Uploaded by Shintoriya

5my6nspw-pub-description

advertisement
Изобретение относится к листопрокатному производству.
При горячей прокатке полос, как правило, толщина по их ширине не одинаковая. Толщина полосы в
середине заметно больше, чем на кромках. Особенно нежелательным является клиновидность полосы, когда
толщина одной из кромок больше, чем другой.
Известен способ горячей прокатки полос, включающий охлаждение жидкостью валков и полосы в
процессе прокатки и выравнивание температуры по ширине полосы путем преимущественного охлаждения
ее краев, отличающийся тем, что с целью уменьшения поперечной разнотолщинности полосы путем более
эффективного выравнивания температуры по ее ширине, на более охлажденный участок середины по ее
ширине, перед и за очагом деформации подают сжатый воздух, причем ширину воздушной струи регулир уют
в соответствии с шириной этого участка [Авт. св. СССР № 975133. Способ горячей прокатки, 1982].
Недостатком этого изобретения является то, что в нем не предусматривается изменение условий
охлаждения краевых участков ширины полос с целью уменьшения клиновидности ее поперечного сечения,
т.е. уменьшения различия в толщине кромок. При транзитной прокатке клиновидность поперечного сечения
готовых полос составляет 0,08-0,16 мм. Этим способом устранить клиновидность полосы не представляется
возможным.
Наиболее близким к предлагаемому является техническое решение, рассмотренное в работе [Авт. св.
СССР № 1652007]. Способ прокатки полос на широкополосном стане, включающем неравномерное обжатие
по ширине, в котором, с целью повышения качества путем увеличения точности поперечного сечения полосы
и интенсификации процесса, охладитель подают на свободные от полосы участки бочки в 1,15-1,8 раза
меньше, чем на участки, контактирующие с полосой, а обжатие по кромкам полосы изменяют по сравнению с
обжатием в средней части на величину
Dhк = 0,5 × K × Dh × (B м / L - B / L) ,
повышая его со стороны края бочки, к которому смещена полоса, и уменьшая с противоположной
стороны (К - коэффициент, учи тывающий влияние жесткости валкового узла, клети и полосы, а также
величину абсолютного обжатия (К = 0,11-0,58); L - длина бочки валка, мм: Вм и В - максимальная и текущая
ширина полосы; Dh - обжатие в средней части полосы, мм.
Недостатком данного решения является то, что регулирование величины обжатия по кромкам полосы
необходимо производить путем перекоса верхнего рабочего валка относительно горизонтальной плоскости.
Поскольку рабочие валки вращаются в подшипниках качения, то величина перекоса валка и пределы
регулирования обжатия на кромках ограничены прочностью подшипников качения. Указанным способом
выровнять толщины кромок полосы не представляется возможным.
Задачей изобретения является усовершенствование способа горячей прокатки полос, путем учета
различия температур по ширине полосы между кромками и применения несимметричной профилировки
валка, что обеспечивает устранение клиновидной поперечной разнотолщинности полосы, а следовательно,
сокращение расхода металла.
Решение задачи обеспечивается тем, что в способе горячей прокатки полос, включающем
неравномерное обжатие по ширине полосы в листовой клети предусмотрены следующие отличия: учет
различия температур между кромками ширины полосы на профилировку образующей валка и придание
образующей валка несимметриной профилировки с односторонним концевым скосом со стороны более
нагретой кромки полосы, а величину разницы диаметром валка между серединой и краем бочки на участке
скоса определяют по выражению (мм):
f = (0,014 - 0,038)D t гр
,
где f - глубина концевого скоса;
Dtгp - разница температур на кромках полосы;
(0,014-0,038) - коэффициент пропорциональности.
На фиг, 1, 2 представлены валковые узлы (верхняя половина комплекта четырех-валковой клети),
применяемые в предлагаемом способе горячей прокатки полос. На фиг. 1 односторонний скос выполнен на
опорном валке, а на рис. 2 - на рабочем валке.
