Способ регулирования процесса холодной прокатки полос на непрерывном стане в валках с шероховатой поверхностью

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1/2 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУлистовой стали и жести. Сущность изобретения: соотношение величин обжатия в паре смежных клетей, имеющих в предыдущей клети шероховатость валков в 2-10 разА,М.Сафь- больше, чем в последующей, устанавливаюторелик в соответствии с изменением величиныстаны как шероховатости в предыдущей клети, исхоаллургия, дя из выражения Еп/Ес=К(Ва /Вак)",.где Еп и Ес - относительные обжатияв предыду- Р щей и последующей смежных клегях, В, Ва - начальная и -конечная величины ш ПРОЦЕС роховатости валков в предыдущей клети, НА Е. - коэффициент пропорциональности 0,5 . К 2,6, и - показатель степени влиянияия прокат . величины. шероховатости - 1,5и 1,5. 2Ой ТОНКО",и.еК 00 00 оба регуучитывает их клетях(71) Институт черной металлургии(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯСА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ПОЛОПРЕРЫВНОМ СТАНЕ(57) Использование; автоматиэацного производства холоднокатан Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к автоматизации прокатного производства холоднокатаной тонколистовой стали и жести.Известны способы регулирования процесса холодной прокатки полос на непрерывном стане, включающие варьирование величины обжатия в процессе прокатки путем изменения величины зазора между прокатными валками или натяженйя полосы.Основными недостатками известных способов является то, что они не учитывают изменения режима обжатия в смежных клетях стана, из-за чего нарушается стабильность процесса прокатки и ухудшается качество прокагываемых полос. Кроме того, зти способы не учитывают изменения величины шероховатости валков в процессе их эксплуатации.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому реЪФьтату является известный способ регулирования процесса холодной прокатки в валках с шероховатой поверхностью,включающий варьирование величины обжатия, В процессе прокатки изменяют величину шероховатости поверхности валков, аварьирование величиной обжатия осуществляют прямо пропорционально изменениювеличины шероховатости, исходя из следующей зависимости:ЬЕ=а( Ь В)",(1)где Ь Е - величина изменения относительного обжатия;Ь Ва - величина изменения шероховатости поверхности валков;а - коэффициент пропорциональности,0,01 а 400;и - показатель степени влияния величины шероховатости, 1 и 3,Недостатком известного спослирования является то. что он неизменения режима Обжатия в другнепрерывного стана при варьировании величины обкатия в клети с шероховатыми валками. При прокатке по известному способу изменения обжатия в клети с шероховатыми валками может достигать 7-10 ,Эта величина должна быть перераспределена в другие клети непрерывного стана с таким расчетом, чтобы суммарная степень деформации соответствовала требованиям прокатываемого сортамента.В результате высокая эффективность регулирования не достигается, а изменение усилия прокатки в других клетях стана ведет к ухудшению качества прокатываемого металла из-за образования дефектов "волнистость" или "коробоватость". Кроме того, снижается стабильность процесса прокатки из-за увеличения вероятности обрыва полосы, что приводит к повреждениям валков и необходимости снижения скорости прокатки,Целью предлагаемого технического решения является повышение стабильности процесса прокатки и улучшения качества прокатываемого металла.Поставленная цель достигается тем, что варьирование величины обжатия осуществляет в двух смежных клетях шероховатостью валков в предыдущей клети в 2-10 раз больше шероховатости в последующей клети в диапазоне отношений обжатий предыдущей клети яп к последующей к с в пределах 0,5я и/яс2,6 исходя из выраженияВа- " =к( - "),.с акгде Ва и Ва - соответственно величина шероховатости валков в предыдущей клети начальная и конечная;К - коэффициент пропорциональности, 0,5К2,6;и - показатель степени влияния величины шероховатости,-1,5 и 1,5.