Способ профилирования валковпрокатного ctaha

4, .ф яОП ИИЗОБРЕТЕНИЯ тч,. 1 в"; Совэ Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 090479 (21) 2748509/22-02с присоединением заявки йо(51)м. кл.з В 21 В 27/02 Государственный комитет СССР но дюам изобретений и открытий(71) Заявитель Институт черной металлургии(54) СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ВАЛКОВ ПРОКАТНОГО СТАНА Изобретение относится к прокатному производству и совершенствуетпрофилировку валков станов горячей ихолодной прокатки,5Известно профилирование образующей бочки валка 11, которое состоитв том, что форма образующей бочкивалка описывается параболой П -ойстепениу: с(2 х) /1где у - расстояние по радиусу отбочки до образующей Фаски;х - расстояние от средины бочкивалка до точки на поверхности валка; 15с максимальная высота фаскина торце бочки;длина бочки;П - показатель степени,Недостаток известного способа про- Офилирования валков состоит в том,что он не учитывает эффекта микрорельефа поверхности на необходимую величину выпуклостии форму профиля образующей бочки валка, 25 10 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 рнсть толщины. Известен также способ профилирования рабочих валков стана холодной прокатки, предусматривающий профилирование образующей бочки валка по па раболе путем придания его поверхности выпуклости и нанесение на поверхность бочки шероховатости, В зависимости от сопротивления деформации прокатываемого металла Форма профиля валка может быть различной, По одномуиз вариантов средней части валкапридается меньшая кривизна, чем наконцевых участках, т,е. профиль образующей бочки валка выполняется попараболе высокой степени, которая характеризуется переменной кривизнойв различных точках, По другому - средняя часть бочки выполняется с двугорбым профилем, либо цилиндрической12 .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 С=СООгдеС - величина выпуклости;С - базовая величина выпуклости;Я - величина шероховатости;,базовая величина шероховатосООтирК - коэФфициент влияния направленности шероховатости К=+1при произвольном и перпендикулярном типе шероховатости.К=-1 при параллельном типешероховатости;)1 - показатель степени влияниявеличины шероховатости 25( 0,02 ( ) с 0,5),Сущность предлагаемого способапрофилировки валков состоит в следующем.Профилирование валков выполняется щдля обеспечения максимального соответствия формы активной образующейвалков профилю и форме прокатываемойполосы. Основным методом профилирования валков является предварительноешлифование их бочки на заданную величину выпуклости или вогнутости.Величину шлифованной выпуклостивалков, которую определяют Обычнокак разность диаметров в середине иу края бочки, т.е. начальную профилировку, подбирают из условия обеспечения плоской формы и заданного поперечного профиля полосы. При этомучитывают поперечный профиль подката, прогиб, сплюшивание, износ и . 45тепловое расширение валков во времяпрокатки. Величина шлифовочной выпуклости должна компенсировать ту частьпрогиба, износа и сплюшивания валковкоторая не компенсируется при прокатке из-за их теплового расширения.В свою очередь прогиб, износ исплюшивание валков зависят от шероховатости их рабочей поверхности,поскольку коэффициент трения в очагедеформации и усилие прокатки существенно зависят от величины и характера (направленности) расположения микронеровностей поверхности валка.Следовательно шлифовочная выпуклостьвалков должна устанавливаться в 60зависимости от их шероховатости.В соответствии с ГОСТом 2789-73шероховатость поверхности можетиметь различный тип награвления микронеровностей, Применительно к про катным валкам при шероховатости параллельного типа направление микронеровностей должно быть параллельным образующей бочки валка, при шероховатости перпендикулярного типа перпендикулярно образующей бочки валка, произвольного типа - направлениемикронеровностей 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 уравнениемВ этом уравнении величина выпуклости С 0 является базовой, т,е. служит масштабом и соответствует базо - вой величине шероховатости Р . Например, при шероховатости валков стана, равной Йоо = 1 мкм шлифовочная выпуклость бочки валка равна Со = =0,1 мкм.Смысл коэффициента К влияния на-,правленности шероховатости состоитв том, что характер зависимости величины выпуклости от шероховатостиразный для параллельного типа шероховатости, произвольного и перпендикуляоного типов,Процесс прокатки полос на промышленных станах ведется с применениемтехнологической смазки (эмульсии, водомасляной смеси, масла в чистомвиде и др.) В этих условиях при произвольном и перпендикулярном типемикронеровностей валка с ростом величины шероховатости уменьшается толщиная слоя смазки в очаге деформациии 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 шероховатостирастет толщина смазочной пленки вочаге деформации, и как следствие этого, понижается коэффициент тренияв 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 вданном случае должен быть положительным (К=+1) .При параллельном типе неровностейс увеличением высоты микронеровностейусилие прокатки понижается, Уменьшается соответственно изгиб и сплющивание валка. Следовательно в этомслучае выпуклость валка следует устанавливать тем меньшей, чем большевеличина шероховатости параллельноготипа, Т,е. здесь уже имеет местопропорциональная зависимость между 10величиной параллельной шероховатости и выпуклостью валка. Следовательно знак коэффициента К должен бытьотрицательным (К),Коэффициент Р в формуле показываетстепень зависимости величины выпуклости валка от величины шероховатости. В условиях прокатки, в условияхконкретных станов, когда величина шероховатости сильно нлияет не величину коэффициента трения, на величинуусилия прокатки, коэффициент Р должен принимать значения существеннобольшие нуля, В тех случаях, когдаэто влияние слабое, коэффициент25должен принимать значения близкиек нулю.Диапазон возможных значений Р выбирается исходя из следующих соображений.