RU2698241C1 - Rolling method in rolls with wavy barrel profile - Google Patents

Rolling method in rolls with wavy barrel profile Download PDF

Info

Publication number
RU2698241C1
RU2698241C1 RU2018137471A RU2018137471A RU2698241C1 RU 2698241 C1 RU2698241 C1 RU 2698241C1 RU 2018137471 A RU2018137471 A RU 2018137471A RU 2018137471 A RU2018137471 A RU 2018137471A RU 2698241 C1 RU2698241 C1 RU 2698241C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
rolls
rolling
metal
barrel
Prior art date
Application number
RU2018137471A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Данис Шамильевич Нухов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2018137471A priority Critical patent/RU2698241C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2698241C1 publication Critical patent/RU2698241C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to metal forming and can be used at rolling of cast slabs in rough stands of hot-rolling mill. Method involves rolling in two passes, in the first pass, workpiece is reduced with height h in rolls with wave-like barrel profile, and on second surface roll body with smooth surface. After the first pass, lengthwise heights and recesses of cylindrical shape are formed along the entire length on the workpiece surface due to the fact that rolls of the metal roll are moving in the cavity of its recesses at introduction of the ribs. Subsequent passage is performed in rolls with smooth barrel, at that, metal flows in reverse direction and provides for sign-changing metal flow with insignificant changes of initial billet dimensions. On surface of workpiece 1 wave-like profile is formed in the form of in-series arranged protrusions and equally-height cylindrical shape recesses hp=(0.75÷0.1)·h, length l=(5…6)·hp and radius r=(l2-h2 p)/4·hp. In squeezing the workpiece in rolls with a smooth barrel by an absolute reduction amount equal to Δh = 2hp, surface of workpiece 2 is levelled.
EFFECT: ensuring uniform distribution of the degree of deformation in the volume of rolled metal and excluding the probability of formation of nonmetallic inclusions and liqueves of string form.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при прокатке толстых листов и полос в черновой клети листопрокатного стана горячей прокатки.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used when rolling thick sheets and strips in a roughing stand of a sheet rolling hot rolling mill.

Известен способ получения толстого листа из непрерывно-литого сляба в реверсивной клети стана 5000, на которой осуществляется черновая и чистовая прокатки в валках с гладкой бочкой (Эфрон Л.И. Металловедение в «большой» металлургии. Трубные стали – М.: Металлургиздат, 2012 – 696 с.). Недостатком этого способа прокатки в валках с гладкой бойкой является то, что в осевой зоне сляба литая структура недостаточно проработана, неметаллические включения и ликваты имеют строчечное расположение в металле вдоль оси проката, не достигается в связи с этим требуемый уровень физико-механических свойств изделий. There is a method of producing a thick sheet of continuously cast slab in a reversing stand of mill 5000, on which rough and finish rolling is carried out in rolls with a smooth barrel (Efron L.I. Metallurgy in "large" metallurgy. Pipe steels - M .: Metallurgizdat, 2012 - 696 p.). The disadvantage of this method of rolling in rolls with a smooth gait is that the cast structure in the axial zone of the slab is not sufficiently worked out, non-metallic inclusions and liquids have a stitching arrangement in the metal along the rolling axis, and therefore the required level of physical and mechanical properties of the products is not achieved.

Известен способ получения листового проката, включающий периодическую прокатку заготовки с применением валков, на поверхности которых имеются чередующихся выступы и впадины, и последующую прокатку в валках с гладкой бочкой для получения плоской поверхности раската. Выступы и впадины на поверхности заготовки можно получать симметрично друг относительно друга или со смещением. (А.С. СССР № 358037 В 21 В 1/22, опубл. 03.11.1972).A known method of producing sheet metal, including periodic rolling of the workpiece using rolls, on the surface of which there are alternating protrusions and depressions, and subsequent rolling in rolls with a smooth barrel to obtain a flat surface of the roll. The protrusions and depressions on the surface of the workpiece can be obtained symmetrically relative to each other or with offset. (AS USSR No. 358037 B 21 V 1/22, publ. 03.11.1972).

Недостатком способа является то, что профилированные валки имеют выступы и впадины конической формы, что затрудняет полное заполнение металла полостей валка, поэтому невозможно получить однородную во всем объеме полосы степень деформации. Кроме того, способ не позволят контролировать уширение при прокатке, что также негативно сказывается на характере деформационной проработки металла.The disadvantage of this method is that the profiled rolls have protrusions and troughs of a conical shape, which makes it difficult to completely fill the metal of the cavities of the roll, so it is impossible to obtain a degree of deformation uniform in the entire volume of the strip. In addition, the method will not allow to control the broadening during rolling, which also negatively affects the nature of the deformation study of the metal.

