Способ прокатки металлов

(51) 4 В 7/06 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К плавов комбили и ески А. Барышев,С. Лебедев Трение и тех аботке метал лургия, 1968 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский институт сти Магнитогорский металлургинат им, В. И. Ленина(56) Чертавских А. К. и др.нологическая смазка при обрлов давлением. - М.: Металс. 296 - 304.(54) СПОСОБ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛОВ. (57) Изобретение касается обработки металлов давлением, конкретнее прокатки металлов на многоклетевых и реверсивных станах. Целью изобретения является снижение расхода масляного компонента, увеличение производительности и повышение качества поверхности деформируемого металла. Способ прокатки металлов включает деформацию металла между валками, подачу смазочно-охлаждающей жидкости в виде эмульсии масла в воде на валки и технологической смазки, содержащей масляный компонент и воду, на деформируемый металл, сбор отработанной эмульсии и смазки и возврат эмульсии к валкам стана. Содержание масляного компонента в подаваемой на деформируемый металл технологической смазке изменяют в пределах 10 - 40 мас. % в зависимости от свойств масляного компонента, сортамента продукции, температурного режима процесса деформации и концентрации масла в смазочно-охлаждающей жидкости, подаваемой на валки, согласно выражению д=Я Й 1 т и, где Я - оптимальное содержание масляного компонента в технологической смазке, зависящее от свойств применяемого масляного компонента, мас.;о;о К 1, т, и - эмпирические коэффициенты, учитывающие соответственно толщину деформируемого металла, степень легирования и сопротивление деформации металла, температурный режим деформации металла, концентрацию масла в эмульсии - смазочно- охлаждающей жидкости, а перед возвратом эмульсии к валкам стана корректируют значение рН эмульсии до 6,5 - 8 и температуру эмульсии до 30 - 60 С для обеспечения кон- Й центрации эмульсии 0,2 - 1,5%. Значения каждого коэффициента д, , т, и ( 1, нижние Щ их пределы назначают эмпирически в зависимости от свойств масляного компонента и перечисленных факторов, учитываемых этими коэффициентами. При использовании пальмового масла Я=10 - 25 мас.%. При й производстве жести толщиной 0,36 мм к = = 0,8; при всех значениях толщины жести 1 = 0,9, При прокатке труднодеформируемых металлов 1 = 1,0. В начальном периоде эксплуатации вновь установленных валков 3 т = 1,О, в период установившегося темпе- (;ф ратурного режима валков т = 0,8. При концентрации эмульсии 0,2% коэффициент и = = 1,О, при концентрации эмульсии 1,5% коэффициент и = 0,7. 1 з.п.ф-лы. 1 табл.д=Я й 1 т п,Изобретение относится к обработке металлов давлением, конкретнее к прокатке металлов на многоклетевых и реверсивных станах.Цель изобретения - снижение расхода масляного компонента, повышение производительности стана и улучшение качества поверхности деформируемого металла.В технологической смазке (смеси масляного компонента с водой), подаваемой на деформируемый металл, содержание масляного компонента изменяют в пределах 4,0 - 40 мас. о" в зависимости от свойств масляного компонента, сортамента продукции, температурного режима процесса деформации и концентрации масла в смазочно-охлаждающей жидкости, подаваемой на валки, согласно выражению где д - текущее содержание масляного компонента в технологической смазке;Я - оптимальное содержание масляногокомпонента в технологической смазке, зависящее от свойств применяемого масляного компонента, мас. Я, Я = 10,0 - 40,0; К ,т, п - эмпирическое коэффициенты, учитывающие:Й - толщину деформируемого металла,й =0,8 - 1,0;- степень легирования и сопротивл.- ние деформации деформируемогометалла, 7 = 0,9 - 1,0.т - температурный режим деформацииметалла, т = 0,8 - 1,0;п - концентрацию масла в эмульсиисмазочно-охлаждающей жидкости,подаваемой на валки, и = 0,71,г 1,Кроме того, перед возвратом эмульсиик далкам стана корректируют значение рНэмульсии до 6,5 - 8 и температуру эмульсиидо 30 - 60 С для обеспечения концентрацииэмульсии 0,2 - 1,5/ в результате эмульгирования части масляного компонента технологической смазки.