовое устройство транспортируют с натяжением, и операция может повторяться для повышения эксплуатационных характеристик, если этому позволяют упругие свойства материала полосы. The strip and the roller device are tucked so that the strip tightly encircles the working rollers of small diameter: either one side of its surface, then the other side of its surface. The strip through the roller device is transported with tension, and the operation can be repeated to improve performance if the elastic properties of the strip material allow this.

Диаметры рабочих роликов малого диаметра определяются в зависимости от толщины обрабатываемой полосы и возможности растяжения верхнего слоя материала этой полосы на заданный оптимальный размер без разрушения сплошности материала полосы. Используется некоторый тонкий слой поверхности полосы, который растянут на определенный размер, за которым уже нет возможности возврата растянутого участка в исходное положение первоначального размера, т.к. потеряны упругие возможности материала полосы, выйдя за предел допустимого растяжения. The diameters of the small diameter working rollers are determined depending on the thickness of the processed strip and the possibility of stretching the upper layer of material of this strip to a predetermined optimal size without destroying the continuity of the strip material. A thin layer of the strip surface is used, which is stretched to a certain size, beyond which there is no longer the possibility of returning the stretched section to its original position, since the elastic capabilities of the strip material are lost, going beyond the limit of allowable stretching.

Сущность предложения поясняется чертежом. На чертеже показано роликовое устройство в продольном разрезе. Устройство состоит из четырех опорных роликов 1 и двух рабочих роликов малого диаметра 2, собранных в кассету. Через роликовое устройство заправлена полоса 3 по схеме: с разматывателя рулона на первый опорный ролик, затем на рабочий ролик малого диаметра, затем на второй и третий ролики, дальше на рабочий ролик малого диаметра, а затем на четвертый опорный ролик, с которого полоса уже сматывается в рулон на моталке. The essence of the proposal is illustrated in the drawing. The drawing shows a roller device in longitudinal section. The device consists of four support rollers 1 and two working rollers of small diameter 2, assembled in a cassette. Strip 3 is fed through the roller device according to the scheme: from the unwinder of the roll to the first support roller, then to the working roller of small diameter, then to the second and third rollers, then to the working roller of small diameter, and then to the fourth support roller, from which the strip is already being wound into a roll on a coiler.

Устройство работает следующим образом. При обхвате плотно прижатой полосы к образующей ролика малого диаметра, при оптимально выбранном диаметре рабочего ролика, в ее поверхностном слое осуществляется растяжение этого слоя на размер, выходящий за пределы упругой возможности материала полосы, за которым возврат в исходное положение своего первоначального размера уже нет возможностей, т.к. потеряны упругие свойства материала полосы. The device operates as follows. When a tightly pressed strip is wrapped around a generatrix of a small-diameter roller, with the diameter of the working roller being optimally selected, its layer is stretched to a size that goes beyond the elastic capacity of the strip material, beyond which there is no longer any possibility to return to its original position, because the elastic properties of the strip material are lost.

Полученное таким образом растяжение определенного слоя поверхности полосы, этот слой на прямолинейном участке транспортировки полосы, пытаясь восстановить свои первоначальные размеры, продолжает оставаться растянутым и в силу этого получает сжимающие напряжения за счет того, что он уже не имеет возможности сократить свои первоначальные линейные размеры до нормы. В силу этого, верхний слой, при расправлении его на прямолинейном участке, растягивает нижние слои полосы, на размер приращения линейного размера верхнего слоя, при огибании полосой рабочего ролика малого диаметра, и полоса, в основном своем объеме, получает растягивающие напряжения, опираясь по касательной на верхний ранее растянутый слой полосы, который уже не может быть сжат до первоначальных размеров, т.к. для этого потребовалось бы приложить более значительное усилие в сравнении с усилием, приложенным для растяжения внутренних слоев полосы. The thus obtained stretching of a certain layer of the strip surface, this layer in the rectilinear section of the strip transportation, trying to restore its original dimensions, continues to be stretched and therefore receives compressive stresses due to the fact that it is no longer able to reduce its initial linear dimensions to normal . Because of this, the top layer, when it is straightened in a straight section, stretches the lower layers of the strip by the increment of the linear size of the upper layer, when the strip bends around a small working diameter roller, and the strip, in its main volume, receives tensile stresses based on tangential on the upper previously stretched layer of the strip, which can no longer be compressed to its original size, because this would require a greater force than the force applied to stretch the inner layers of the strip.

