Способ профилирования валковпрокатного ctaha
.Л1, Л.
ОП И
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик (1н)9781 2
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву— (22) Заявлено 090479 (21) 2748509/22-02 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет
Опубликовано 230181. Бюллетень И9 3
Дата опубликования описания 230181 (51)М. Кл.з
B 21 В 27/02
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 771.
° 23 (088.8) (72) Автор изобретения
В,Л,Мазур (71) Заявитель
Институт черной металлургии (54) СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ВАЛКОВ ПРОКАТНОГО CTAHA
Изобретение относится к прокатному производству и совершенствует профилировку валков станов горячей и холодной прокатки.
Известно профилирование образующей бочки валка (lj, которое состоит в том,,что форма образующей бочки валка описывается параболой ll -ой степени у = с (2х) /L„, где у - расстояние по радиусу от бочки до образующей фаски; х — расстояние от средины бочки валка до точки на поверхности валка; 15 максимальная высота фаски на торце бочки; длина бочки;
П вЂ” показатель степени, Недостаток известного способа про- 20 филирования валков состоит в том, что он не учитывает эффекта микрорельефа поверхности на необходимую величину выпуклости и форму профиля образующей бочки валка. 25
Недостаток известного способа состоит в том, что он также не позволяет учесть в профилировке валков влияние их шероховатости на форму образующей бочки непосредственно в очаге деформации при прокатке, что в результате ухудшает качество прокатываемого металла и снижает эффективность процесса производства листов и полос.
Например, при плохо выбранной профилировке валков ухудшаются такие показатели качества проката, как его планшетность и равности рн -.ть толщины.
Известен также способ профилирования рабочих валков стана холодной прокатки, предусматривающий профилирование образующей бочки валка по па- 30 раболе путем придания его поверхности выпуклости и нанесение на поверхность бочки шероховатости, В зависи= мости от сопротивления деформации прокатываемого металла форма профиля валка может быть различной, По одному из вариантов средней части валка придается меньшая кривизна, чем на концевых участках, т.е. профиль образующей бочки валка выполняется по параболе высокой степени, которая характеризуется переменной кривизной в различных точках. По другому — средняя часть бочки выполняется с двугорбым профилем, либо цилиндрической
12 .
797812
Цель изобретения — улучшение качества прокатываемого металла и повышение эффективности процесса прокатки.
Поставленная цель достигается тем, что перед профилированием образующей бочки валка устанавливают величину и направленность шероховатости а величину выпуклости определяют пропорционально величине и направленности шероховатости в соответствии со следующим уравнением:.: кп
С=С
00 где С вЂ” величина выпуклости;
С вЂ” базовая величина выпуклости; R — величина шероховатости;, Р— базовая величина шероховатос00 ти;
К вЂ” коэФфициент влияния направленности шероховатости K=+1 при произвольном и перпендикулярном типе шероховатости.
К=-1 при параллельном типе шероховатости;
И вЂ” показатель степени влияния величины шероховатости 25 (0,02 П 6 0,5), Сущность предлагаемого способа профилировки валков состоит в следующем.
Профилирование валков выполняется 3() для обеспечения максимального соответствия формы активной образующей валков профилю и форме прокатываемой полосы. Основным методом профилирования валков является предварительное шлифование их бочки на заданную величину выпуклости или вогнутости.
Величину шлифованной выпуклости валков, которую определяют Обычно как разность диаметров в середине и у края бочки, т.е. начальную профилировку, подбирают из условия обеспечения плоской формы и заданного поперечного профиля полосы. При этом учитывают поперечный профиль подката, прогиб, сплюшивание, износ и . 45 тепловое расширение валков во время прокатки. Величина шлифовочной выпуклости должна компенсировать ту часть прогиба, износа и сплюшивания валков которая не компенсируется при прокат- $O ке из-за их теплового расширения.
В свою очередь прогиб, износ и сплюшивание валков зависят от шероховатости их рабочей поверхности, поскольку коэффициент трения в очаге деформации и усилие прокатки существенно зависят от величины и характера (направленности) расположения микронеровностей поверхности валка.
Следовательно шлифовочная выпуклость валков должна устанавливаться в 60 зависимости от их шероховатости.
В соответствии с ГОСТом 2789-73 шероховатость поверхности может иметь различный тип награвле ни я микронеровност е. Применительно к про- 45 катным валкам при шероховатости параллельного типа направление микронеровностей должно быть параллельным образующей бочки валка, при шероховатости перпендикулярного типа перпендикулярно образующей бочки валка, произвольного типа — направление микронеровностей различное по отношению нию к образующей бочки валка.