Способ регулирования процесса холодной прокатки полос на непрЕрывном стане в валках с шероховатой поверхностью включает измерение величины шероховатости поверхности валков и варьирование величины обжатия прямо пропорционально изменению величины шероховатости валков,Анализ известных технических решений и предлагаемого способа сходных признаков у них не обнаружил, Следовательно, заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями.Сущность предлагаемого способа регулирования процесса холодной прокатки на непрерывном стане состоит в следующем, 15 30 35 40 скапливающейся в микровпадинах на по 45 50 55 5 10 20 25 При прокатке полос на непрерывных станах наряду со шлифованными валками, имеющими шероховатость поверхности Ба=0,5 - 1,0 мм, в ряде случаев, в одной или нескольких клетях используются насеченные рабочие валки, шероховатость которых в 2 - 10 раз превышает шероховатость шлифованных валков и составляет Р;-2;0-5,0 мкм, Известно, что в клетях со шлифованными валками в течение кампании валков шероховатость практически не изменяется, в то время как в клетях с насеченными валками по мере выработки шероховатость уменьшается в четыре и более раз, При изменении шероховатости насеченных валков по мере их выработки изменяется усилие прокатки, а также прогиб и сплющивание валков, что приводит к образованию волнистости или коробоватости прокатываемых полос. Возрастает количество порывов прокатываемых полос. В этом случае стабилизацию усилия прокатки в клети с насеченными валками осуществляют регулированием величины обжатия. Однако изменение величины обжатия в данной клети приводит к необходимости перераспределения обжатия в других клетях, что; в свою очередь, нарушает стабильность прокатки в этих клетях, приводя к изменению усилия прокатки, а следовательно, и плоскостности прокатываемых полос. Этот фактор необходимо учитывать при регулировании процесса прокатки с целью его стабилизации.Известно, чтополоса, прокатанная в насеченных, валках, в отличие от полосы после прокатки на шлифованных валках, имеет шероховатость поверхности соответственно выше. В результате количество смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ),верхности такой полосы, увеличивается, что способствует поступлению СОЖ в очаг деформации и может приводить к снижению коэффициента трения, а следовательно, и усилия прокатки, Наибольшее влияние изменение шероховатости полосы оказывает н усилие прокатки смежной клети. непосредственно следующей за клетью с насеченными валками. С увеличением шероховатости поступающей полосы, как правило, происходит снижение усилия прокатки в клети и наоборот. Следовательно, при изменении шероховатости насеченных валков, происходящем в процессе их эксплуатации, будут изменяться условия прокатки в обоих смежных клетях, как в клети с насечеными валками, так и в последующей клети стана, В результате прокатываемая полоса будет выходить из валков с отклоне.ниями от плоскостности - волнистой или коробоватой.Для устранения отрицательного влияния отмеченного эффекта целесообразно осуществлять регулирование процесса про катки с тем, чтобы компенсировать влияние изменения шероховатости валков на усилие прокатки в обоих смежных клетях, Наиболее существенным влиянием на стабиль. ность процесса прокатки обладает 10 регулирование путем изменения величины обжатия, Так, если в предыдущей клети стана изменение величины шероховатости валков привело к уменьшению усилИя. прокатки, то обжатие полосы необходимо 15 увеличить. При этом перераспределение обжатия следует осуществлять в первую очередь за счет уменьшения обжатия в последующей смежной клети и только затем из других клетей непрерывного стана. И на оборот, если измерение величины шероховатости насеченных валков привело к увеличению усилия прокатки, то степень деформации полосы в предыдущей клети следует уменьшить. При этом "избыточное" 25обжатие в первую очередь необходимо перераспределить в последующую смежную клеть. В результате усилия прокатки в