Валковый узел прокатного стана

(72) Авторы изобретения Днепропеттювский ордена Трудового Красного наме металлургический институтгв(54) ВЛЛКОВЬЙ УЗЕЛ ПРОКАТНОГО СТАНА1 Е 14 1Изобретейие относится к области про катного производства, преимутцественно к прокатке профильных полос с резкими перепадами толцкны по сечению, которые находят широкое применение в качестве заготовок различных деталей в машино строительной, авиационной и других отраслях промышленности,В связи с тем, что в качестве исходной заготовки для производства профильных полос с резкими перепадами толшинь 1 используот полосу с постоянной по ширине толшиной прокатка таких профилей сопровождается значительной неравномерностью деформации по ширине, Более обжимаемые участки профиля стремят 15 ся приобрести большую вытяжку и тянут за собой менее обжимаемые участки. Последние, в свою очередь, сдерживают продольное течение более обжимаемых участков. В результате такого взаимодействия в прокатанной полосе вытяжки всех отдельных участков поперечного сечения выравниваются до одной величины, но по сечению полосы возникают неравномерные продольные напряжения: в болееобжимаемых частях полосы - сжимающие,а в менее обжатых - растягиваюшие,Известен валковый узел для прокаткипреимущественно листового металла, вкотором на поверхность валков наноситсянаправляемый микрорельеф в виде продольных рисок 3..Данное решение позволяет снизитьэнергосиловые параметры прокатки иулучшить качество проката за счет увеличения равномерности шероховатости.С этой целью на одном валке рискиориентированы перпендикулярно оси, надругом - параллельно ей,Однако такое решение не уменьшаетнеравномерности продольных напряжений,возникающих из-за неравномерности обжатий полосы по ширине,Наиболее близким по технической супности к предлагаемому изобретению является валковый узел трубопроКатногостана, содержаший два ручьевых валка, 3 971541 ф образующих калибр переменной высоты, получающим минимальное обжатие, Пона поверхность которого нанесены риски, верхность валков на участке с калибра отличающийся от известных тем, что в выполнена гладкой а на участках с и выпусках калибра шероховатость ниже, Ь нанесены риски глубиной 0,0003- чем в вершинах 2. 0,01 диаметра валков и отношением шириТакое решение позволяет снизить не- ны риски к ее глубине, равной 1,15 О, равномерность продольных напряжений и под углом 30-75 о к вертикальной оси попереч."ную разностенность при прокатке валка. При этом на крайних участках о труб, однако не устраняет трудностей, лски направлены в противоположные стоприсущих процессу прокатки полос с рез-, 10 роны, т,е. симметричны относительно кими перепадами толцщны по сечению пинии окружности валка в середине калибнизкое качество прокатанной продукции, ра, но в пределах одного из участков связанное с выполнением профиля менее имеют одно направление, а на промежуточобжимаемыми участками полосы из-за . ных участках Ь риски в пределах одного продольной утяжки на этих участках и 1 З участка направлены в противоположные потерей продольной устойчивости наиболее (в две разные) стороны, т.е, симметрич - обжимаемыми участками полосы, обуслов- ны относительно линии окружности ылка ленных значительной неравномерностью в середине этого участка Ъ . В резущ напряжений по сечению полосы. тате получается, что на любом иэ участЦелью изобретения является уменьше О ков о и Ь риски направлены в противоние неравномерности продольных напря- положные стороны от участков поверхносжений по сечению полосы посредством ти валка с, образующих максимальную принудительного поперечного течения ме- высоту калибра, т.е, риски расположены талла на максимально обжимаемых учась- симметрично относительно участков валка ках профиля. 25 с, разделяющих их, образуот фелочкуфЦель достигается тем, что в извест- с направлением вершин их пересечения ном валковом узле, содержащем два ру- к очагу деформации. чьевых валка, образующих калибр пере- Риски на участках а и Ъ поверхности менной высоты, на поверхность которого валков могут наноситься,режушим инстнанесены риски, последние выполнены на Зо рументом на метаплорежущих станках, участках поверхности валков, образующих электроэрозионным способом или путемминимальную высоту калибра, наклонены накатки профилированными роликами, в вертикальной оси валка под углом 30- Риски на поверхности участков а и Ь 75 и образуют фелочкуф, .тричем верши- являются направляющими, вдоль которых ны пересечения рисок направлены к очагу течет металл. При этом интервал углов деформации, наклона к линни окружности валка 30 Кроме того, глубина рисок составляет 75 о соответствует интервалу средних 0,0003-0,01 диаметра валков, а отноше углов наклона вектора скорости скольжение ширины риски к ее глубине состав- ния металла по валку, Величина угла на ляет 1,15-9.клона вектора скольжения металла поНа чертеже изображен валковый узел валку может быть рассчитана по извесъпрокатного стана, общий вщ (пунктиром ным коэффициентам деформации, вытяжке показан профиль исходной заготовки 1. и уширенню на участках полосы, получаюПредлагаемый валковый узел прокат- щих максимальное обжатие. Угол наклона ного стана состоит из верхнего 1 и ниж рисок выбирают большим среднего угла43него 2 профилированных ручьевых валков, наклона вектора скольжения металла при образующих калибр переменной высоты. прокатке в гладких валках (без рисок). Калибр состоит из двух краевых с и В этом случае деформируемый металл одного илн нескольких промежуточных о скользит вдоль рисок и получает большое участков, где высота калибра минималь- уширение и меньшую вытяжку, чем при50на, а также иэ нескольких участков С, прокатке в гладких валхах, При этом где высота калибра максимальна. Профиль важно чтобы острый угол, образуемый калибра валкового узла соответствует го- риской и линией окружности валка в сетовому проф 1 цпо полосы 3, прокатанной, редине обжнмаемого участка,.