SU1736647A1 - Способ прокатки на непрерывных станах - Google Patents

Abstract

Использование: прокатка сортового металла в черновых группах непрерывных станов с чередованием пар вертикальных и горизонтальных гладких валков и редуцирование в каждом пропуске большего размера заготовки на меньший, Сущность изобретени : на выходе из каждой пары гладких валков на выпуклой стороне раската формируют плоскую грань обжатием, равным 0,1-0,3 уширени  раската в гладких валках, преимущественно путем пропуска раската через неприводной универсальный калибр. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл

Description

Изобретение относитс  к прокатному производству, а именно к способам прокатки сортового металла, и может быть реализовано на непрерывных прокатных станах, осуществл ющих выт жку раската в рабочих клет х с гладкими валками.

Известен способ прокатки сортового металла, в котором выт жку раската производ т редуцированием его в гладких валках по большему размеру с обжатием, при котором соотношение его сторон мен етс  на обратное, остава сь в пределах 1.5-2,5.

При таких соотношени х сторон раската естественна  его устойчивость в процессе прокатки полностью отсутствует, что вынуждает примен ть соответствующие меры . В данном случае дл  обеспечени  устойчивого положени  при задаче раската в положении на ребро применены вводные центрирующие роликовые проводки с профилированными роликами, охватывающими раскат по контуру.

Редуцирование большего размера заготовки с обжатием, при котором соотношение ее сторон мен етс  на обратное, остава сь после каждого прохода в пределах 1,5-2,5, сопровождаетс  развитым внекон- тактным уширением, способствуюа им образованию на боковых поверхност х нелинейных контуров с малым радиусом кривизны. Поскольку встреча полосы с валками рабочих клетей практически всегда происходит под некоторым углом (строго вертикальный вход полосы в валки - это чисто теоретический случай), то в начальный момент захвата большего размера заготовки валками реализуетс  схема, показанна  на фиг.1а, где лини  А характеризует касание с валками заготовки при строго вертикальной задаче, а линии В - при задаче ее под углом у.

В начальный момент захвата со стороны валков на металл действует сила Р, приложенна  на рассто нии с от вертикальной оси у и под углом «(угол захвата) к нелинейному контуру боковой поверхности заготовки . Вертикальна  составл юща  силы Р создает скручивающий момент Мг Рх с

сл

с

VI СО

с

о

N VI

вокруг точки 0, всегда действующий в сторону сваливани  заготовки, т.е. увеличени  угла у . Ему противодействует реактивный момент Мр, имеющий две составл ющие МР1 и МР2, отражающие величину и характер противодействи  скручиванию со стороны валков и роликов удерживающей арматуры соответственно. Дл  пр моугольной заготовки можно записать следующее выражение ДЛЯ Мр2.

МР2 T/8hb2,

где т- напр жение сдвига (кручени ) в заготовке;

b, h - размеры короткой и длинной сторон заготовки;

/3- коэффициент формы сечени .

Из услови  равновеси  моментов вытекает , что напр жение скручивани  заготовки равно

Рь с - МР2 г ь2

(1)

Поскольку в момент захвата заготовки валками по схеме, приведенной на фиг. 16, она вообще не обладает естественной устойчивостью , то в формуле (I) можно прин ть МР1 0.

Напр жени  скручивани  т производ- ны от силы прокатки Р и смещени  центра ее приложени  с. С увеличением обжати  полосы при заполнении металлом очага деформации увеличиваетс  как сила прокатки Р, так и смещение с, что приводит к быстрому нарастанию напр жени  скручивани  т . В зависимости от геометрических размеров заготовки и-физических параметров прокатки к окончанию процесса захвата реализуютс  следующие услови  дл  напр жени  т .

Напр жени  скручивани  не достигают предела текучести на сдвиг гт даже на поверхности граней заготовки, т.е. г гтп , в св зи с чем величина угла у не мен етс  и искажение формы заготовки обусловлено лишь величиной угла у. Этот случай характерен дл  крупных сечений (прокатка в первых клет х непрерывных заготовочных станов).

