Способ горячей прокатки полос и устройство для формирования профильных выступов на торцах заготовок

А СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9 ЦБП В 21 В 1/26 ГОСУДАРСТВЕПО ДЕЛАМ ОПИСА Н АВТОРСНО ЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ го стана, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергетических затрат путег исключения уши-, рения торцов заготовок прн формировании выступов и обеспечения возможности регулирования размецрми и/ . формой выступов на заготовках всего сортамента, выступы формируют, путем .частичного обжатия широких граней с величиной наибольшего обжатия 0,1- 0,4 исходной толщины заготовки,причем ширину деформируемой зоны принимают равной 0,25-0,75 ширины заготовки, а ее длину определяют по следующему математическому выражению;(,64 ь , 100..200 - длина про 7.ьного выступа,гд а мм2. Устройство для формирования профильных выступов на торцах заготовок, содержащее эксцентричные валки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности формирования выступов заданноМ геометрии при одновременном исключении уширения на торцах заготовок, каждый валок выполнен с выпуклостью равной (1,0-2,0 10величины диа метра валка, и эксцентриситетом 0,5-1,0 выпуклости. прокатки в заготовки, й часты загокатк Йротрчйбго ск, и после непрерывноННЫЙ НОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТНЯТИИ(71) Институт черной металлургии и Научно-исследовательский проектно конструкторский технологический инс .титут тяжелого машиностроения ПО "Н во-Краматорский машиостроительный (53) 621.771.07(088.8)(56) 1. Франценюк И,В. и др. Устранение ударов при захвате на широкополосном стане путем изменения формы концов слябов. - Бюллетень ЦНИИинформчермет, 1975, М 3, с. 39-40,2. Авторское свидетельство СССР Р 865440, кл. В 21 В 1/26, 1980.3. Авторское свидетельство СССР 9 269119, кл. В 21 В 1/04, 1970.4. Авторское. свидетельство СССР В 356719, кл. В 21 В 1/22, 1970.(54) СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ПОЛОСИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ ВЫСТУПОВ НА ТОРЦАХ ЗАГОТОВОК.(57) 1. Способ горячей полос, включающий нагреформирование на торцовотовки в направлении профильнаго выступа, симменосительно продольной одующую прокатку в линии ормируемой зоны,Ф60 где а= Ь,Изобретение относится к прокатно-му производству и может быть использовано при прокатке листов и полосиа толстолистовых и широкополосныхстанах,Известен способ горячей прокаткиполос, в котором перед подачей заготовки в стан осуществляют предварительную обработку ее головной части в виде шевронного выступа дляснижения динамических нагрузок вмомент захвата заготовки 11,Однако шевронная конфигурацияконца заготовки не является оптимальной в части снижения динамических нагрузок, при этом после первого обжатия заготовки клиновидностьпереднего конца устраняется, и дляснижения ударных нагрузок захватав последующих клетях стана необходи-.ма повторная обработка переднегоконца.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ горя.чей прокатки полос, включающий нагрев заготовки, формирование на торцовой части заготовки профильноговыступа, симметричного относительнопродольной оси, и последующую прокатку в линии непрерывного стана 21.Однако известный способ прокаткиприводит к систематическому образо-ванию удлиненного выступа на заднем.торце заготовки в два-три разабольшего, чем на переднем. При повышенных обжатиях в последующих клетях, что имеет место в реальных условиях прокатки полос определенногосортамента, профильный выступ назаднем торце заготовки не устраняется, что в конечном итоге приводит .кувеличению отхода металла в обрезьна ножницах перел чистовой группойклетей непрерывного стана, Вместе стем, в большинстве случаев нет не-обходимости в Формировании выступана заднем конце заготовки, Ввидутого, что средняя часть широких граней подвергается большими обжатиямипо сравнению с боковыми участками,концевые части эаготовки получаютдополнительное уширение, тем большее, чем больше разность обжатий,Наличие дополнительного уширенияухудшает захват заготовки вертикаль"ными валками при последующей прокатке в черновой группе стана, а повышенные обжатия в средней части способствуют вдавливанию окалины в металл, что приводит к браку готовойпродукции.Известно устройство для формиро"вания проФильных выступов на торцахзаготовок, установленное в линиинепрерывного стана, состоящее иэповоротных профилированных секторов Я . После выхода из предыдущей прокатЬой клети заготовку подают в, проФилированные секторы. Последние обжимают передний конец заготовки, врезультате чего формируется профи лированный по толщине заготовкипередний торец.В случае калибровки сегментов спараметрами, необходимыми для де- формации переднего конца согласно 1 О предлагаемому способу, формирование профильных торцов заготовкипрактически не происходит. Это.объясняется тем, что заготовка подается в непригодные секторы с 5 усилием, равным усилию выталкиванияее иэ предыдущей клети. При этом всекторах происходит прокатка с подпором, которая характеризуетсяпрактически полным отставанием металла относительно валков, и течение металла происходит в сторону,противоположную направлению движениязаготовки.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство, содержащее эксцентричные валки 41.Однако известное устройство непозволяет формировать на концевыхчастях заготовок заданной геометриипрофилированных выступов, а при обжатии концевых частей заготовок происходит их,уширение, что приводит кдополнительным затратам энергоресурсов.З 5 Целью изобретения является снижение энергетических затрат путем исключения уширения торцов заготовокпри формировании выступов и обеспечение возможности регулирования раз мерами и формой выступов на заготовках всего сортамента.