SU1629117A1 - Способ прокатки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к прокатному производству и могсет быть ис- пользо вано при прокатка полос в черновых клет х. Целью изобретени   вл - /етс  увеличение выхода годного и повышение качества проката. Согласно способу прокатки заготовку обжимают между синхронно вращающимис  валками, бочки которых имеют эксцентриситет относительно оси вращени . Величину эксцентриситета устанавливают согласно математическому выражению в зависимости от диаметро,, валкгь, величины обжати  и необходимой величины сдвиговой деформации, характеризующейс  углом сдвига, амплитуда изменени  которого составл ет 7-45 . Up i этом рас.го ние между ос ми поверхностен бочек устанавливают равным сумме наименьшей толщины получаемого периодического раската и полусуммы диаметров валков. Наличие сдвиговых деформаций уменьшает давление металла на валки, позвол ет повысить производительность клети за счет увеличени  обжатий и увеличивает выход годного проката. Кроме того, вследствие лучшей проработки структуры повышаетс  качество проката. 4 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к прокатному производству и может быть использовано при прокатке полос в черновых клет х.

Цель изобретени  - увеличение выхода годного и повышение качества проката,

На фиг. 1 представлена схема процесса прокатки дл  положени  рабочих валков, при котором их бочки эксцентрично смещены вниз относительно осей вращени ; на фиг.-2 - схема процесса прокатки после поворота рабочих валков на 90° по отношению к положению , показанному на фиг. 3; на фиг . 3 - валок с регулируемьм эксцентриситетом бочки; на фиг. 4 - шейка, валка, разрез.

Согласно способу прокатки заготовку обжимают между синхронно вращающимис  валками, оси цилиндрических гладких бочек 1 (фиг. 1) которых эксцентрично смещены относительно осей вращени . Величину эксцентриситета устанавливают посто нной дл  каждого пропуска и определ ют по зависимости

С5

ю

со

де е - JK:C цеьтриситет бочек валков

относительно осей вращени , м; с - коэффициент, характеризующий -j степень деформации сдвига при прокатке заготовки, с 0,125..,1,0;

Дh - величина наибольшего обжати 

заготовки за оборот валков, м; 15

h - наименьша  толщина периодического раската после выдачи его чз валков, м;

d - меньший из диаметров бочеь

валков, м;20

d g - больший из диаметров бочок валков, м.

При эю -j рассто ние между ос ми о №е к валков Ј устанавливают в соот ьетствии с соотношением

f d{ ,, dZ-0- Ъ

f ь - -f h, s

м

(:

л поддерживают посто нным на пйоач- жешга всего пропуска.

Сущность предлагаемого способа заключаетс  в возбуждении в очаге деформации принудительно о вибрационного процесса с частотой, равной частоте вращени  валков, что способству- ет снижению давлени  металла на валки II позвол ет увеличить обжати  за каж- цый проход на существующем оборудовании . Периодически измен ющеес  рассогласование скоростей вапков в очаге деформации обуславливает возникновение периодически мен вшихс  сдвиговых деформаций, наличие которых и обеспечивает снижение усилий прокатки . Кроме того, происходит периоди- ческое изменение обжати . Причем обжатие имеет минимальную величину в тот момент времени, когда деформации сдвига равны нулю. За счет этого достигаетс  стабилизаци  нагрузки на клеть и уменьшаютс  динамические нагрузки в приводе.

Одновременно с повышением производительности периодически измен ющиес  деформации сдвига слоев прокаты чаемой заготовки позвол ют интенсифицировать проработку структуры ме- 1алла и способствуют завариванию в теле заготовки усадочной рыхлости,

-j

15

20

г5

зо

IQ 45

0

5

образовавшейс  при разливке .. гали ъ слитки. Это, в свою очередь, поьь.ша- ет качество проката и уменьшает оэ- резь головной части расчата.

Деформаци  сдвига характеризуето углом сдвига или коэффициент сдвиговой деформации с i g, % , Известно , что угол сдвига ie дг-«t , превьшать 45° э поскольку это вызвать нарушение сплошности раскат „ В то же врем  углы сдвига У Ь° практически не вли ю, на напр че чое состо ние прокатываемого металла. При синусоидальном законе изменени  сдвиговых деформаций среднему значе нию 5° соответствуем амплитуда 7 „ Диапазону амплитуд угла СДБИ-- ra fl 7-4Ьс с оо тететвуют значени  коэффициента сдвиговой деформации с tg (7-45 ) С,125...1,0.