Напр жени  скручивани  достигают предела текучести на сдвиг на поверхности, незначительно распростран  сь вглубь сечени  заготовки, т.е. т - гтп. В результате развитой пластической деформации при прокатке в этих случа х происходит дополнительное увеличение угла у. и параметра с, что приводит к искажению формы заготовки и снижает эффективность последующей ее (заготовки) выт жки из-за необходимости снижени  параметра h/b. Эти случаи характерны дл  прокатки на непрерывных заготовочных станах и в первых клет х черновых групп непрерывных сортовых станов.

Напр жени  скручивани  достигают критических значений ткр , при которых

происходит потер  сечением несущей способности , т.е. т ттп ткр , что приводит к полному сваливанию полосы и окончательному браку. Эти случаи характерны дл  промежуточных и чистовых групп непрерывных

сортовых и проволочных станов.

Следовательно, при прокатке в реальных услови х существенно снижаетс  эффективность удерживающей арматуры (проводки), что отрицательно сказываетс 

на устойчивости процесса прокатки в целом и может приводить к ухудшению качества проката. Причем веро тность возникновени  случаев потери устойчивости раскатов в процессе прокатки возрастает во времени

за счет увеличени  износа проводковой арматуры .

При прокатке раскатов с отношением сторон 1,5 основным параметром, определ ющим форму боковой поверхности,  вл етс  отношение д/ЬСр. Причем уменьшение этого отношени  до 0,8 приводит к трансформации выпуклой поверхности в плоскую или близкую к плоской, что сопровождаетс  увеличением ее радиуса до

бесконечно больших значений. Отношение |д/Ьср. 0,8 определ ет границу одинарной вьтуклости и двойного бочкообразовани , а при 1д/пСр. 0,8 однозначно указывает область существовани  двойного бочкообразовани .

С увеличением радиуса кривизны боковой поверхности точка приложени  силы Р смещаетс  по образующей рабочего валка в сторону центра т жести, проходит его, образу  плечо вертикальной составл ющей силы Р, момент которой мен ет знак, преп тству  сваливанию заготовки, т.е. уменьшени  угла у. (фиг.1а). Однако неравномерность механических свойств и

температуры прокатываемого металла по длине, нарастающий износ рабочих валков и проводковой арматуры приводит к возникновению ассиметрии поперечного сечени , что снижает естественную устойчивость

раскатов и не исключает организацию дополнительных меропри тий, направленных на повышение поперечной устойчивости раскатов в очаге деформации и тем самым улучшению качества проката.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества проката за счет предотвращени  скручивани  раската в процессе прокатки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что при прокатке, на выходе из каждой пары гладких валков, на выпуклой боковой поверхности раската формируют плоскую грань обжатием, равным 0,1-0,3 уширени  в гладких валках.

Предлагаемый способ обеспечивает схему захвата раската валками рабочей клети при редуцировании его большего размера на меньший, при котором соотношение его сторон мен етс  на обратное, остава сь в пределах 1,5-2,5, как показано на фиг.1в. При любом отклонении сечени  раската от вертикального положени , сила Р всегда способствует возвращению сечени  раската в равновесное состо ние, т.е. уменьше- нию угла у. При этом, когда у 0, начинает действовать реактивный момент Mpi со стороны валков, который также частично компенсирует скручивание заготовки, т.е. раскат в определенной мере реализует ее- тественную устойчивость.

