SU1667954A1 - Способ холодной прокатки в клети Кварто - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к листопрокатному производству и может быть использовано при прокатке полос на непрерывных станах холодной прокатки. Цель изобретени  - повышение качества проката путем снижени  дефекта "ребристость". Способ состоит в том, что смещение рабочих валков осуществл ют на величину, определ емую по формуле. Рабочие валки смещаютс  относительно опорных против хода прокатки на оптимальную величину в клет х, где переднее нат жение значительно превышает заднее. Способ позвол ет исключить вибрацию валков и повысить их стойкость. 2 ил.

Description

сл

С

Изобретение относитс  к области листопрокатного производства и может быть использовано при прокатке полос на непрерывных станах холодной прокатки.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества проката путем снижени  дефекта ребристость.

Способ состоит в том. что прокатку производ т с передним нат жением, превышающим заднее, причем рабочие валки смещают относительно опорных в сторону, противоположную направлению прокатки.

Смещение рабочих валков осуществл ют на величину, определ емую из выражени 

4 QMUH

«KlVJ т

макс

где a - величина смещени  рабочих валков, мм;

Ьмакс максимальна  величина полуширины площадки сплющивани  на контакте рабочего валка с опорным, мм;

Ri. R2 - соответственно радиусы рабочих и опорных валков, мм;

Л О мин - минимально возможна  разность между передним и задним нат жением в данной клети при прокатке, м;

Рмакс - максимальное усилие прокатки в данной клети, н.

На фиг. 1 представлена схема прокатки, общее распределение сил и смещение рабочих валков относительно опорных против хода прокатки в клети Кварто; на фиг. 2 - схема сил взаимодействи  верхней пары валков к выводу зависимости определени 

О

(

х| Ю СЛ

оптимального диапазона изменени  величины смещени  рабочих валков.

На схемах (фиг. 1 и 2) обозначены рабочие валки 1; опорные валки 2; подушки 3 рабочих валков; подушки 4 опорных валков; станина 5. Кроме того, обозначены а - величина смещени ; А- величина зазоров между подушками рабочих и опорных валков и между подушками опорных валков и окном станины; b - величина полуширины площадки сплющивани  на контакте рабочего валка с опорными; RI - радиус рабочих валков; R2 - радиус опорных валков; Р - вертикальна  составл юща  усили  прокатки; Т - осева  составл юща  усили  между рабочим и опорным валком; Qn - переднее нат жение; Оз - заднее нат жение; А, В и С - опорные точки расчетного треугольника; А - центр сечени  смещенного рабочего валка; В - центр опорного валка; С - центр несмещенного рабочего валка (а 0).

Оптимальна  величина смещени  рабочих валков определ етс  из технологических параметров процесса прокатки: величины переднего и заднего нат жени , усили  прокатки, величины сжати  рабочих и опорных валков на контакте, и характеристик механического оборудовани ; радиусов рабочих и опорных валков, величин зазоров между подушками рабочих и опорных валков, между подушками опорных валков и боковыми направл ющими в окнах станины.

Максимальна  оптимальна  величина смещени  дл  заданных диаметров рабочих и опорных валков ограничиваетс  соотношением минимально возможной полураэ- ности переднего и заднего нат жений к максимальной величине вертикальной составл ющей усили  прокатки. При определенных услови х разность результирующей переднего и заднего нат жений и горизонтальной составл ющей усили  прокатки может быть равна нулю. В этом случае процесс прокатки не стабилен, по вл ютс  вибрации в пределах указанных зазоров. Поэтому величина смещени  должна быть такой, чтобы результирующа  переднего и заднего нат жений, воспринимаема  каждым рабочим валком, была больше горизонтальной составл ющей межвалкового усили . Этот параметр  вл етс  верхней границей величины смещени .

Исход  из равенства диаметров рабочих валков, величина их смещени  относительно опорных и симметрии условий их контактного взаимодействи  с полосой, результирующа  переднего и заднего нат жений воспринимаетс  каждым рабочим валком.