Паред началом прокат i за ото KI. в валках с регулируемы;г эксцен ииси- тетом бочки определ ют вел чину эксцентриситета в зависимости от параметров процесса прокатки по формуле (I; и устанавливают эксцентриситет бочки каждого из валков равным полученному значению. Посте этого осуществл ют установку вапков. при которой в процессе прокатки о еспечи- ваетс  посто нство рассто ни  между ос ми бочек валков. Длн этого рабочие валки ливают таким образом , чтобы эксцентрично смещенные бочки у обоих валков были опущены вниз относительно осей вращени  (фиг, 1). Тогда в дальнейшем при синхронном вращении валков (фиг. 1 и 2) рассто ние между ос ми в перпендикул рном к оси прокатки направлении сохран етс  посто нным и определ етс  выражением (2) .

Заготовка задаетс  в межвалковый зазор синхронно ращающихс  в противоположных направлени х валков. Заготовка захватываетс  наиболее надежно в период, когда действительный межвалковый зазор имеет наибольшую вели - чину, а окружные скорости валков в очаге деформации равны иежду что соответствует -положению валков, доказанному на фиг. 2„ После того,

S162

как достигаетс  полный захват заготовки валками, начинаетс  вибрационный процесс прокатки. По мере вращени  валков, обладающих эксцентрично установленными бочками с односторонним направлением смещени  относительно оси прокатки, происходит периодическое изменение величины окружных скоростей с частотой вращени  валков и величины межвалкового зазора с удвоенной частотой вращени  валков в очаге деформации. ПРИ этом и окруж

7«

ные скорости в лков, и величина обжати  измен ютс  по сннусоидапьному закону.

Положению валков, показанному на фиг. 1, соответствуют наибольша  неличина обжати  и наибольша  величина реформации сдвига, а положению на фиг. 2 - наименьшие значени  указанных величин. R последнем случае -рассто ние между центрами окружностей бочек валког составл ет

с, с.

4

0,0 + ((),П, + 0ZC2)2

Г(2е) J±L±J-4 h)2 + (2eV, (3)

при этом мехвалковый зазор опре- 20 дел етс  вьфажением

С угйчом послед ней зависимое и удвиеш;-;к амплитуда изменени  межвалкового -азор .А к (м) , а следовательно,

как А - h

ii-fa

+ dt + 2h)2

Полученное значение амплитуды необходимо учитывать при расчетах режимов работы стана и калибровок. За один оборот валков межзалковый зазор дважды измен ет свою величину

от h до h.

Окружные скорости валков в очлге

деформации измен ютс  синхронно с вращением валков по синусоидальному закону

V, а{|1+ (e-sintot +Cf)); V2 G)fl2+ (e sin(GJt )

где V,, v. - окружные скорости валков , м/с;

СО - углова  скорость вращени  валков, рад/с; t - врем , с; Ц - начальна  фаза, рад.

Амплитуда рассогласовани  окруж- ных скоростей составл ет

AV-Gb$- + 2e),(7)

и изменени  толщины irpoF-атываемого периодического профи. г определ етс 

6е2 - (а, - d2

2h

,). (5)

Заготовка , обжимаема  валками, вступает в контакт с. поверхност ми валков в очаге деформации, обладающими периодически измен ющимис  окружными скорост ми. При этом за счет сил трени  слои заготовки, прилрга- юшие к поверхности валка с большей

40 окружной скоростью, перемещаютс  вперед в направлении оси прокатки, а слои, прилегающие к валку с меньшей окружной -скоростью, отстают. Вследствие этого в теле заготовки

де вызываютс  деформации сдвига.