На фиг. 1 представлен валковый узел, содержащий опорный валок 1 с врезом 2 и односторонним скосом
3, а также рабочий валок 4 с приводной шейкой 5, опирающийся на опорный валок 1. Шейка 5 приводится от
двигателя через шпиндель 6, Концевой врез 2 известной конструкции на опорном валке выполняют с целью
устранения защемления концевого участка рабочего валка, а концевой односторонний скос - для уменьшения
или устранения поперечной клиновидной полосы 6. Длина скоса в 5-8 раз больше длины вреза.
На фиг. 2 представлен валковый узел с опорным валком 1, имеющий на концах врезы 2, на который
опирается рабочий валок 4 с односторонним скосом со стороны приводной шейки, необходимый для
устранения или уменьшения клиновидности поперечного сечения полосы.
Существо способа заключается в следующем. Со стана слябинг слябы толщиной 150 мм и более по
промежуточному рольгангу направляют непосредственно к непрерывному широкополосному стану (НШПС)
горячей прокатки, состоящему из двух групп четырехвалковых клетей: черновой группы из 4-5 клетей и
чистовой группы из 6-7 клетей. Между гр уппами клетей расположен промежуточный рольганг длиной 60-120
мм [Клименко В.М. и др. Технология прокатного производства. К., Вища школа, 1989,-с. 224, рис. 6.3]. По всей
длине стана (со стороны печей или с противоположной стороны) расположено помещение машинного зала, в
котором установлены главные приводы рабочих валков клетей и электродвигатели для привода другого
оборудования стана (приводная сторона). С противоположной стороны стана по его длине расположены
служебные помещения и склады, где имеет место свободный доступ наружного воздуха (завалочная
сторона). По этой причине интенсивность охлаждения боковых поверхностей раската со стороны завалки
валков в клети оказывается несколько больше, чем со стороны привода валков.
На основании экспериментов, выполненных на НШПС 1680 по замеру температуры кромочных участков
раскатов толщиной 22-26 мм на промежуточном рольганге получены данные (см. табл. 1).
Измерения температуры выполняли оптическим пирометром типа "Проминь". В табл. 1 представлены
средние данные из 40-50 замеров в разные периоды времени. Как следует из табл. 1, разница температур
кромочных участков раската составляет Dtгp »13-21°С и увеличивается с увеличением ширины раската.
Таким образом, установлено, что температура кромочного участка раската со стороны привода рабочих
валков оказывается выше, чем со стороны завалки валков в клеть. Большая температура металла раската с
приводной стороны обусловливает большее обжатие металла на этом участке по всем клетям, способствуя
уменьшению толщины кромки готовой полосы со стороны привода валков. Измерения полос толщиной 2-5 мм
и шириной В = 1000-1400 мм показали, что клиновидность поперечного сечения полос (разница толщин
кромок) составляет dhк = 0,08-0,16 мм с меньшими величинами на полосах шириной В = 1000 мм. Меньшая
толщина во всех случаях оказалась на кромках полос со стороны привода. Таким образом, обжатие кромки
полосы со стороны привода вследствие ее большей температуры оказывается большим, чем кромки со
стороны завалки.
Увеличить толщину кромки полосы со стороны привода можно путем изменения исходных профилировок
опорного или рабочего валка, как показано на рисунках фиг. 1 и 2. На фиг. 1 предусматривается изготовление
одностороннего скоса 3 на опорном валке, а на фиг. 2 - на рабочем валке. Скосы выполняют на валках со
стороны приводных шеек. Длина скоса С = (0,35-0,5)L, (L - длина бочки валка), а необходимая разница f
диаметров валков в середине и на краю бочки определена экспериментальным путем для полос шириной В =
1000-1400 мм.