Известен также способ продольной прокатки полосы с формированием на ее поверхности чередующихся выступов и впадин виде канавок, и ее последующую прокатку в валках с гладкой бочкой для получения плоской поверхности. Канавки выполняют пересекающимися, с образованием на поверхности раската выступов ромбической формы, причем шаг канавок превышает их глубину не менее чем в 3 раза. Их формирование осуществляется путем прокатки раската между двумя валками, на бочках которых выполнены геликоидальные ребра (патент РФ № 2427434 В 21 В 1/22, опубл. 27.08.2011).There is also known a method of longitudinal rolling of a strip with the formation on its surface of alternating protrusions and depressions in the form of grooves, and its subsequent rolling in rolls with a smooth barrel to obtain a flat surface. The grooves are intersected, with the formation of rhombic-shaped protrusions on the surface of the roll, and the pitch of the grooves exceeds their depth by at least 3 times. Their formation is carried out by rolling the roll between two rolls, on the barrels of which helical ribs are made (RF patent No. 2427434 В 21 В 1/22, publ. August 27, 2011).

Недостаток этого способа состоит в том, что способ не обеспечивает однородную деформационную проработку структуры металла во всем объеме, поэтому невозможно получить однородные структуру и физико-механические свойства изделий. Низкое качество получаемого проката, обуславливается также искажением формы его поперечного сечения вследствие наплывов на выходе из очага деформации. The disadvantage of this method is that the method does not provide a uniform deformation study of the metal structure in the entire volume, so it is impossible to obtain a homogeneous structure and physico-mechanical properties of the products. The low quality of the rolled stock is also caused by a distortion in the shape of its cross section due to the influx at the outlet of the deformation zone.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ получения полосового проката, который осуществляется в профилированных валках с волнообразным профилем бочки в виде выступов и впадин цилиндрической формы. При обжатии в валках на поверхности заготовки формируются углубления шарообразной формы радиусом (0,013…0,015)D, глубиной (0,025…0,035)D, которые расположены на расстоянии друг от друга вдоль оси прокатки в пределах (0,04…0,65)D и в перпендикулярном направлении в пределах (0,052…0,055)D, где D диаметр валка (патент РФ № 2033867 В 21 В 1/02, опубл. 30.04.1995). The closest analogue to the invention is a method for producing strip products, which is carried out in profiled rolls with a wave-like profile of the barrel in the form of protrusions and depressions of a cylindrical shape. When crimping in the rolls on the surface of the workpiece, spherical depressions are formed with a radius of (0.013 ... 0.015) D, a depth of (0.025 ... 0.035) D, which are located at a distance from each other along the rolling axis in the range of (0.04 ... 0.65) D and in the perpendicular direction within (0.052 ... 0.055) D, where D is the roll diameter (RF patent No. 2033867 B 21 V 1/02, publ. 04.30.1995).

Недостатком прототипа является то, что способ ориентирован на повышение прочности проката путем разрывов полосчатой структуры в поверхностно слое слитка, и не позволяет активно воздействовать на характер деформационной проработки во всем объеме литой структуры заготовки. Кроме того, характер формирования углублений и выступов может быть причиной наплыва металла при последующем выравнивании поверхности заготовки в гладких валках.The disadvantage of the prototype is that the method is focused on increasing the strength of rolled products by breaking the banded structure in the surface layer of the ingot, and does not allow to actively influence the nature of the deformation study in the entire volume of the cast structure of the workpiece. In addition, the nature of the formation of the recesses and protrusions may be the cause of the influx of metal during subsequent alignment of the surface of the workpiece in smooth rolls.

Проблема, решаемая применением предлагаемого способа, является повышение качества проката путем создания условий для обеспечения знакопеременной деформации в очаге деформации при прокатке заготовки при минимальных изменениях размеров заготовкиThe problem solved by the application of the proposed method is to improve the quality of rolled products by creating conditions to ensure alternating deformation in the deformation zone during rolling of the workpiece with minimal changes in the size of the workpiece

Технический результат: однородная деформационная проработка литой структуры металла во всем объеме сляба при относительном обжатии за два прохода

Figure 00000001
= 15…20% и обеспечение знакопеременной деформации в условиях действия сжимающих напряжений. Effect: homogeneous deformation study of the cast metal structure in the entire volume of the slab with relative compression in two passes
Figure 00000001
= 15 ... 20% and ensuring alternating deformation under conditions of compressive stress.

