Способ регулирования процесса холодной прокатки полос в валках с шероховатой поверхностью

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ои 969339(23) Приоритет -аоаударотмнный комнтет СССР до делам изооретеннй к открцткй(53) УДК 621,771. ,08 (088,8) В, Л. Мазур, А. В. Ноговицын, В, В. Акишин, О. Н, Сосковец,А. А. Дитц, П. П. Чернов, В, И. Куликов и Л. 72) Авторы нзобретенн нститут черной металлургии МЧМ СССР металлургический комбивит ели ЦЕССА ХОЛОДНОИШЕРОХОВАТОЙа шероховатос ными перевалками величин,их поверхности может измре и более раз.Наиболее близким к прпо технической сущности нрезультату является способпроцесса холодной прокаткиусматривающий варьированижатия при прокатке путемтяжения полосы или за счвеличины зазора между пр ться в лагаемомудостигаем ния регулиров полос, превеличины изменен измене ными валС 21 Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к автоматизации прокатного производства, и может быть использовано при регулировании процесса прокатки полос.Для придания поверхности прокатываемого металла строго заданной шероховатости на листовых холоднопрокатных станах прокатку полос осушествляют в шероховатых (насеченных) валках.Известен способ холодной прокатки, предусматривакяций регулирование величины обжатия полосы, благодаря чему умень- шается неравномерность распределения натяжения по ширине полос, улучшается их геометрическая форма и планшетностьЦ 1Недостаток данного способа регулирования процесса холодной прокатки полос состоит в том, что он не учитывает факто .тор изменения величины шероховатости поверхности валков по мере их эксплуатации, тогда как в течение одной кампании работы валков между последовательОднако известный способ также не учитывает при регулировании процесса холодной прокатки изменения величины шероховатости поверхности валков по мере их износа и выработки. В результате высокая эффективность регулирования часто не достигается, а это ведет к ухудшению качества прокатываемого металла (но- явлению брака из- за вЬлнистости и коробоватости полос и снижению эффективности процесса производства листов и полос,3 9693к порывам полосы .при прокатке и, какследствие, повреждениям валков, необходимости уменьшать скорость прокатки,что негативно отражается на производительности стана, и др.).5Иель изобретения - улучшение качествапрокатываемого металла и повышениеэффективности процесса производства листов и полос.Поставленная цель достигается тем, ючто согласно способу регулирования ттроцесса холодной прокатки полос, вклвнающему варьирование величины обжатия, впроцессе прокатки измеряют величину шеро-ховатости поверхносЖ валков, а варьирсьвание величиной обжатия осуществляютпрямо пропорционапьно измененито величины шероховатости исходя из следующейзависимости:ь=(о)",где Ь- величина изменения относительного обжатия,"Ь - величина изменения шероховатости поверхности валков;С - коэффициент пропорциональности,;0,01 6 Ц 400,"И - показатель степени влияниявеличины шероховатости1 И3.30За величину изменения относительногообжатия Ь Е принимается модуль раз.ности между начальной величиной относительногообжатияЯо и конечной сст.е. ЬЯ;Ест - Як. Аналогично3за величину изменения шероховатостиповерхности валков Ьйс 1 принимается модуль разности между величинами начальной ЬК сто и конечной Аймак шероховатости40фо-/Ыо-Ыс 1 к 7 де о - параметр шероховатости по ГОСТ 2789-73,Супцтость предлагаемого способа регуттнроиания процесса прокатки полос состоит в следующем.45При прокатке полос на.листовых станах технология (режим обжатия и натяжений, скорость прокатки, профювровкавалков) этого процесса выбирается такимобразом, чтобы обеспечить максимальноесоответствие формы активной образукицейвалка форме и профилю прокатываемойпопосы. Это позволяет при стабильныхусловиях процесса прокатки получать,полосу без погрешностей формы (волнистости, коробоватости) и с.минимальной 33разнотолщинностью. Однако на промышленных станах процесс прокатки проходит,как правило, в нестационарных усповиях,39 4Одной из причин нарушения стабильности процесса является изменение шероховатости поверхности прокатных валков по мере, их выработки, Этот фактор необходимо учитывать при регулировании процесса прокатки с целью его стабилизации.При изменении шероховатости поверхности валков изменяется усилие щокатки, а также прогиб и сппющивание валков, Выпуклость (профилировка) же валков остается неизменной. Но поскольку при и.".