Эксперименты выполнены в чистовой группе клетей на НШПС 1680 горячей прокатки. Чистовая группа
имеет последовательно расположенные шесть клетей кварто (клети №= 5-10). В клеть 5 поступает подкат
толщиной Н5 »23 мм, а из последней чистовой клети 10 выходит готовая полоса толщиной h = 3 мм. В
процессе экспериментов в клети 5-10 устанавливали рабочие валки с односторонними скосами со стороны
приводной шейки. Длину скоса устанавливали равной С = 500 мм, что позволяло влиять на толщину кромки
полосы минимальной ширины В = 1000 мм. В этом случае цилиндрическая часть бочки валка равна Lц = L 2С =1680 - 1000 = 680 мм, что меньше ширины полосы с В = 1000 мм. С односторонним скосом изготавливали
один рабочий валок, а второй - с существующей в цехе профилировкой. В процессе прокатки полос менее
жесткая часть рабочего валка со скосом под действием полосы прогибалась в сторону валка и при этом зазор
между рабочими валками на этом участке увеличивался по сравнению с противоположным участком рабочих
валков. При такой прокатке обжатие более нагретых кромок полосы уменьшалось и толщина кромки
оказывалась равной толщине кромки со стороны завалки.
В опытах использовали рабочие валки с величиной скоса равной f = 0,1; 0,2: 0,3; 0,5 и 0,6 мм.
Клиновидность dhк = h3 – hп поперечного сечения готовых полос (разница толщин кромок) измеряли после
охлаждения рулонов и резки их на мерные длины на отделочных агрегатах (hп и hз - толщины кромок полосы
соответственно со стороны привода и завалки).
Данные экспериментов представлены в табл. 2 (каждая строка средняя для 5-7 замеров). Опыты № 1-6
относятся к случаям установки рабочих валков с односторонним скосом, а опыты № 7, 8 - для случая
установки одного опорного валка (верхнего) в каждой клети с односторонним скосом. Как следует из оп. № 1,
при прокатке полос в рабочих и опорных валках без одностороннего скоса клиновидность максимальная и
равна (dhк = 0,12-0,16 мм, что недопустимо. Применение одностороннего скоса с f ³ 0,1 мм позволяет
уменьшить клиновидность полос. Однако при f = 0,1 и 0,2 мм величины dhк еще высокие (dhк = 0,05-0,11 мм).
Применение валков с f = 0,6 мм приводит к значительному увеличению толщины кромки полосы со стороны
привода и она оказывается большей, чем толщина кромки со стороны завалки (dhк = -0,06-0,03 мм) (oп. № 6).
Оптимальные величины глубины скоса имеют место при f = 0,3-0,5 мм (оп. № 4, 5), когда получены
величины клиновидности, полосы равные dhк = -0,02-0,03 мм. Полосы с такой клиновидностью прокатывали в
дальнейшем на непрерывном стане холодной прокатки без замечаний.
В оп. № 7, 8 в клети установили по одному опорному валку с односторонним скосом с f = 0,3 и 0,4 мм, а
рабочие валки оставили с существующей профилировкой. Из опытов видно, что клиновидность полос
оказалась равной dhк = -0,02-0,04 мм, что соответствует результатам опытов № 3, 4.
Поскольку клиновидность полосы зависит от градиента температур по ширине полосы, то необходимая
глубина скоса на диаметр валка будет определяться из выражения:
f = K × D t гр
(1)
где К- коэффициент пропорциональности.
Согласно данным табл. 1 и 2 величину коэффициента "К" определим из выражения (1):
K = fопт / D tгр
(2 )
где fοпт - оптимальная (положительная) глубина скоса валка на диаметр (fοпт = 0,3-0,5 мм (см. табл. 2)).
Так как Dtгр = 13-21 °С, то из выражения (2) получим
К = (0,3 - 0,5) /(13 - 21) =
= 0,014 - 0,038мм / o C
Подставив значения коэффициента К в выражение (1) будем иметь (мм):
f = (0,014 - 0,038)Dt гр .
(3 )
Таким образом, коэффициент К показывает изменение глубины скоса валка при изменении градиента
температуры раската по кромкам на 1°С.
Предлагаемый способ прокатки полос дает возможность устранить (уменьшить) клиновидность
горячекатаных полос, уменьшить массу одного погонного метра листа и расход металла.
Download