Таким образом, верхн   граница величины смещени  рабочих валков определ етс  из услови  устойчивого поджати  рабочих валков в направлении процесса прокатки и выборки всех указанных зазоров в этом направлении ДО

Т

(D

где Д0 0п-0з; Qn - переднее нат жение; Оз - заднее нат жение; Т - осева  составл юща  усили  между рабочим и опорным валком.

Из треугольника сил, действующих на рабочий валок от опорного (фиг. 2), угол отклонени  рабочего валка от нейтрального положени  ( ABC) будет равен

a arctgT/P.(2)

где Р - усилие прокатки (под нажимными винтами), н.

Из этого же треугольника величина смещени  а определ етс  как произведение межосевого рассто ни  рабочего и опорного валков на sin а или а (Ri + R2) sin a . Подставл   значение из выражени  (2), имеем

а (Ri + R2)-sln(arctg T/P).(3)

Учитыва  практическую малость угла а. (до 2°), принимаем sin a %tg a , поэтому, принима  во внимание условие (1), определ ем величину смещени 

a(Rl + R2) Д0мии,(4)

макс

где ДОмин - минимально возможна  в

практическом диапазоне дл  данной клети в процессе прокатки разница между передним и задним нат жением, н;

Рмакс - максимальное в практическом диапазоне усилие прокатки в данной клети, н.

Нижн   граница величины смещени 

определ етс  той минимальной величиной, при которой исключаетс  прот гивание серединной части рабочих валков в зазор между опорными вследствие их взаимного сжати  на контакте в процессе прокатки.

Экспериментальное значение величины упругого сжати  достигаетс  при максимальной величине усили  прокатки в данной клети. Следовательно, расчет необходимо производить исход  из этих условий.

Минимальна  величина смещени  а (фиг. 2) определ етс  максимальной величиной полуширины площадки контакта рабочего валка с опорным, определ емой исход  из указанных условий прокатки. Величина

смещени  определ етс  как путь перемещени  рабочего валка при взаимном сжатии на контакте из смещенного положени  (с центром в точке С).

Величину полуширины площадки контакта находим, согласно теории Герца, по зависимости из (4)

/г

6 4

R2/f R .

ttfj-l

«i

1

fV-RaVtr Ei C2 где b - полуширина площадки контакта, м;

qH - погонна  нагрузка между рабочим и опорным валками на единицу длины, н/м; vi и г соответственно коэффициенты Пуансона материала рабочих и опорных валков:

EI и Еа - соответственно модули упругости материала рабочих и опорных валков , н/м2;

RI и R2 - соответственно радиусы рабо- чих и опорных валков, м.

Из зависимости (5) видно, что варьируемым показателем  вл етс  погонна  нагрузка QH, определ ема  как отношение усили  прокатки Рк длине бочки валков Le

qH ° P/U, н/м.(6)

Так как длина бочки валков  вл етс  величиной посто нной, то максимально возможна  величина сжати  будет при максимальном значении усили  прокатки в данной клети.

Исход  из услови  определени  нижней границы величины смещени , имеем неравенство

а Ь„акс.(7)

Таким образом, величина возможного изменени  величины смещени  рабочих валков относительно опорных в процессе прокатки и имеет следующие границы:

,ламми

6

макс

а (

R,+R2

2Р

(8)

кдакс

Диапазон изменени  исходной (перед прокаткой) установки рабочих валков определ етс  с учетом выборки всех зазоров вдоль направлени  прокатки согласно выражению

«ивм.Д1«.(в,4.4,.«

гиакс

д лОмш/+д 2 2Рмокс

Ј )

где суммарна  величина зазоров в клети, выбирающихс  в процессе прокатки вдоль направлени  движени  проката, мм.

При равенстве величины смещени  а правой или левой части неравенства (8) рабочие валки занимают неустойчивое положение , из которого их стрем тс  вывести различные возмущающие усили  (рассогласовани  переднего и заднего нат жений, биени  в линии привода, эксцентриситет валков, их перекос и др.).