На фиг.2 представлена схема, послуживша  основой при определении пределов обжатий, и согласно которой достаточна  величина обжатий обусловлена превраще- нием путем локальной пластической деформации сечени  сегмента АСВ высотой hc и шириной b в равновеликий ему по моуголь- ник той же ширины и высоты hn. При такой локальной деформации сила деформирова- ни  недостаточна, чтобы произвести редуцирование большего размера полосы, в св зи с чем заготовка не испытвает выт жки , а ее ширина b (размер А8) в процессе формировани  плоской грани остаетс  не- изменной. Поскольку 2 he в этом случае и есть неконтактное уширение ДЬН. a 2hc-2hn - величина обжати  при формировании плоской грани Дпср, то при условии, что бокова  поверхность описываетс  уравнением окружности, отношение AhCp/ AbH находитс  в пределах 0,21-0,33 при изменении hc/b от 0,05 до 0,50, в св зи с чем в формулу изобретени  следовало бы ввести, строго говор , следующее определение: ...форми- руют плоскую грань обжатием равным 0,21- 0,33 неконтактного уширени  раската в гладких валках.

На практике измерить неконтактное уширение затруднительно. В св зи с этим обжатие ДпСр лучше отнести к полному уши- рению ДЬ, учт  при этом, что ДЬН/Д b 0,31-1,00. Кроме того, дл  компенсации вли ни  технологических особенностей при

формировании плоской грани, - перекоса валков и полосы, износа валков и др. целесообразно обжатие боковой поверхности назначать с максимальным коэффициентом ДЬср/ ДЬн 0,33.

Тогда .ср -%Ј- 0,33(0,31-1,00),

/ДОц/ЛР

ДпСр/ ЛЬ 0,1-0,3 и, следовательно, ДЬср (0,1 -0,3) ДЬ, что и отражено в формуле изобретени .

При назначении обжатий ДпСр 0,1 ДЬ отсутствуют услови  образовани  плоской грани по всей высоте заготовки (фиг.З), что не обеспечивает возникновени  восстанавливающего момента при прокатке в рабочих клет х и не преп тствует сваливанию и скручиванию раската, т.е. не исключает возможного ухудшени  качества проката.

Обжатие больше О,З ДЬ-приводит к образованию наплывов в углах раската за счет смещени  объемом металла, превышающих необходимые значени , что при прокатке в последующей рабочей клети вызовет образование закатов по всей длине раската, т.е. ухудшит качество продукции.

Второе отличие способа состоит в том, что плоскую грань на боковой стороне раската формируют путем пропуска его через неприводной универсальный калибр.

На фиг.4 представлен фрагмент технологической схемы предлагаемого способа прокатки; на фиг.5 - сечени : А-А (а) -.схема формоизменени  металла при прокатке в валках с гладкой бочкой в горизонтальной клети; Б-Б (б) - схема неприводного универсального калибра, формирующего плоские боковые грани раската, вышедшего из горизонтальной клети; В-В (в)-сечение раската после пропуска через неприводной универсальный калибр, установленный после горизонтальной клети; на фиг.6 представлены сечени : Г-Г (а) - схема формоизменени  металла при прокатке в валках с гладкой бочкой в вертикальной клети; Д-Д (б) - схема неприводного универсального калибра, формирующего плоские боковые грани раската , вышедшего из вертикальной клети; Е- Е (в) - сечение раската после пропуска через неприводной универсальный калибр, установленный за вертикальной клетью.

Способ осуществл ют следующим образом .

Исходную заготовку 1 задают в первую клеть 2 непрерывного прокатного стана. Посредством усили , развиваемого этой рабо-. чей клетью, раскат проталкиваетс  через неприводной универсальный калибр 3 за счет резервных сил трени , возникающих в

процессе деформации в рабочей клети 2 до захвата переднего конца полосы валками следующей клети 4, котора , в свою очередь , проталкивает раскат 1 через следующий неприводной универсальный калибр 5, а после выхода заднего конца раската из предыдущей клети 2, извлекает его из неприводного универсального калибра 3.