обеих . клетях стабилизируются даже при изменении величины шероховатости валков, чем и 30 будет обеспечено производство высококачественной продукции,Предложенный диапазон соотношения обжатий 0,5еп/ео.2,6 определен иэ экспериментальных исследований (табл. 1 и 35 2) и обусловлен оптимальными условиями для повышения стабильности процесса прокатки и производства качественной продукции. Уменьшение соотношения е,/ес менее 0,5 не позволяет обеспечить существенного 40 повышения устойчивости процесса прокатки в результате, чрезмерного уменьшения шероховатости полосы, выходящей из предыдущей клети. Увеличение соотношения еп/ес более 2,6 приводит к снижению эф фективности регулирования процесса, так как при малых обжатиях в последующей клети снижается восприимчивость усилия прокатки к изменению шероховатости по-верхности входящей полосы, 50Для обеспечения условия постоянства усилия прокатки в предыдущей и последующей клетях и получения полос высокой плоскостности требуется регулирование соотношения обжатий в смежных клетях в 55 функции изменения величины шероховатости валков в предыдущей клети, Эту зависимость можно представить в следующемвиде Еп/Ес К(Вас/В а )Коэффициент пропорциональности К из выражения (2) можно представить в видеЕп/Еси ф( Вао/Вак )откуда, для случая Ва = Ва получим К=епо/есо, Таким образом, величина коэффициента К зависит от соотношения начальных относительных обжатий в предыдущей Епо И ПОСЛЕдуЮщЕй Еп, СМЕЖНЫХ КЛЕтяХ, А так как соотношение обжатийеп/ес ограничено пределами диапазона от 0,5 до 2,6,то и величина К может принимать значения в интервале 0,5К2,6.Показатель и в формуле еп/ес = =К(Ва /Ва )" показывает степень зависимости требуемого изменения соотношения обжатий в смежных клетях от величины изменения относительной шероховатости прокатных валков.Величину показателя и определяли следующим путем, Изменения величины отношения Ва /Вак принимаем в диапазоне от 3,0 до 6,0. Эти ограничения основаны на следующих соображениях. Минимальная величина шероховатости насеченных валков, используемых на станах холодной прокатки, не превышает 6,0 мкм. а минимальная 3,0 мкм. В процессе длительной эксплуатации величина шероховатости прокатываемой полосы и, как правило, эта величина перед перевалкой валков составляет примерно 1,0 мкм. На основании этого отношение Вао/Ва для изношенных валков может принимать значения от 3,0 до 6,0.Исходя из выражения, максимальное значение показатель и принимает при Еп/Ес =2 6 К=О 5 Вао/Ва =3,0,Тогда, для диапазона п 0 получим 2,6=0,5 (3,0)", откуда следует, что птах=1,5, Минимальное значение (в области псО) показатель и принимает при еп/ес =0,5; К=2,6 и Вао/Вак=3,0, Откуда .из выражения (2) 0,5=2,6 (3,0)" получим, что п=-1,5.Таким образом, показатель и находится в пределах от -1,5 до 1.5, т;е. -1,5и1,5.Предлагаемый способ опробовали в промышленных условиях КарМК. В четвертую и первую клеть пятиклетьевого стана холодной прокатки 1700 заваливали насеченные рабочие валки с шероховатостью соответственно 3,25 и 5,0 мкм, В первом случае прокатывали относительно тонкий и наклепанный металл, во втором - толстый и мягкий. После настройки клетей на прокатку планшетных полос конечной толщиной 0,5мм из подката 2,5 мм усилие в первой и во второй клетях составило соответственно 6,0 и 8,0 МН, а в четвертой и пятой клетях по 10,0 МН.Режимы прокатки, осуществляемой по 5 предлагаемому способу, в смежных клетях 1 - 2 и 4 - 5 с учетом изменения шероховатости насеченных валков в процессе их износа представлены в табл. 1 и 2.В первом случае, в процессе эксплуата ции валков в пятой клети их шероховатость уменьшается до 1,25 мкм. При этом, по известному способу, с уменьшением шероховатости на 2,0 мкм согласно зависимостир и п 15 оо Йао. - () получаем - =(- - )17, 5 где п=0,33,усилие прокатки в четвертой клети останется равным 10 МН при изменении обжатия с 17,0 до 31,5 , При этом, перераспределение 14,5 ообжатия производится издругих клетей непрерывного стана, что не обеспечивает стабильность усилия в этих клетях.