Способ предполагается н основном 3 Оиспользовать применительно к рабочимвалкам листовых станов холодной прокатки и дрессировки. На непрерывныхстанах во всех клетях кроме первойи последней, а также реверсивных 35листовых станах применяют, как правило,шлифованые валки, шероховатость поверхности которых равна примерно 1 мкм,В первой и последней клетях непрерывных станов, а также при последних 40пропусках на реверсивных станах применяют насеченные валки с шероховатостью до 10 мкм Кс. Шероховатостьбольшей величины на применяемом внастоящее время оборудовании для насечи валков получить затруднительно, фВ случаях когда, производят листовойметалл с гладкой поверхностью, валкипосле шлифовки полируют. При этомкласс шероховатости поверхности достигает 11-го по ГОСТ 2789-73,а величина 1 Ошероховатости превышает примерно0,1 мкм.Таким образом, величина шероховатости валков в реальных условияхпромышленных станов может отличатьсяв 100 раз от минимального значения, 55равного 0,1 мкм Ка, до максимального,равного 10 мкм 8 . За масштабную величину шероховатости принимают минимальное значение, равное 0,1 мкм,Ка 0 1 мкмбО Пределы изменения Р 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 Ка требует уменьшения выпуклости валков и в десять раз, например от 0,5 мм до 0,05 мм, то из вычисления0,05 : Оф 5( О)Р равно 0,0207, Здесь следует иметь в виду, что минимальному значению величины продольной шероховатости )(о,= 0,1 мкм соответствует максимальная величина выпуклости С0,5.П р и м е р . Предлагаемый способ моделировали путем расчета профилировок валков по методике, изложенной в книге Третьякова А,В. и др. Расчет и исследование прокатных валков. ММеталлургия197 6, с. 261-1217.Расчеты выполнили для примера прокатки полос иэ стали 08 кп 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 1,5 мкм Йа . Заднее натяжение принимали ранМаксимальная величина выпуклости валков, применяемая, как правило, на листовых станах холодной прокатки, не превышает 0,5-0,6 мм. За масштабную величину выпуклости можно при нять ее минимальное значение, Следовательно в зависимости от величины шероховатости валков их выпуклость (Со) может изменяться от 0,05 до 0,5 мм т.е. в 10 раз. Поскольку мак" симальной величине шерохонатости должна соответствовать максимальная выпуклость, то для К = +1 можно записать, что)2 ао=01 мкм, Со = 0,05 мм Ка=10 мкм, С.=0,5 мм и по уравнениюР- Со ( - ) определить О, 5 = О, 05 ( О, )", откуда тих=0,5.Таким образом, верхнее предельное значение и равно единице. Нижнее предельное значение Р определим из условия, согласно которому максимально возможное изменение величины шероховатости валка потребует изменения его выпуклости не более, чем на 10 В. Изменение величины выпуклости менее, чем на 10 нецелесообразно из-за незначительности достигаемого эффекта,0055 (ОР Следовательно С = 0,055 и ) О 5-СО ООткуда Р = 0,0207. Округленно 11 О, 02,Следовательно значение показателя степени влияния шероховатости должно находиться в диапазоне 0,02-0,05, т,е, 0,02 сР 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,у,7 Ч 97812 Формула изобретения Составитель М.Блатова Редактор А.Судын Техред Н.Келушак Корректор Л,ИванЗакз 9888/11 Тираж 899 Подписное В 1 ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11 ЗП 15, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Фн янин П П1 атент , г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ным 2 тс, переднее - Зб тс, Прокатка велась с подачей на валки эмульсии, Предел текучести стали перед прокаткой равен 28 кгс/см .В этих условиях при величине произвольного типа шероховатости поверхности валковКп 1,0 мкм коэффициент трения равен 0,07, а усилие прокатки получается равным примерно 750 тс, Для компенсации прогиба валков от действия такого усилия величина выпуклости должна составлять Сс = 0,1 мм. 1 ОПри применении валков с шероховатостью Да-б,О мкм в тех же условиях коэффициент трения возрастает до 0,18 а усилие прокатки увеличивается до 1180 тс. Расчеты показывают, что 15 с учетом изменения температуры в очаге деформации теплового расширения валков выпуклость их бочки должна составлять примерно С = 0,2 мм. Поскольку при шероховатости произволь О ного типа К=+1, то0,2 =, 01(,)6,0 поткуда и: 0,385.Таким образом, нейденное значение Й =0;385 попадает в укаэанный диапазон 25 возможных величин этого показателя степени 0,02-0,5Технико-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 прокатывают (дрессируют) металл с различной, в зависимости от его назначения, шероховатостью, Предлагаемый способ позволит при любой шероховатости валков, а значит при любой заданной шерохо ватости полосы, вести стабильный процесс прокатки с равномерным обжатиа 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 эффек-.тивности процесса производства листов и полос. Причем повышение эффективности проявляется не только на прокатном стане, но и на последующихпеределах. Например, улучшениеплоскости полос, достигаемое за счетприменения предлагаемого способа,уменьшит сваривание витков полосы врулонах при отжиге, что снизит количество брака из-за дефектов изломсваривание. Способ профилирования валков прокатного стана, включающий профилирование образующей бочки по параболе путем придания ее рабочей поверхностивыпуклости и нанесение на поверхностьбочки шероховатости, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества прокатываемого металлаи повышения эффективности процессапрокатки, перед профилированием образующей бочки валка устанавливают величину и направленность шероховатости, а величину выпуклости определяютпропорционально величине и направленности шероховатости в соответствии соследующим уравнением( - базовая величина шероховатости;К - коэффициент влияния направленности шероховатости;11 - показатель степени влияниявеличины шероховатости,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Р 373878,кл,72-201,1975. 2, Патент Японии Р 47-32907,кл. 12 С 211,4, 1972,