При использовании пальмового маслав качесте масляного компонента технологической смазки низкое значение напряжениятрения (22 - 30 МПа) в установившемся температурном режиме валков в процессе прокатки жести толщиной 0,2 мм обеспечивается при содержании пальмового масла втехнологической смазке в пределах 10 - 25 О"которые зависят от свойств пальмового масла; кислотного числа, иодного числа, содержания в нем олеиновой и пальмнтиноВой кислот и др.При использовании вместо пальмовогомасла гидрогенизированного кориандровогомасла, отличающегося пониженным количеством пальмитиновой кислоты (относительно пальмового масла) и повышенным количеством олеиновой, его содержание в техно 5 1 О 15 2 О 25 ЗС 35 4 О 45 5 О 55 логической смазке должно быть увеличенодо ЗОЯ,В случае использования синтетическихзаменителей пальмового масла содержаниемасляного компонента в технологическойсмазке должно быть повышено до 40 Я.Данные по количеству масляного компонента в технологической смазке при использовании гидрогенизированного кориандрового масла и синтетического заменителя пальмового масла получены в результате лабораторных испытаний на высокоскоростном стане 270, образцы размером1,2 Р,35 Х 400 мм из стали 08 прокатаны прискорости 5, 16 и 25 м/с за три прохода дотолщины 0,35 мм с обжатием в каждомпроходе 30 - 35 Я.При производстве жести (металл - низкоуглеродистая сталь) толщиной 0,28 и0,36 мм содержание масляного компонентав технологической смазке возможно снизить на 10 и 20 О соответственно относительно содержания масляного компонентав технологической смазке при производствежести толщиной 0,2 мм и одновременно повысить концентрацию эмульсии, подаваемойна валки стана, до 1,5 Я. Поскольку повышение концентрации эмульсии осуществляется эмульгированием части масляного компонента технологической смазки, не отмечается ухудшение условий трения в очагедеформации при снижении содержания масляного компонента в технологической смазке, но достигается снижение расхода масляного компонента (отмеченное снижение содержания масляного компонента в технологической смазке учитывается коэффициентом Й).При прокатке низкоуглеродистой стали с низким сопротивлением деформациисодержание масляного компонента в технологической смазке следует понизить на10 Я относительно содержания при деформации труднодеформируемых металлов с высоким сопротивлением деформации (коэффициент г).В период установившегося температурного режима валков, который достигается после прокатки первых после перевалки валков 30 - 40 т металла толщиной 0,2 мм(или 65 - -72 тонн металла толщиной 0,36 мм),содержание масляного компонента в технологической смазке снижается на 20 Я относительно содержания масляного компонентав начальном периоде эксплуатации вновьустановленных валков, когда требуется дополнительный подвод смазки с целью снижения усилия прокатки при недостаточноЙтепловой выпуклости валков (коэффициент т).Повышение концентрации эмульсии до1,5/О, подаваемой на валки стана, вследствие управляемого эмульгирования частимасляного компонента технологической смазки позволяет дополнительно снизить содер 131179955 жание масляного компонента в технологической смазке на ЗОЯ относительно содержания при концентрации эмульсии 0,2 Я. Повышение концентрации эмульсии до 1,5 Я в первую очередь улучшает состояние поверхности - снижает ее общую загрязненность в 1,5 в 1,7 раза, способствует повышению производительности стана в среднем на 1,5 Я за счет увеличения скорости прокатки при одновременном снижении расхода электроэнергии (снижение содержания масляного компонента учитывается коэффициентом а) .Снижение концентрации эмульсии ниже 0,2 Я не обеспечивает низких значений напряжения трения, тока якоря двигателя и загрязненности поверхности полосы при исходном содержании масляного компонента в технологической смазке 10 Я. Повышение концентрации эмульсии выше 1,5 Я не приводит к общему снижению расхода масляного компонента и к заметному снижению нагрузки двигателей.