При величине смещени , меньшей нижней границы, происходит прот гивание серединной части бочки рабочего валка, где межвалковые давлени  и, соответственно, упругое сжатие максимальны, в зазор меж

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ду опорными. При этом искажаетс  активна  образующа  бочки рабочего валка, что приводит к местным отклонени м профил  полосы от заданного, и, изгиба сь в продольном направлении (по ходу прокатки) на максимальную величину, валки оп ть занимают неустойчивое положение от изгибов в продольном направлении под действием возмущающих факторов. Кроме того, при незначительных колебани х переднего и заднего нат жений усили  прокатки происход т периодический возврат в исходное положение и очередна  прот жка, что соответствующим образом сказываетс  на качестве проката.

При величине смещени , большей верхней границы, рабочие валки поднимаютс  против направлени  прокатки. В этом направлении выбираютс  указанные зазоры. Серединные части рабочих валков получают степень свободы и изгибаютс  против направлени  прокатки аналогично описанному до достижени  максимальной величины изгиба и вновь занимают неустойчивое положение , результатом которого  вл етс  дефект Ребристость полосы негартовки холоднокатаных полос.

Пример. Опробование за вл емого способа прокатки осуществл лось, например , в первой клети 5-клетевого непрерывного стана 1700 холодной прокатки.

Произведем расчет величины смещени  а по известным и предлагаемым данным (4): RI 0,3 м - радиус рабочих валков;

R2 0,75 м - радиус опорных валков;

Рмакс 2-10 н - максимальное усилие прокатки на стане дл  прокатываемого сортамента (динамна  сталь толщиной h 0,5 мм, шириной В 1000 мм);

Le 1,700 м - длина бочки валков;

EI Е2 21,6 Мн/м2 - соответственно модули упругости материалов рабочего и опорного валков (дл  остальных валков);

vi V2 0,3 - соответственно коэффициенты Пуансона материалов рабочего и опорного валков;

Опмин 4,010 н - минимальное в практическом интервале значение переднего нат жени  в клети;

Озмакс 4,010 н - максимально возможное в практическом интервале значение заднего нат жени  (между рэзматывателем и клетью);

Омин Опмин ОЭмакс 36 Т,

По зависимости (4) определим верхнюю границу а, равную

а

макс

9,45мм.

Дл  расчета нижней границы величины смещени  рабочих валков рассчитаем максимальную величину погонной нагрузки в процессе прокатки дл  данной клети в практическом интервале:

q макс:

Ј 1,176 т/мм . U

При этом максимальна  величина полуширины площадки контакта рабочего вал- ка с опорным по зависимост м (5) составл ет

Ьмакс 2,6 ММ

Таким образом, нижн   граница в соот- ветствии с выражением (7) равна 2,6 мм.

Рекомендуема  оптимальна  величина смещени  а 6,025 мм.

Опытна  прокатка полос на стане в соответствии с предлагаемым способом с за- данной величиной смещени  рабочих валков 6 мм показала, что дбфект ребристость (полосы негартовки) не образуетс . При этом стойкость валков увеличиваетс  от 25 до 35 тыс.т

Предлагаемый способ позвол ет исключить вибрацию валков.

Фиг, 1.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ холодной прокатки полос в клети Кварто, включающий прокатку с передним нат жением, превышающим заднее, и смещение рабочих валков относительно опорных в сторону, противоположную направлению прокатки, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества проката путем снижени  дефекта ребристость , смещение рабочих валков осуществл ют на величину согласно выражени 

   Ьмакс Э (R1 + R2) ЛОмин/2Рмв1Јс,

   где а - величина смещени  рабочих валков относительно опорных, мм;

   Ьмакс максимальна  величина полуширины площадки сплющивани  на контакте рабочего и опорного валков, мм;

   Ri, R2 соответственно радиусы рабочего и опорного валков, мм;

   ЛОмин минимально возможна  разность переднего и заднего нат жений в данной клети при прокатке, н;

   Рмакс - максимальное усилие прокатки в данной клети, н.

   Фиг2.