мененной профилировке валков усилие изменилось, то активная форма образующей валка не соответствует профилю и форме1прокатываемых полос. Т.е. при новой шероховатости валков их профилировка оказывается уже неподходящей дпя того же (ранее установленного) обжатия. В резуль тате прокатываемая полоса выходит иэ валков волнистой или коробоватой, Для исключения этого отрицательного эффекта необходимо осуществлять в реальном мас-, штабе времени регулирование процесса прокатки с тем, чтобы компенсировать влияние изменения шероховатости валков на усилие прокатки и, как следствие, на профиль и форму полосы. Наиболее широкими возможностями в части воздействия на процесс прокатки обладает регулирование путем изменения величины обжатия. Так, если изменение шероховатости валков привело к уменьшению усилия прокатки, то обжатие полосы необходимо увеличить. И наоборот, если изменение величины шероховатости привело к увеличению усилия прокатки, то степень деформации полосы надо уменьшить. В результате усилие прокатки стабилизируется даже при изменении величины шероховатости поверхности валков и будет обес-. печено производство высококачественной продукшиеПоказателЬ И в формуле М,:О Ьйс 1)" показывает степень зависимости требуемого изменения величины обжатия от величины изменения шероховатости поверхности прокатных валков, В условиях, когда изменение величины шероховатости валков сильно влияет на величины коэффициента трения в очаге деформации и усилие прокатки, коэффициент дсцтжен принимать бопь шие значения. В тех случаях, когда это влияние слабое, коэффициент 11 допжен щжнимать меньшие значения иэ диапазона, указанного в формуле изобретения. Коэффициент пропорциональности О характеризует условии прокатки на конкретном стане и так же, как показатель И, отражает зависимость требуемого изменения обжа= С (д Ко)ц 5 . 969 тия в функции изменения величины шероховатости валка. Смысл этого коэффициента состоит в следующем.Для обеспечения условия постоянства прокатки и получения полос с минимальной 5 разнотолшинностью по ширине и высокой плоскостностью, как показано выше, тре-. буется регулирование величины обжатия в функции изменения величины шероховатости валка, Эту зависимость можно 1 О представить в следующем виде:М сК(где , - начальная величина относитепь- И- ного обжатия;К - начальная величина шероховатосОо- ти валков, оцениваемая параметром по ГОСТ 2789-73,Преобразуя эту зависимость, получим1 о 25Обозначая О= - , окончательноимеемре ф ЗОКак уже указывалось ранее, в приведенных выше формулах Ь и ЬКс представляют абсолютные значения (по. модулю) изменений величины шероховатости поверхности валка и относительного35 обжатия.Показатель И находится в пределах от 1 до 3,т,е, 1 и 3.Коэффициент может принимать значения в довольно широком диапазоне величин40 О,д 1:0400, Для конкретного стана величина коэффициента определяется местными условиями, принятой технологией (шероховатостью применяемых валков и задаваемыми вецичинами обжатий).П р и м е р . Оценку эффективности предлагаемого способа по сравнению с Известным выполняют расчетным путем,Рассмотрим два краййих случая: прокатка полосы в насеченных валках первой и пятой клетей стана 1700, В пер 56 вом случае прокатывается относительно тапстый и мягкий, во втором - тонкий и наклепанный металл. В первую клеть заливают валки с шероховатостью Й =4,8 мкм. При относительном обжатииЯ 1 = 13% попосы толщиной 3,0 мм коэф фициент трения составляет 0,24, а усилие прокатки при ширине 1015 мм рав 339 6но 1200 тс, В процессе прокатки шероховатость валков уменьшается до К= 2,4 мкм, коэффициент трения соответственно до 0,17, следовательно, при прокатке по известному способу без регулирования обжатия в функции шероховатости поверхности валков усилие прокатки уменьшается до 750 тс. Учитывая, что зависимость усилия прокатки от обжатия Р =И) близка к линейной,то при регулировании процесса прокатки по предлагаемому способу для соблюдения условия Р= 1200 тс = соиМ при уменьшении величины шероховатости на Ы=4,8- - 2,4 = 2,4 мкм необходимо обжатие в клети увеличить на Е = 7% с тем, чтобы новое значение б, соответствующее Кс валка = 2,4 мкм составляло 20%.Тогда для первой клети согласно зависимости (1) - ( -, откуда следует, чтол 8 фИ Ф 1,1. Таким образом, полученное значение показателя и равное 1,1 попадает в диапазон И, указанный в формуле изобретения.