При регулировании процесса по 11 ред-лагаемому способу для соблюдения условия постоянства усилия во всех клетях стана (т,е. Р 4=Р 5=10 МНсопзс) при увеличении .обжатия в предыдущей (четвертой) клети с 17,0 до 31,5 онеобходимо уменьшить обжатие в следующей (пятой) клети с 26,0 до 12,0 , т,е. на 14,0 , При этом, перераспределение обжатий происходит практически между двумя смежными клетями, а усилие прокатки остается неизменным Р 4=Р 5=10 МН. Тогда для смежных клетей 4 и 5 согласно зависиЕпо 17мости (2) с учетом того, чтоК = = - =0,65,Есо 26,31,5 3,25учим 120 = 0,65 (125, откудаследу40 ет, что п=1,46.Таким образом, полученное значение коэффициента К=0,65 и показателя п=1,46 находится в пределах диапазона,указанного в формуле изобретения. 45Во втором случае при эксплуатации насеченных валков в первой клети их шероховатость в процессе износа изменилась на 2,4 мкм, что по известному способу приводит к необходимости изменения обжатия с 50 15 до 25 для стабилизации усилия прокатки в этой клети на уровне 6 МН. Согласно10 24выражению(1) - =(), где п=0,55,15 50При этом недостающее обжатие (1 0%) пере распределяется из других клетей непрерыв. ного стана, что приводит к изменению существующей настройки клетей по усилию прокатки. При регулировании процесса по предлагаемому способу необходимая величинаобжатия восполняется за счет снижения обжатия в последующей смежной клети,В результате во второй клети стана обжатие изменится с 32 до 23 о , а усилие прокаткисохранится на том же уровне в обеих клетях.При этом, для смежных клетей 1 и 2 согласнопо 16выражению (2) с учетом - = - =0,50Есо 32получим - = 0,50 (), где п=1,2.25 50"232,6Таким образом, для конкретного листового стана при регулировании процессапрокатки по предлагаемому способу коэффициент К принимает значение 0,50 - 0,65, апоказатель п=1,2 Я,46.При этом осуществление способа регулирования процесса прокатки по прототипу, для стабилизации усилия прокатки водной клети, предполагает перераспределение 10,0-14,5 обжатия в другие клетистана. В случае использования предлагаемого технического решения эта величинаможет быть уменьшена до 1,0-2,0%, чтопрактически не сказывается на измененииусилия прокатки в других клетях стана, чемдостигается повышение стабильности прокатки и улучшения качества прокатываемого металла.В процессе опытной прокатки было прокатано 2600 т холоднокатаного металла,причем по известному способу 1200 т и 1400т - по предлагаемому способу,Результаты отсортировки показали; чтос использованием предлагаемого способаколичество дефектов по плоскости снизилось на 3,0 о , а производительность станаувеличилась на 0,2-0,5 о , В итоге улучшается качество прокатываемого металла и повышается эффективность процессапрокатки. Таким образом, предлагаемыйспособ имеет существенные преимуществаперед известным.Формула изобретенияСпособ регулирования процесса холодной прокати полос на непрерывном стане ввалках с шероховатой поверхностью, включающий измерение величины шероховатости поверхности валков и варьированиевеличины обжатия прямо пропорциональноизменению величины шероховатости валков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения стабильности процесса прокатки и улучшения качества прокатываемого .металла, варьирование величины обжатияосуществляют в двух смежных клетях с шероховатостью валков в предыдущей клети в2 - 10 раз большей шероховатости в последу1780885 10- =К( - ) еп Вар Ес Вас Таблица 1 Параметры холодной прокатки для смежных клетей 4 и 5 стана 1700,блица араметры холодной прокатки для смежных клетей 1 и 2 стана 1700 Составитель С,СорокиТехред М,Моргентал Реда К ор О,Юрковецка аказ 4235 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ющей клети в диапазоне отношений обжатий предыдущей клети е, к последующей ес в пределах 0,5 ео/ес2,6, исходя из выражения4 б где Ва иВ - начальная и конечная величины шероховатости валков в предыдущей клети;К - коэффициент пропорциональности, 055 К 26п - показатель степени влияния величины шероховатости,-1,5и1,5,