Указанная проблема решается тем, что в заявляемом способе прокатки заготовки высотой h в первом проходе прокатки используют валок с продольно расположенными ребрами и впадинами цилиндрической формы, который позволяет сформировать на поверхности заготовки волнообразный профиль в виде последовательно расположенных выступов и углублений цилиндрической формы одинакового радиуса r, длины l и высоты hв. Причем высота hв выступа и углубления определяют в зависимости от высоты заготовки – hв

Figure 00000002
, а длина выступов и углублений – l
Figure 00000003
hв, радиус же определяется исходя из их геометрии – r
Figure 00000004
. Если значение hв будет меньше 0,75, то металл не заполняет углубления валка на первом этапе, что не позволит обеспечить равномерное распределение степени деформации при последующем обжатии заготовки в гладких валках. При прокатке заготовки с высотой выступов и углублений hв > 0,1 не удается обеспечить проникновение деформации в осевую зону слитка, при этом накопленная за два прохода прокатки степень деформация распределена по сечению заготовки неравномерно, что приведет к неоднородности механических свойств готового изделия.This problem is solved by the fact that in the inventive method of rolling a workpiece with a height h in the first pass, a roll with longitudinally spaced ribs and hollows of a cylindrical shape is used, which allows you to form a wave-like profile on the surface of the workpiece in the form of consecutive protrusions and recesses of a cylindrical shape of the same radius r, length l and height h in . Moreover, the height h in the protrusion and the recess is determined depending on the height of the workpiece - h in
Figure 00000002
, and the length of the protrusions and recesses is l
Figure 00000003
h in , the radius is determined based on their geometry - r
Figure 00000004
. If the value of h in will be less than 0.75, then the metal does not fill the recesses of the roll at the first stage, which will not allow for a uniform distribution of the degree of deformation during subsequent compression of the workpiece in smooth rolls. When rolling a billet with a height of protrusions and recesses h in > 0.1, it is not possible to ensure the penetration of deformation into the axial zone of the ingot, while the degree of deformation accumulated over two passes of the rolling is distributed unevenly over the section of the billet, which will lead to heterogeneous mechanical properties of the finished product.

Профиль валка представлен на Фиг.1. На поверхности раската по всей длине формируются продольные высоты и углубления цилиндрической формы. Второй проход прокатки осуществляется в гладких валках, при обжатии в которых происходит выравнивание поверхности заготовки. При внедрении ребер валка металл течет в полости впадин валка. В последующем проходе в валках с гладкой бочкой, при выравнивании поверхности заготовки, металл течет в обратном направлении, обеспечивается знакопеременное течение металла при относительном обжатии за два прохода

Figure 00000005
= 15…20%. The roll profile is shown in FIG. On the surface of the roll along the entire length, longitudinal heights and indentations of a cylindrical shape are formed. The second rolling pass is carried out in smooth rolls, during compression in which the workpiece surface is leveled. When introducing the edges of the roll, the metal flows in the cavity of the hollows of the roll. In the subsequent pass in rolls with a smooth barrel, when the surface of the workpiece is leveled, the metal flows in the opposite direction, an alternating metal flow is provided with relative reduction in two passes
Figure 00000005
= 15 ... 20%.

Для обеспечения равномерного распределения степени деформации в объеме проката на поверхности заготовки 1 формируется волнообразный профиль в виде последовательно расположенных выступов и углублений цилиндрической формы одинакового радиуса r, длины l и высоты hв. При обжатии раската в валках с гладкой бочкой, на величину абсолютного обжатия равную

Figure 00000006
= 2hв, происходит выравнивание поверхности раската 2. To ensure uniform distribution of the degree of deformation in the rental volume, a wave-like profile is formed on the surface of the workpiece 1 in the form of successively arranged protrusions and indentations of a cylindrical shape of the same radius r, length l and height h c . When compressing the roll in rolls with a smooth barrel, the absolute compression is equal to
Figure 00000006
= 2h in , alignment of the surface of the roll 2 occurs.