В пятую клеть заливают валки с исходной шероховатостью поверхности Кс = = 3 мкм. При скорости прокатки 15 м/с коэффициент трения составляет в начале кампании валков 0,06. При прокатке в пятой клети наклепанной полосы размером 0,65 х 1015 мм с обжатием 6 = 15% усилие прокатки составляет 2150 тс.При прокатке по известному способу с уменьшением шероховатости валков до= 30 мкм (а,МО= 2,0 мкм) усилие прокатки снижается до 1200 тс (коэффж;иент трения равен 0,04), При регулированни процесса по предлагаемому. способу дпя поддержания постоянного усилия Р = = 2150 тс необходимо обжатие в клети увеличить до 25%, т,е. на Ь. = 10%, Тогда согласно выражению (1) Ж.тУВ откуда следует, что И = 1, Таким Оразом, для конкретного листового стана при регулировании процесса прокатки цо предлагаемому способу коэффициент принимает значения И 1,0 - 1,1При прокатке по известному способу без регулирования обиатия й функции шероховатости валков изменение усилия прокатки нз-за износа шероховатости валков в первой клети на 450 тс и в пятой клети на 950 тс приводит к резкому нарушению соответствия .исходной выпуклости валка условиям прокатки. В реэультать ухудшается качество прокатываемых полос (появляется поперечная разнотолщинность, ухудшается планшетность полос) и снижается эффективность процесса про39 8стана, уменьшит расход валков на единицу продукции еМожно ожидать, что применение предлагаемого способа позволит увеличить производительность стана на 1,5-2,0%.. При общем Жъеме производства холоднокатанного листа в цехе 1 млн. т экономический эффект составит не менее 100 тыс. руб. на каждом стане. д: о(й, К 1"/Составитель М. РеутоваТехред А.Бабинец Корректор О. Билак Редактор А. Филь Заказ 8248/8 Тираж 845 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 7 9693 изводства (из-за возникшей неравномерности распределения натяжения по ширине полосы возрастает количество порывов полосы, а следовательно, снюкается производительность стана). При прокатке по предлагаемому способу обеспечивается стабильность усилия прокатки даже при изменении шероховатости валков, а это обеспечивает соответствие выпуклости валков условиям прокатки на протяжении 1 О всей кампании эксплуатации валков. В итоге улучшается качество прокатываемого металла и повышается эффективность процесса прокатки. Таким образом, пред-лагаемый способ имеет существенные 13 преимущества перед известным.Следует отметить следующее. В предлагаемом изобретении в качестве параметра шероховатости поверхности, принят стаиддррпяй, Жраметр (ГОСТ 2789-73). уо Возможно применение и других параметров.шероховатости, например К, К с 1 х СушйесФьсйособа при этом не изменится, поскопа,ку. эти параметры взаимосвязаны.В предлагаемом способе изменение 2 зобжатия предусмотрено в функции шероховатости валка. Таким же образом.,можно регулировать величину обжатия и в зависимости от шероховатости полосы.Однако это менее удобио, так как шероховатость полосы изменяется в меньшей, степени, чем шероховатость валков. Поскольку величина изменения шероховатости валков и полосы зависит от количествапрокатанного металла, то в конкретных , примерах реализации предлагаемого способа регулирование можно выпопнять пожесткой программе в функции длины прокатанной полосы или массы проката, предварительно установив характер зависимос-.ти шероховатости валков или попосы от40массы проката.Предлагаемый способ обеспечит повышение качества прокатываемого металла,уменьшение количества порывов полос впроцессе прокатки, что существенно отразится на производительности прокатного формула изобретения Способ регулирования процесса холодной прокатки полос в валках с шероховатой поверхностью, включающий варьирование величины обжатия, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью улучшения качества прокатываемого металла и повышения эффективности процесса производства листов полос, ь процессе прокатки измерйют величину шероховатости поверхности валков, а варьирование величиной обжатия осуществляют прямо. пропорционально изменению величины шероховатости, исходя из следующей зависимости где Ь - величина изменения относительного обжатия,ЯС 1 - величина изменения шероховатости поверхности валков фц - коэффициент. пропорциональности, 0,01а 400,И - показатель степени влияниявеличины шероховатостисй3.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе3 дружинин Н. Н. Непрерывные станыкак объект. автоматизации. М., "Металлур-гия"ф 1975 е с. 30.2. Железнов Ю, Д. Прокатка ровныхлистов и полос. М., "Металлургияф, 1971,с. 165-171.