указывал из заготовки с равномерной толщиной по направление прокатки своей вершиной ширине, При этом участки О и Ь калиб- фф (соответствовал направлению прокатки). ра соответствуют участкам полосы 3, При прокатке профильной полосы 3 с получающим максимальное обжатие, а резкими перепадами толщины по сечению участки кшпбра с, участкам полосы, риски, выполненные на участках поверх-,9715 5ности валков 1 и 2 а и О, которь 1 ми осуществляется наибольшее обжатие по лосы, разгоняют деформируемый металл в стороны, увеличивая его уширение и уменьшая вьггяжку, Это обеспечивает % улучшение качества продукции: за счет уменьшения утяжки лучше заполняются металлом участки полосы, получающие меньшее обжатие, обеспечивается точное выполнение профиля, Кроме того, за счет 1 О уменьшения стремления металла на наиболее обжимаемых участках металла полосы к продольному течению (вьггяжке) су-. щественно уменьшается неравномерность продольных напряжений по сечению полосы и полносгью устраняется волнистость тонкостенных участков профиль, получаюша. яся в результате потери продольной устойчивости. Экспериментальными исследоюниями в лабораторных условиях установле з но, что углы наклона рисок меньше ЗОО и больше 75 О не обеспечивают увеличения уширения металла на. более обжимаемых участках полосы и улучшения качества продукции. При этом глубина рисок должнафф составлять 0,0003-0,01 диаметра валка прокатного стана, что для реальных условий прокатки соответствует высоте 0,1- 3,0 мм. Как показали эксперименъцьные исследования, глубина рисок менее 0,3- М 0,5 мм не обеспечивает эффекта ис.суссъвенного направления течения металла в стороны в связи с тем, что направляющее действие рисок малой глубины не сказывается на течении основной массы метал-З ла, содержащейся во внутренних слоях полосы. Верхний предел указанного интервала глубины рисок, составляющий 3,0 мм, соизмерим О толщиной наиболее тонких участков прокатываемого профиля, й и дальнейшее увеличение глубины рисок вызывает продавливание участков профиля выступами рисок и брак продукции,Кроме того, отношение ширины риски к ее глубине не должно составлять 1,4- 9,0, Данный интервал соотношений ширины и высоты рисок также получен экспериментально и выбран из следующих соображений.При увеличении указанного отношения степень влияния рисок на течение металла при прокатке уменьшается. При увеличении этого отношения более 9 зто влияние становится практически не ощутимым. Нижний предел интервала, равный 1,15,И связан с услови.;ми деформации прокатан ной в предлагаемых валках полосы с участками, имекнцими на.своей поверхности отпечаток от рисок, в последнем чистовом проходе в валках с гладкой поверхностью ручья. При отношении ширины риски к ее глубине, равной 1,15, в чис товом проходе (в проведенных опытах) след от риски не разглаживался, а закатывался, образуя складку на поверхности.Предлагаемый валковый узел при соблюдении указанных соотношений между глубиной риски и диаметрам валков, а также шириной и глубкной риски обеспечивает полное устранение брака по геометр рическнм размерам, форме и качеству поверхностиизделий. Внедрение предла гаемого изобретения в промышленности позволяет существенно улучшить качество прокатанной продукции, снизить трудоемкость ее изготовления, а также значительно расширяет возможности процесса щокатки, обеспечивая высокое качество изде лий при значительной неравномерности деформации по ширине, Использование такого валкового узла обеспечило полу-чейие партии профильных полос специаль ного назначения требуемого качества, внедрение которых в производство позволяет исключить токарную обработку, повысить коэффициент использования дорогостоящих жаропрочнык сплавов упростить технологию изготовления изделий. Формула изобретений 1. Валковый узел прокатного стана,содержащий два ручьевых валка, Образующих калибр переменной высоты, на поверхность которого нанесены рисж, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения продольных напряжений посечению полосы посредством принудительного поперечного течения металлав максимально обжнмаемых участкахпрофиля, риски выполнены на участкахповерхности валков, образующих минимальную высоту калибра, наклонены квертикальной Оси валка под углм 3075 о и образуютелочку, причем вершины пересечения рисок направлены кОчагу деформации2. Узелпоц, 1, отличающийс я тем, что глубина рисок составляет0,0003-0,01 диаметра валков, а ожошение ширины рисок к ее глубине составляет 1,15-9,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРХо 778836, кл, В 21 В 28/12, 1980,2, Авторское свидетельство СССРЯо 351604, кл. В 21 В 27/02, 1972,/21 Тираж 845ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРно делам изобретенгй и открьтгий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 илиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,