Эмульгируемость эмульсии с содержанием масла 0,2 - 1,5 Я обеспечивается в том случае, когда рН эмульсии устанавливают равным 6,5 - 8,0, а температуру 30 - 60 С: при значении рН(6,5 среда эмульсии кислая и эмульгирование масла в воде не происходит; при рН(8,0 в эмульсии образуется пена, поверхность деформируемого металла подвергается коррозии; при количестве пены свыше 3,0 - 3,5 Я применение эмульсии исключено.Нижний предел температуры эмульсии (30 С) обусловлен температурой каплепадения масляного компонента, которая составляет 26 - 29 С, при температуре ниже 30 С эмульгирование масла в воде не происходит. Верхний предел температуры эмульсии (60 С) устанавливается на основе данных о расходе смазочно-охлаждающей жидкости, обусловленном охлаждающей способностью эмульсии: при температуре эмульсии 60 С расход жидкости 32 л/с, при температуре 62 С требуемый расход жидкости 36 л/с, кото рый не обеспечивается мощностью системы охлаждения, Повышение мощности системы охлаждения выше 32 - 34 л/с не рационально.Уменьшение исходного содержания масляного компонента в технологической смазке ниже 1 ОЯ при минимальных значениях коэффициентов гг, г, пг и п приводит к настолько низкому действительному содержанию масляного компонента, при котором не обеспечиваются оптимальные условия трения в очаге деформации. Повышение содержания масляного компонента выше 40 Я неоправданно увеличивает расход масляного компонента, не улучшая условия трения, и создает существенные трудности при подаче технологической смазки по трубопроводам,При прокатке тонких полос условия трения в большей степени влияют на затраты 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 энергии на деформацию, чем при прокатке полос большей толщины. При прокатке полос минимальной толщины количество масляного компонента должно быть увеличено на 20 Я относительно количества при прокатке полос максимальной толщины с разницей значений толщины 100",/. Коэффициент к = 1 при прокатке полос минимальной толщины и к =. 0,8 при прокатке полос максимальной толщины сортамента стана.При прокатке на холодных валках, т. е. при прокатке непосредственно после установки новых валков, количество масляного компонента должно быть увеличено на 20 Я относительно количества при установившемся температурном режиме валков, который достигается после прокатки определенного количества металла. На стане 1200 ММК это количество металла составляет 40 т при толщине 0,2 мм. Таким образом, коэффициент т = 1 при прокатке начальной части первого рулона после установки новых валков и гп = 0,8 по достижении установившегося температурного режима валков.Повышение содержания масла в охлаждающей жидкости (концентрации эмульсии) до 1,5 О, подаваемой на валки, позволяет снизить количество масляного компонента на ЗОЯ относительно количества при содержании масла в охлаждающей жидкости 0,2 Я, коэффициенты и = 1 и и = 0,7 при концентрации эмульсии 1,5 Я.При прока гке низкоуглеродистой стали количество масляного компонента может быть снижено на 1 ОЯ относительно количества при прокатке высокоуглеродистых и легированных сталей, коэффициент= = 0,9 в 1,0.Эти условия и соответствующие им значения параметров являются общими (таблица). Соответствукгцие значения коэффициентов /г, г, пг и п приведены в качестве примеров, обосновывающих их минимальное и максимальное значения на основе конкретных результатов промышленного исследования на стане 1200, в процессе которого установлено, .то при использовании пальмового масла (масляного компонента) с содержанием пальмитиновой кислоты 50 Я, иодным числом 65 - 70, кислотным числом 18 - 20 количество масляного компонента в смазке должно составлять 4,0 - 10,0 Я, нижнее значение гг = 4,0 Я соответствует минимальным значениям всех коэффициентов: lг = 0,8;= 079; пг = 0,8; гг = 0,7, верхнее значение д = 10,0 О соответствует максимальным значениям всех коэффициентов: /г = 1,О; 1 = 1,О; пг = 1,0; и = 1,0. При этом базовое содержание масляного компонента,зависящее только от своиств самого компонента, достигает значения Я = 1 ОЯ.