В соответствии со схемой фиг. 1, дл  максимальной деформации сдвига, характеризующейс  коэффициентом сдвиговой деформации с, может быть

5о -записано

LA,8,K4- 1AiBz

С К,В

пг

(8)

где 1. о .. - длина дуги окружности

1 бочки, контактирующей с заготовкой со стороны верхнего валка за период времени t, м;

1 - длина дуги, контактиру- 22 ютей с заготовкой со

стороны нижнего валка , за тот же период времени , м;

- межвалковый зазор, м,, равный RJ В 2. N

Исход  из услови  равенства давлений на оба валка, длины дуг контак- гов валков с заготовкой 1д((И ,„ можно считать в первом приближении одинаковыми и определить из соотношени 

1А2Ьг

Ч

cU d2.

d4 + d;

-fih.

За некоторый период времени валки поворачиваютс  вокруг осей вращени  на одинаковые углы 0 и 0. (рад), соответствующие длинам дуг 1д 1д а Пренебрега  изменением катающего радиуса в пределах очага деформации , можно записать

+ е):(Ю)

А,В,К,

1

АгВа Q2.

.

if- j

(11)

Из уравнени  (8) с учетом (9) и (10) полунаем следующее выражение

ь.-ч. Й ЧНз,..2

da. л

Принима  во внимание равенство углов QJ и Qo, из выражени  (11) следует

«, ., 13)

Подставив выражение (13) в уравнение (12), получаем соотношение, взаимосв зывающее величину эксцентриситета и диаметров валков с параметрами процесса прокатки

c.h,

dz-dh /d - 4ej|( ш di + 2e /УУ

В результате преобразований последнего соотношени  получаем выраже- д ние дл  эксцентриситета валков, необходимого при осуществлении вибрационного процесса прокатки по предлагаемому способу:

I1 ч

55

ю 15

20

25

30

)

35

40

При выводе выражени  из эксцентриситета обозначени м df и d-, согласно фиг. 1 и 2, соответствуют диаметры верхнего и нижнего рабочих валков. Однако, учитыва  асимметрию полученного выражени  (1) относительно перестановки d и dg., целесообразно при расчетах по зависимости (1) принимать в качестве dg наибольший из диаметров валков, что обеспечивает несколько большие величины эксцентриситета и, соответственно, большие сдвиговые деформации.

Дл  осуществлени  способа используютс  рабочие валки с регулируемой величиной эксцентриситета бочки (фиг. 3), каждый из которых состоит из бочки 1, эксцентрично смещенной относительно шеек 2, на которые надеты эксцентричные втулки 3 с фиксаторами 4. Величина эксцентриситета бочки валка относительно шеек - е ш (фиг, 4) равна величине эксцентриситета отверсти  втулок - е, при этом они в сумме образуют максимальную величину, равную предельно допусти- MOMV дл  каждой конкретной конструкции стана эксцентриситету каждого из валкрв.

Регулировка результирующего эксцентриситета валка осуществл етс  посредством поворота втулок, насаженных эксцентричным отверстием вокруг шеек валка с эксцентричной бочкой. Величина эксцентриситета валка св зана с углом поворота втулок относительно шеек G (рад) следующей зависимостью:

(С/2) .

(15)

5

д

5

В качестве фиксаторов втулок на шейках валка лучше всего использовать зажимные зинты, вворачиваемые во втулки с торцов под углом до сопр жени  с шейками. Дл  того, чтобы обеспечить свободную регулировку величины эксцентриситета бочки валка относительно оси вращени , шейки 2 выполн ют с длиной, большей, чем длина у насаживаемых на них втулок. При этом длина втулок выбираетс , исход  из конструкционных размеров клети и валков, таким образом, чтобы часть поверхности скольжени  втулок, котора  сопр жена с опорными подшипниками , не приходилась на зону фиксаторов 4, Такое увеличенное исполнение

10

шеек позвол ет осуществл ть регулировку эксцентриситета без перевалки.