В процессе деформации при интенсивном обжатии в валках с гладкой бочкой горизонтальной клети 2 бокова  поверхность раската 1 вследствие поперечного перетекани  металла приобретает выпуклую форму (фиг.5а). Если раскат 1 такого сечени  сразу задать в вертикальную клеть 4, возможно сваливание раската в- процессе деформации в этой клети в искажение его формы и размеров. Чтобы не допустить этого по выходу раската из горизонтальной клети 2, его пропускают через неприводной универсальный калибр 3, выполненный в виде двух пар (горизонтальной 7 и вертикальной 8, фиг.56) роликов с регулируемым зазором, оси которых расположены в одной плоскости,

После деформации в неприводном универсальном калибре 3 раскат 1 (фиг.4 и 56) с поперечным сечением в виде пр моугольника со скругленными углами поступает в рабочую вертикальную клеть 4, где обжимаетс  в противоположном направлении, Кроме того, эта клеть 4 после выхода заднего конца раската 1 из предыдущей приводной клети 2 извлекает его из неприводного универсального калибра 3, расположенного на выходе из предыдущей горизонтальной клети 2, а также проталкивает раскат 1 через установленный на ее выходной стороне неприводной универсальный калибр 5. Деформацию в этом калибре 5 также ведут с обжатием, равным 0,1-0,3 уширени  в предыдущей вертикальной клети 4.

Поперечное сечение выход щего из неприводного универсального 5 раската 1, как и в предыдущем случае, представл ет собой пр моугольник со скругленными углами.

Таким образом, с применением неприводных универсальных калибров, раскат 1 прокатываетс  во всех подготовительных клет х непрерывного стана, за исключением клетей, в калибрах которых формируетс  необходимое сечение готового профил ,

Пример. Предлагаемый способ опробован на универсальном лабораторном стане 280, состо щем из горизонтальной и вертикальной клетей. В промежутке между ними, на выходной стороне горизонтальной клети устанавливалс  неприводной универсальный калибр с диаметром валков 120 мм

(горизонтальные) и 100 мм (вертикальные). Нагрета  до температуры 1100°С пр моугольна  заготовка сечением 35-80x40x800 мм поступала в первую по ходу прокатки горизонтальную клеть.

Дл  определени  технологичности разработанного способа проведено дес ть серий экспериментов при различных отношени х высоты полос к ширине, задаваемых в вертикальную клеть стана. Варьирование степени деформации осуществл лось за счет поддержани  одинакового и равного 30 мм зазора между валками рабочих клетей. Зазор между

горизонтальными (направл ющими) валками неприводного универсального калибра также поддерживалс  посто нным. Зазор между вертикальными (деформирующими) валками неприводного универсального калибра в каждой серии опытов устанавливали в полном соответствии с формулой изобретени .

Кроме того, в каждой серии опытов прокатывали образцы без использовани  неприводного универсального калибра.

Изменение основных параметров процесса прокатки представлено в таблице.

Как видно из приведенных в таблице данных, режим деформации металла в горизонтальной клети выбран таким образом, что во всех сери х обеспечиваетс  получение одинарной выпуклости боковой поверхности прокатываемых полос, причем неконтактное уширение последовательно

растет, Тем не менее, трансформаци  выпуклой боковой грани раската в плоскую обеспечивает устойчивый процесс прокатки в рабочих валках вертикальной клети без Сваливани  раската, в том числе и при высоких отношени х высоты полосы к ее ширине

Claims (2)

1.Способ прокатки на непрерывных станах, включающий деформацию раската в

гладких валках с редуцированием в каждом пропуске большего размера заготовки на меньший размер, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества проката за

счет предотвращени  скручивани  раската при прокатке, на выходе из каждой пары, гладких валков на выпуклой боковой поверхности раската формируют плоскую грань обжатием, равным 0,1-0,3 уширени  раската в гладких валках.

2.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что формируют плоскую грань на боковой стороне раската путем пропуска его через неприводной универсальный калибр.

Ъ гпф

9

ГёПф

Ч

-

&

Е

л.

t

P

U

l

ФигЛ

9 1

г-г

/1

гтт7

у -7

ttr

ilЈ

rn

Ш

Фаг.С