Снижение фактического содержания масляного компонента в технологической смазке ниже 4,0 Я не рекомендуется, так как при1311 799 Ток якоря 1 Чклети,кЛ Концепт- Коэф- КоличестСкорость Загрязнение поверхности Коэф -фициенткз Коэффициент МассаметалИсходТолщи -на полосыпослеклети,фиципрокатки, и/с во масла в техно- логичесрацияэмульсии,7 ное сополосымг/м ент ла,держапрока- танного после пе- ревалние кой смазке с 1 7 масляногокомпо -мм нента,ки,т 9 10 0,2 1,0 1 О 0,2 16 510 1,70 1,0 1,0 6,9 0,85 25 0,9 1,54 0,8 18 395 40 5,04 0,8 1,5 0,7 20 130 280 0,28 0,9 14 1,64 0,2 500 1,0 14 8,1 1,0 0,85 35 0,8 1,42 0,9 390 г/ ( 4,0% напряжения трения резко возрастают до т = 50 МПа, расход энергии на деформацию повышается (сила тока У = = 2,5 кА в УУ клети), на поверхности полос появляются следы повреждения контактных слоев деформируемого металла.Равенство того или иного коэффициента единице свидетельствует о временной невозможности снижения количества масляного компонента по условию, которое учитывает соответствующий коэффициент.Способ прокатки осуществляют на действующем непрерывном стане 1200 при производстве жести из стали 08 кп толщиной 0,2 мм, шириной 730 мм, изменение содержания масляного компонента (пальмового масла) в технологической смазке достигается регулированием положения клапана вентиля в системе подачи пальмового масла, управление концентрацией эмульсии изменением значения рН эмульсии в пределах 6,5 - 8,0 в результате введения в эмульсию тринатрийфосфата и температуры эмульсии в пределах 35 - 60 С за счет регулирования количества охлаждающей воды, протекающей через теплообменник циркуляционной системы охлаждения стана. Технологические показатели процесса производства жести, зарегистрированные при осуществлении предлагаемого способа прокатки металла, даны в таблице (значение коэффициента р = 0,9 для низколегированнй стали, ширина полосы 750 мм). Как следует из приведенных данных, ис. пользование предлагаемого способа прокатки металлов обеспечивает сокращение расхода масляного компонента, например пальмового масла, 100 - 120 т в год, повышение производительности стана на 1,0 - 1,5 о и улучшение качества продукции в результате относительного снижения отсортировкя продукции. Формула изобретения1, Способ прокатки металлов на многоклетевых станах, включающий деформацию металла между валками, подачу смазочно- охлаждающей жидкости в виде эмульсии масла в воде на валки и технологической смазки, содержащей масляный компонент и воду, на деформируемый металл, сбор отработанной эмульсии и смазки и возврат эмульсии к валкам стана, отличаюигийся тем, что, с целью снижения расхода масляного компонента, увеличения производительности процесса и улучшения качества поверхности деформ ируемого металла, содержание масляного компонента в подаваемой на деформируемый металл технологической смазке регулируют в пределах 4,0 - 40,0 мас. оО в соответствии с зависи- мостью г/== Я /г / т и,где а - текущее содержание масляного ком 20 понента в технологической смазке;Я - базовое содержание масляного компонента в технологической смазке,зависящее от свойств применяемогомасляного компонента, мас,Я ==0,0 - 40,0;25(смазочно-охлаждающей жидкости), и = 0,7. - 1,0.2. Способ по п. 1, атличаюгЧийся тем,что перед возвратом эмульсии к валкам стана значения р Н эмульсии устанавливаютравным 6,5 - 8,0, температуры 30 - 60 С,1311799 Продолгкение таблицы 16 272 56 4,54 1,24 0,8 1,5 0,7 12 480 1,0 1,56 036 0,8 18 1,0 0,2 О, 9 0,8 0,8 1,5 7,2 0,85 5,52 13 354 45 1,36 14 0,7 4,03 1,18 260 72 1,0 0,2 0,9 0,8 0,8 1,5 1,0 1,62 16 680 0,2 1,0 10 15,3 25 0,085 11,7 1,48 18 510 40 0,7 8,6 1,30 20 420 17 0 28 0 9 14 14 1,0 0,210,9 0,8 1,0 13,77 1,60 660 0,85 10,53 35 1,40 15 490 56 0,8 1,5 1,0 0,2 0,9 0,8 0,8 1,5 16 0,7 7,7 1,22 390 0,36 0,8 18 1,0 12 12,24 1,54 620 0,85 45 9,4 13 470 1,35 0,7 6,85 1,18 14 370 1,0 0,2 0,2 1,0 10 22,5 1,58 16 1,0 810 0,9 0,8 25 0,85 17,2 1,45 605 40 0,8 1,5 0,7 12,6 1,26 20 570 25 0,28 0,9 14 1,0 0,2 20,25 1,0 1,55 14 765 35 0,9 0,8 0,85 15,5 1,35 15 580 56 0,8 1,5 0,7 11,34 1,20 16 540 0)36 0,8 18 1,0 0,2 1,0 18,0 1,52 12 740 45 0,9 0,8 0,85 13,77 1,32 13 560 72 0,8 1,5 0,7 10,10 1,16 14 510 Составитель М. РеутоваРедактор И. Горная Техред И. Верес Корректор А. ЗимокосовЗаказ 1835/9 Тираж 481 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4