Пример. При использовании предлагаемого способа в обжимном цехе металлургического комбината наиболее целесообразно примен ть эксцентричные валки при первых черновых пропусках заготовки через непрерывно-заготовочный стан. В черновой группе А первых клетей непрерывно-заготовочного стана наибольша  проработка при обжатии заготовки необходима в клети 850 с горизонтальным расположением валков. Клеть имеет валки с катающим диаметром dj 800 мм. В клети примен етс  нижнее давление валков на обжимаемую заготовку. При этом катающий диаметр нижнего валка d k 810 мм, а катающий диаметр верх- 20 него составл ет d/( 800 мм. В клети производитс  обжатие заготовки с размера 390x360 мм за один проход до размера 290x3 5 мм. При этом величина обжаги  составл ет uh 100 мм,

100 мм за один проход эксплуатаци  клети в предельно допустимом режиме при углах сдвига 1 45° малоэффектив на, поскольку такое интенсивное увеличение степени деформации сдвига слоев заготовки хот  и существенно снижает усили  прокатки, но одновременно несколько повышает момент прокатки . Наиболее рациональным  рл ет- с  процесс прокатки, осуществл емый при углах сдвига, близких по амплитуде к У1 1 при с 0,27. R таком режиме можно обеспечить повышение 15 производительности клети на 3-Ь% за счет энергетической разгрузки очага деформации.

Использование предлагаемого способа позвол ет увеличить выход годного проката за счет повышени  производительности оборудовани  вследствие возможности применени  повышенных обжатий, а также повысить качество проката за счет лучшей проработки структуры металла.

ч

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   25

   а усили  прокатки примерно Р 5-10еП. В т блице приведены величины углов сг ига у, соответствующие им значени  эксцентриситета рабочих валков, Способ прокатки, включающий обжа- рассчитанные по зависимости (1), уси- 3d тие заготовки между синхронно врали  и моменты М прокатки, рассчитанные дл  максимальных обжатий ДЬ h0 - h(, а также ожидаемое увеличение производительности клети.

   Рассто ние между ос ми бочек вращающихс  валков устанавливают равным f 1,095 м.

   При обжатии заготовки высотой ho - 390 мм с величиной обжати  ДЬ

   е

   fd t dz-ih - d,/- 1

   где е - эксцентриситет бочек валков относительно осей вращени , м;

   коэффициент, характеризующий степень деформации сдвига при прокатке заготовки , с 0,125...1,0; больший из диаметров бочек валков, м;

   наименьша  толщина периодического раската после выдаЈlf jJ} ... 1 d i + d2 2 , + 4

   - чи его из валков, м;

   d(- dg-Ah d-f + &/i

   с

   d, h , 50

   d - меньший из диаметров

   валков, м;

   ДЬ - величина наибольшего ти  заготовки за обор валков, м, при этом рассто ние f между о бочек валков устанавливают в ветствии с соотношением

   55

   d,/2 + dg/2 +

   гц, м.

   100 мм за один проход эксплуатаци  клети в предельно допустимом режиме при углах сдвига 1 45° малоэффективна , поскольку такое интенсивное увеличение степени деформации сдвига слоев заготовки хот  и существенно снижает усили  прокатки, но одновременно несколько повышает момент прокатки . Наиболее рациональным  рл ет- с  процесс прокатки, осуществл емый при углах сдвига, близких по амплитуде к У1 1 при с 0,27. R таком режиме можно обеспечить повышение 5 производительности клети на 3-Ь% за счет энергетической разгрузки очага деформации.

   Использование предлагаемого способа позвол ет увеличить выход годного проката за счет повышени  производительности оборудовани  вследствие возможности применени  повышенных обжатий, а также повысить качество проката за счет лучшей проработки структуры металла.

   ч

   Формула изобретени 

   5

   Способ прокатки, включающий обжа- d тие заготовки между синхронно вра5

   щающимкс  валками, оси поверхностей бочек которых имеют эксцентриситет относительно осей вращени , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  выхода годного и повышени  качества проката, величину эксцентриситета устанавливают посто нной дл  каждого пропуска и определ ют по зависимости

   fd t dz-ih - d,/- 1

   1 d i + d2

   ... 1 , + 4

   d(- dg-Ah d-f + &/i

   d - меньший из диаметров бочек

   валков, м;

   ДЬ - величина наибольшего обжати  заготовки за оборот валков, м, при этом рассто ние f между ос ми бочек валков устанавливают в соответствии с соотношением

   55

   d,/2 + dg/2 +

   гц, м.

   Примечание. При J 45 происходит нарушение

   сплошности металла, что приводит к образованию брака.

   &К

   (

   1629117

   Фие.З