Если, например, по данным лаборатории механических испытаний материала обрабатываемой полосы упругие свойства определились до 10%, на определенной базе участка измерения, то не лимитированное оборудованием прокатного стана натяжение полосы в роликовой кассете, создаваемое между разматывателем и моталкой стана, может обеспечить растяжение полосы в кассете минимум на 8%. Тогда дополнительно растяжению полосы натяжением верхние слои полосы должны быть растянуты еще не менее чем на 3-4% на рабочих роликах малого диаметра в кассете. Растяжение достигается изгибом полосы вокруг рабочего ролика, которое сопровождается растяжением верхнего слоя полосы, за счет разности диаметра рабочего ролика без полосы и с полосой, т.е. за счет разности линейных размеров окружностей ролика без полосы и с полосой. If, for example, according to the laboratory for mechanical testing of the material of the processed strip, the elastic properties are determined up to 10%, on a certain base of the measurement site, then the strip tension in the roller cassette, not limited by the equipment of the rolling mill, created between the unwinder and the winder of the mill, can provide stretching of the strip in the cassette at least 8%. Then, in addition to stretching the strip by tension, the upper layers of the strip should be stretched by at least 3-4% on the working rollers of small diameter in the cassette. The stretching is achieved by bending the strip around the working roller, which is accompanied by stretching of the upper layer of the strip, due to the difference in the diameter of the working roller without a strip and with a strip, i.e. due to the difference in the linear dimensions of the circumferences of the roller without strip and with strip.

Если рабочие ролики выбраны, например, диаметром 50 мм, а толщина обрабатываемой полосы 2 мм, то линейный размер поверхности полосы, лежащей на поверхности рабочего ролика, составляет l=πD или l=3,14•50=157 мм, а линейный размер окружности поверхности полосы вне поверхности ролика l₁= π(D+2); l₁= 3,14•52= 163,28 м. Разность линейных размеров составляет l₁-l= 163,28-157= 6,28 мм. В процентном отношении это будет: 157-100%, а 6,28-Х%, т.е.

.If the working rollers are selected, for example, with a diameter of 50 mm, and the thickness of the processed strip is 2 mm, then the linear size of the surface of the strip lying on the surface of the working roller is l = πD or l = 3.14 • 50 = 157 mm, and the linear size of the circle the strip surface outside the roller surface l ₁ = π (D + 2); l ₁ = 3.14 • 52 = 163.28 m. The difference in linear dimensions is l ₁ -l = 163.28-157 = 6.28 mm. In percentage terms, this will be: 157-100%, and 6.28-X%, i.e.

.

Из этого следует, что диаметр рабочих роликов выбран соответственно толщине полосы и согласно упругих свойств материала полосы. Натяжение полосы между разматывателем и моталкой, заправленной в роликовую кассету, не лимитируется составом оборудования. It follows that the diameter of the working rollers is selected according to the strip thickness and according to the elastic properties of the strip material. The tension of the strip between the unwinder and the coiler tucked into the roller cassette is not limited by the composition of the equipment.

Дополнительно к упомянутому выше предложение может быть использовано при производстве трансформаторной стали для получения высокотекстурованной кристаллической и доменной текстур, снижающих ватные потери и магнитострикцию при работе трансформаторной стали в промышленных трансформаторах и др. электротехнических приборах и устройствах, питающихся переменным током. In addition to the above proposal, it can be used in the manufacture of transformer steel to obtain highly textured crystalline and domain textures that reduce cotton losses and magnetostriction during the operation of transformer steel in industrial transformers and other electrical devices and devices powered by alternating current.

Предложение является экономически выгодным в его использовании в металлургической промышленности, а ожидаемая прибыль от реализации продукции и работе ее в изделиях и сооружениях может быть получена на порядок и больше в сравнении с известными способами получения подобной продукции в настоящее время при горячей прокатке конструкционных профилей. The proposal is economically advantageous in its use in the metallurgical industry, and the expected profit from the sale of products and its work in products and structures can be obtained by an order of magnitude and more in comparison with the known methods for producing similar products at present during hot rolling of structural profiles.

Claims

A method of obtaining pre-elastic tensile stresses in a hot-rolled and cold-rolled strip, comprising filling the strip from the unwinder of the roll into a cassette, consisting of support and working rollers of a smaller diameter and rewinding the strip from the unwinder of the roll onto a coiler for winding the strip into a roll, characterized in that the strip is fed into the cartridge having four supporting and two working rollers of a smaller diameter, which is determined depending on the strip thickness, the elastic capacity of the strip material and the working tension of the strip between with the unwinder of the roll and the coiler of the strip into a roll, the strip is fed into the cassette with a certain tension, with a tight grip of a part of the strip forming the working roller, first on the first support roller, then on the working roller, on the second and third support rollers, on the second working roller and on the fourth support roller, from which the strip is wound into a roll.