На фиг.2 представлена схема процесса горячей прокатки в два этапа, в соответствии с которой предлагаемый способ осуществляют следующим образом: предварительно нагретую литую заготовку 1 на первом этапе обжимают в валках с волнообразным профилем бочки и формируют на поверхности выступы и углубления цилиндрической формы поверхности с одинакового радиуса r, длины l и высоты hв. Высота заготовки 2, находящаяся под выступами, уменьшается на величину ∆h, которая равна абсолютному обжатию заготовки. Металл под выступами вытесняется в пространство ребер валка, где высота заготовки 2 увеличивается на величину ∆h. На втором этапе заготовка обжимается в гладких валках, высота заготовки 3 восстанавливается до прежних размеров. Таким образом, в объеме заготовки осуществляется знакопеременная деформация в условиях действия сжимающих напряжений.Figure 2 presents a diagram of the hot rolling process in two stages, in accordance with which the proposed method is as follows: the preheated cast billet 1 at the first stage is crimped in rolls with a wave-like profile of the barrel and protrusions and recesses of a cylindrical surface are formed on the surface from the same radius r, length l and height h in . The height of the workpiece 2, located under the protrusions, decreases by ∆h, which is equal to the absolute compression of the workpiece. The metal under the protrusions is pushed into the space of the edges of the roll, where the height of the workpiece 2 increases by ∆h. At the second stage, the workpiece is crimped in smooth rolls, the height of the workpiece 3 is restored to its previous size. Thus, alternating deformation is carried out in the volume of the workpiece under conditions of compressive stress.

Прокатку заготовки с формированием на поверхности выступов и углублений осуществляют с относительным обжатием в области ребер прокатного валка на (15…20)%. При прокатке заготовки на первом этапе с относительным обжатием менее 15 % высота выступов не достигает значения ∆h, поэтому на втором этапе при обжатии выступов не обеспечивается равномерная проработка структуры металла во всем объеме заготовки. При относительном обжатии более 20% коэффициент вытяжки принимает значения больше единицы (λ > 1), как на первом, так и на втором этапах, что также препятствует формированию выступов и углублений высотой равной ∆h, при этом уменьшается амплитуда знакопеременной деформации и исчезает эффект рациональной проработки литой структуры металла, это затрудняет получение высококачественной структуры металла и рациональной формы неметаллических включений и ликватов. The rolling of the workpiece with the formation of protrusions and recesses on the surface is carried out with relative compression in the area of the edges of the rolling roll by (15 ... 20)%. When rolling a workpiece at the first stage with a relative compression of less than 15%, the height of the protrusions does not reach ∆h, therefore, at the second stage, when compressing the protrusions, the metal structure in the entire volume of the workpiece is not uniformly worked through. With a relative compression of more than 20%, the drawing coefficient takes values greater than unity (λ> 1), both in the first and in the second stages, which also prevents the formation of protrusions and indentations with a height equal to ∆h, while the amplitude of alternating deformation decreases and the rational effect disappears elaboration of the cast metal structure, this makes it difficult to obtain a high-quality metal structure and a rational form of non-metallic inclusions and liquids.

Предлагаемый способ позволяет повысить качество структуры и уровень механических свойств за счет заварки внутренних дефектов литой структуры и благоприятного формоизменения неметаллических включений и ликвационных образований.The proposed method allows to improve the quality of the structure and the level of mechanical properties due to the welding of internal defects of the cast structure and the favorable shape change of non-metallic inclusions and segregations.

Таким образом, способ позволяет, за счет реализации схемы знакопеременного течения металла, полностью продеформировать литую структуру во всем ее объеме и обеспечить устранение неметаллических и ликвационных включений, образование строчечной структуры, что позволит повысить уровень физико-механических свойств, необходимый для изготовления ответственных изделий. Thus, the method allows, due to the implementation of the scheme of alternating metal flow, to completely deform the cast structure in its entire volume and to ensure the elimination of non-metallic and liquation inclusions, the formation of a stitch structure, which will increase the level of physical and mechanical properties necessary for the manufacture of critical products.

Технический результат, достигаемый применением предлагаемого способа прокатки заготовки в валках с волнообразным профилем бочки, заключается в повышении качества готовых полос за счет эффективной деформационной проработки литой структуры в условиях действия сжимающих напряжений.The technical result achieved by the application of the proposed method of rolling a workpiece in rolls with a wave-like profile of the barrel is to improve the quality of the finished strips due to the effective deformation study of the cast structure under compressive stresses.