Предлагаемый способ предусматривает, что величину выпуклости устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от величины шероховатости в соответствии с уравнением
В этом уравнении величина выпуклости Со является базовой, т.е. служит масштабом и соответствует базо— вой величине шероховатости Р . Например, при шероховатости валков стана, равной Йс о = 1 мкм шлифовочная выпуклость бочки валка равна Cä ——
=0,1 мкм.
Смысл коэффициента К влияния на-, правленности шероховатости состоит в том, что характер зависимости величины выпуклости от шероховатости разный для параллельного типа шероховатости, произвольного и перпендикулярного типов.
Процесс прокатки полос на промышленных станах ведется с применением технологической смазки (эмульсии, водомасляной смеси, масла в чистом виде и др.) В этих условиях при произвольном и перпендикулярном типе микронеровностей валка с ростом величины шероховатости уменьшается толщиная слоя смазки в очаге деформации и повышается коэффициент трения.Влияние продольного типа шероховатости (микронеровности ориентирова ны параллельно образующей бочки валка, а значит перпендикулярно оси прокатки) проявляется противоположным образом— с увеличением такой шероховатости растет толщина смазочной пленки в очаге деформации, и как следствие этого, понижается коэффициент трения в зоне пластической деформации и усилие прокатки.
Поскольку при произвольном и перпендикулярном типе неровностей на поверхности бочки валка с увеличением высоты микронеровностей возрастает усилие прокатки, а следовательно изгиб и сплющивание валка, то для компенсации этого изгиба и сплющивания выпуклость следует устанавливать тем большей, чем больше величина шероховатости. Это условие прямой пропорциональной зависимости между выпуклостью валка и величиной произвольной и перпендикулярной шероховатости отражено в знаке коэффициента К, который в
797812 данном случае должен быть положительным (К=+1) .
При параллельном типе неровностей с увеличением высоты микронеровностей усилие прокатки понижается, Уменьшается соответственно изгиб и сплющивание валка. Следовательно в этом случае выпуклость валка следует устанавливать тем меньшей, чем больше величина шероховатости параллельного типа. Т.е. здесь уже имеет место пропорциональная зависимость между величиной параллельной шероховатости и выпуклостью валка. Следовательно знак коэффициента К должен быть отрицательным (K -1) .
Коэффициент rl в формуле показывает степень зависимости величины выпук лости валка от величины шероховатос- ° ти. В условиях прокатки, в условиях конкретных станов, когда величина шероховатости сильно нлияет не величину коэффициента трения, на величину усилия прокатки, коэффициент П должен принимать значения существенно большие нуля. B тех случаях, когда это влияние слабое, коэффициент
25 должен принимать значения близкие к нулю.
Диапазон возможных значений Р выбирается исходя из следующих соображений.
Способ предполагается н основном использовать применительно к рабочим валкам листовых станов холодной прокатки и дрессировки. На непрерывных станах во всех клетях кроме первой и последней, а также реверсивных 35 листовых станах применяют, как правило,шлифованые валки, шероховатость поверхности которых равна примерно 1мкм, В первой и последней клетях непрерывных станов, а также при последних 40 пропусках на реверсивных станах применяют насеченные валки с шероховатостью до 10 мкм R . Шероховатость большей величины на применяемом в настоящее время оборудовании для насечи валков получить затруднительно, В случаях когда, производят листовой металл с гладкой поверхностью, валки после шлифовки полируют. При этом класс шероховатости поверхности достигает 11-го по ГОСТ 2789-73,а величина 0 шероховатости превышает примерно
0,1 мкм.Таким образом, величина шероховатости валков в реальных условиях промышленных станов может отличаться в 100 раз от минимального значения, 55 равного 0,1 мкм Ко, до максимального, равного 10 мкм R . 3a масштабную величину шероховатости принимают MHHHмальное значение, равное 0,1 мкм, т.е. Rп=0,1 м. б0
Максимальная величина выпуклости в алков, применяемая, как правило, на листовых станах холодной прокатки, не превышает О, 5-0, 6 мм. За масштабную величину выпуклости можно при- б5 нять ее минимальное значение, Следовательно в зависимости от величины шероховатости валков их выпуклость (C ) может изменяться от 0,05 до
0,5 мм т.е. в 10 раз. Поскольку максимальной величине шерохонатости должна соответствовать максимальная выпуклость, то для К = +1 можно записать, что)2до=0,1 мкм, Со = 0,05 мм
Ко=10 мкм, С.=0,5 мм и по уравнению
<а Кп — Со (— ) определить О, 5 = О, 05 (А )", откуда v=0 5. Таким образом, верхнее предельное значение и равно единице. Нижнее предельное значение П определим из условия, согласно которому максимально возможное изменение величины шероховатости валка потребует изменения его выпуклости не более, чем на 10В.