Claims (6)

Способ прокатки в валках с волнообразным профилем бочки, включающий обжатие заготовки в первом проходе в валках с продольно расположенными ребрами и впадинами цилиндрической формы, с последующим выравниванием поверхности профилированной заготовки при обжатии в валках с гладкой бочкой, отличающийся тем, что прокатку осуществляют с обеспечением равномерного распределения степени деформации в объеме заготовки посредством формирования в первом проходе на поверхности заготовки высотой h волнообразного профиля в виде последовательно расположенных выступов и углублений цилиндрической формы одинаковой длины l, высоты hв и радиуса r, The method of rolling in rolls with a wave-like profile of the barrel, comprising compressing the workpiece in the first pass in rolls with longitudinally arranged ribs and hollows of a cylindrical shape, followed by leveling the surface of the profiled workpiece when crimping in rolls with a smooth barrel, characterized in that the rolling is carried out with uniform distribution the degree of deformation in the volume of the workpiece by forming in the first pass on the surface of the workpiece with a height h a wavy profile in the form of positioning protrusion and recesses of a cylindrical shape of equal length l, a height h and a radius r, причем moreover hв
Figure 00000007
,h in
Figure 00000007
, l
Figure 00000008
hв,l
Figure 00000008
h in r
Figure 00000009
, r
Figure 00000009
, и последующего выравнивания поверхности заготовки в валках с гладкой бочкой во втором проходе с обжатием
Figure 00000010
= 2hв.and subsequent alignment of the surface of the workpiece in rolls with a smooth barrel in the second pass with compression
Figure 00000010
= 2h in .
RU2018137471A 2018-10-24 2018-10-24 Rolling method in rolls with wavy barrel profile RU2698241C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018137471A RU2698241C1 (en) 2018-10-24 2018-10-24 Rolling method in rolls with wavy barrel profile

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018137471A RU2698241C1 (en) 2018-10-24 2018-10-24 Rolling method in rolls with wavy barrel profile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2698241C1 true RU2698241C1 (en) 2019-08-23

Family

ID=67733860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018137471A RU2698241C1 (en) 2018-10-24 2018-10-24 Rolling method in rolls with wavy barrel profile

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2698241C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3834205A (en) * 1972-12-20 1974-09-10 Procter & Gamble Selectively insulated mill roll
SU1328016A1 (en) * 1986-03-18 1987-08-07 Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии Working roll of rough sheet-rolling stand
RU2033867C1 (en) * 1990-11-20 1995-04-30 Андрей Сидорович Коржавин Method for rolling of blanks
RU2427434C1 (en) * 2010-02-26 2011-08-27 Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Method of producing rolled sheet

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3834205A (en) * 1972-12-20 1974-09-10 Procter & Gamble Selectively insulated mill roll
SU1328016A1 (en) * 1986-03-18 1987-08-07 Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии Working roll of rough sheet-rolling stand
RU2033867C1 (en) * 1990-11-20 1995-04-30 Андрей Сидорович Коржавин Method for rolling of blanks
RU2427434C1 (en) * 2010-02-26 2011-08-27 Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Method of producing rolled sheet

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114130844A (en) Method for producing a high-pressure pipe
RU2427434C1 (en) Method of producing rolled sheet
RU2698241C1 (en) Rolling method in rolls with wavy barrel profile
RU2492010C1 (en) Method of copper and copper alloy contact wiredrawing
RU2769137C1 (en) SET OF WORKING TOOLS FOR PILGER ROLLING OF THIN-WALL TITANIUM PIPES FROM (α+β)-TITANIUM ALLOY
RU2677404C1 (en) Manufacturing pipes method
RU2362642C1 (en) Method for production of bent channels
RU2378063C1 (en) Mandrel of rotary piercer
RU2393932C1 (en) Method to produce heat exchanger plates
RU2694443C2 (en) Method for production of thick sheet from continuously-cast slab
RU2763696C1 (en) Method for manufacturing longitudinal electric-welded pipes
RU156711U1 (en) ROLLER ASSEMBLY
RU2310534C1 (en) Method for producing low-carbon reinforcement wire
RU2574632C1 (en) Method of h-bar rolling
RU2582839C1 (en) Method of forming section profile in closed gages
RU2726231C1 (en) Method of producing calibrated hexagonal profiles from stainless steels
RU2118213C1 (en) Method for making c-shaped bent section
RU2496592C2 (en) Method of trilateral die-rolled section profile application on high-strength reinforcing wire surface
Karelin et al. Comparison of stress-strain behavior during helical rolling process with various deformation regimes obtained by mathematical simulation in DEFORM-3D software package
RU2319559C1 (en) Wire production method
RU2232658C1 (en) Method for bending channel bar
RU2122906C1 (en) Blank rolling method
Nukhov et al. Theoretical justification of the longitudinal rolling method of the thick sheets by the severe shear deformation
RU2059451C1 (en) Method of making thin-wall sections from strip blanks
RU2221654C1 (en) Method for making low carbon reinforcing wire