Изменение величины выпуклости менее, чем на 10% нецелесообразно из-за незначительности достигаемого эффекта, 0,055! (О и
Следовательно С=0,055и QQ5 (— j y ()О О
Откуда П = 0,0207. Округленно И О, 02.
Следовательно значение показателя степени влияния шероховатости должно находиться в диапазоне 0,02-0,05, т.е.
О, 02 с 1l < 0,5. Этот диапазон значений выбран применительно к нынешней технологии холодной прокатки полос на: непрерывных и ренерсинных станах и возможностей оборудования для отделки поверхности валков. При существенном изменении этих условий названный диапазон может быть расширен в сторону больших или меньших величин, Пределы изменения и соответствуют как положительному, так и отрицательному значению коэффициента К. Так, если при К= -1.увеличение продольной шероховатости от 0,1 мкм до 10,0 мкм
Кд требует уменьшения выпуклости валКоВ и в десять раз, например от
0,5 мм до 0,05 мм, то из вычисления
0,05 = 0/5(†„ )
r) равно 0,0207. Здесь следует иметь в виду, что минимальному значению величины продольной шероховатости К,д ——
0,1 мкм соответствует максимальная величина выпуклости С 0,5.
Пример . Предлагаемый способ моделировали путем расчета профилировок валков по методике, изложенной в книге Третьякова A.В. и др. Расчет и исследование прокатных валков. М., Металлургия 1976, с. 261 — 1217.
Расчеты выполнили для примера прокатки полос иэ стали 08кп толщиной
3,0 мм, шириной 1000 мм в первой клети непрерЫвного стана с рабочими валками диаметром 600 мм. Относительное обжатие составляло 20%. Шероховатость прокатываемых полос составляла 1,5мкм
Й,з . Заднее натяжение принимали ране (у
7 Ч 97812
C формула изобретения
Составитель М.Блатона
Редактор A.Судын Техред Н.Келушак Корректор Л.Иван
Заказ 9888/11 Тираж 899 Подписное в!)ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
11ЗП 15, Москва. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
1,
Сс = 0,1 мм. )Q
При применении валков с шероховатостью Дд-б, О мкм в тех же условиях коэффициент трения возрастает до
0,18 а усилие прокатки увеличивается до 1180 тс. Расчеты показывают, что с учетом изменения температуры в очаге деформации теплового расширения валков выпуклость их бочки должна составлять примерно C = 0,2 мм. Поскольку при шероховатости произволь- 20 ного типа К=+1, то
0,1(—,,0)
6,0 и откуда и=0,385.
Таким образом, нейденное значение )1=0;385 попадает в укаэанный диапазон g5 возможных величин этого показателя ст епени О, 02- О, 5
Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа состоит в том, что его применение обеспечивает максимальное соответствие формы активной образующей валков профилю и форме прокатываемой полосы при любой величине и направленности шероховатости валков. В настоящее время на листовых станах прокатынают (дрессируют) металл с различной, н зависимости от его назначения, шероховатостью, Предлагаемый способ позволит при любой шероховатости валков, а значит при любой заданной шерохо- 40 ватости полосы, вести стабильный процесс прокатки с равномерным обжати1 ем по ширине полосы на максимальной скорости, исключающей неплоскостность полосы, обрывы, складки, повреждения валков и другие, отклонения от нормальной технологии. Повышение плоскости и уменьшение разнотолщинности улучшает качество прокатываемого металла, Уменьшение порывов полосы, образования складок, повреждения валков обеспечивает повышение эффективности процесса производства листов и полос. Причем повышение эффективности проявляется не только на прокатном стане, но и на последующих переделах. Например, улучшение плоскости полос, достигаемое за счет применения предлагаемого способа, уменьшит снаривание витков полосы в рулонах при отжиге, что снизит количество брака из-за дефектов излом снаривание, Способ профилиронания валков прокатного стана, включающий профилирование образующей бочки по параболе путем придания ее рабочей поверхности выпуклости и нанесение на поверхность бочки шероховатости, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения качества прокатываемого металла и повышения эффективности процесса прокатки, перед профилированием образующей бочки валка устанавлинают величину и направленность шероховатости, а величину выпуклости определяют пропорционально величине и направленности шероховатости в соответстнии со следующим уравнением (с ил
С СО()
"ао где С - величина выпуклости;
C — базовая величина выпуклости;
R - неличина шероховатости; базовая величина шероховатости;
К вЂ” коэффициент нлияния направленности шероховатости;
1) — показатель степени влияния величины шероховатости.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, Патент США Р 373878,кл,72-201, 1975.
2. Патент Японии Р 47-32907, кл. 12С211,4, 1972 °