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу горячейпрокатки полос, включающему нагрев 4 заготовки, формирование на торцовойчасти заготовки в направлении прокатки ирофильного выступа, симметричного относительно продольной,оси,и последующую прокатку в линии непрерывного стана, выступы формируютпутем частичного обжатия широкихграней с величиной наибольшего обжатия 0,1-0,4 исходной толщины заготовки, причем ширину деформируемой эоны принимают равной 0,25-0,75ширины заготовки, а ее длину определяют по следующему математическому выражению: Ьа Ь,100-200 ммрдлина профильного выступа,М 4 удлина деформируемой зоны,ммеВ устройстве, содержащем эксцент,ричные валки, каждый валок выполнен с выпуклостью, равной (1,0-2,0) 10величины диаметра валка, и эксцентриситетом 0,5-1,0 выпуклостиНа фиг, 1 изображена заготовка .с профильными выступами, общий вид сверху на фиг. 2 - верхний валок устройства и исходное положение заготовки перед формированием выступа; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на 10 Фиг. 4 и 5 - верхний валок устройства в процессе формирования выступа на заготовке;, на Фиг. 6 и 7 - конфигурация профилированного выступа.Способ для Формирования профил рованного выступа 1 на переднем торце заготовки 2 осуществляется .с по- мощью устройства, содержащего два горизонтальных валка 3 с выпуклой бочкой 4, выполненной эксцентрично относительно оси 0 опорных шеек.Валки 3 устройства устанавливают в исходное положение (Фиг. 2 и 3, чтобы раствор между валками при заданном положении нажимного устройства был наибольшим и равным исходной толщине Н заготовки 2. Задаются требуемой величинойфигурного выступа, и по зависимости М = йД, где о = 100200 мм, определяют длинудеформируемой эоны. Представленная зависимость получена из условия равенства объема металла деформированной эоны и фигурного выступа торца заготовки. При определении длины деформируемой зоны предпочтительно пользоваться аналитическим выражением для коэффициента .О:а:ОЛ 5 ц 2 НО 3 ЕЯ 140 где.о - исходная толщина заготовки;3 и Е - выпуклость и эксцентри- =ситет бочки валка относительно оси опорных шееквалка; 45Й - средний диаметр бочки валка;11: 3,14.Затем нагретую заготовку 2 шириной В с прямым передним торцом по рольгангу пропускают между валками .на расстояниеот вертикальной плоскости, в которой лежат оси О шеек 5 валков 3 фиг. 2 и 3) . Приводят во вращение валки. 3 навстречу .направлению прокатки фиг: 4 и 5). При этом передний конец заготовки обжимается. За счет выпуклости и эксцентриситета бочки вращающихся валков толщина плоской заготовки вдоль ее оси на расстоянии 1, уМеньшается от первоначального значения Н до некоторого значения Н с Но а ширина деформируемой зоны плавна возрастает от нуля (точка 0, фиг.4 и 51 до величины 8 (фиг. 1 и 7) . . 65 Ввиду выпуклости бочки одноэременно с увеличением обжатия по толщине воэврастает площадь контакта валка с заготовкой. Благодаря совместному воздействию выпуклости бочки валка Ю и ее эксцентриситета деформируемый объем металла смещается в направлении переднего конца заготовки, образуя при этом Фигурный в плане торец ,Фиг. б и 7). Ширина В выступа Фигурного торца равна длине бочки валка .8После формирования переднего торца заготовки 2 валки 3 устанавливают в исходное положение (фиг. 2). Чтобы сформировать задний торец заготовки, ее по рольгангу подают вперед до тех пор, пока в валках не останется задний конец заготовки длиной, величина которого определяется аналогичным образом как н дйя. передней .части заготовки с учетом требуемого значения величины фигурного выступа для заднего торца.Приводят во вращение валки в направлении прокатки и аналогичным образом формируют задний торец заготов ки, которую затем подают к рабочим .клетям.Наличие выпуклых и утоненных торцов заготовки способствует улучшению захвата металла валками и снижению ударных нагрузок при последующей прокатке. Сформированные выпуклые. торцы заготовки при прокатке в каждой последующей клети сохраняются, при этом величина их выступа увеличивается пропорционально коэффициенту вытяжки. В связи с этим применение предложенных способа и устройства оеспечив.ет укаэанный положительный эффект во всех клетях непрерывного листопрокатного стана.Для снижения ударных нагрузок необходимо формировать величину профилированного выступа, равную 50 150 мм. При существующих диаметрах бочки рабочих валков черновых кле" тей широкополосных станов, лежащих в пределах.900-1200 мм, величина выпуклости бочки, равная 1,0 "10их диаметра, позволяет получить наименьшую еобходимую величину выступа Фигурных торцов 50 мм); При величине выпуклости, большей 2,0 10 ф диаметра бочки, образуется величина выступа больше 150 мм, при которой обреэь металла превышает нормативные расходы.Наиболее целесообразным значенИ- ем эксцентриситета Е с точки зрения получения оптимальной Формы торцов является Е = 0,5-1,0 величины выпуклости 8 . Толька при выполнении этого условия возможно осущест" вление плавной деформации сдвигае мого абъема металла с постепеннвачортамента заготовок слябов) составяет 1000-1450 мм. Длина бочки выбрана равной )Л = 0,3 х 1450 = 450 мм. ирина заготовки равна В = 1300 мм, ее исходная толщина Н = 250 вм.Требуется сформировать передний торец заготовки (сляба) с величиной профилированного выступа ). = 70 мм.учетом принятых параметРов устройства ( 3, Е и Щ) и исходной толщины заготовки й по приведенным Формуам определяемкоэффициент а140 мм"ф и длину деформируемой эоны1180 мм. Длина деформируемой зоны не должна превышать половины лины дуги окружности бочки валка.Перед началом работы устройства путем поворота валков устанавливают между ними наибольший зазор, Затем с помощью нажимного механизма задают между ними величину межвалкового зазора, равного исходной толщине заготовки Н, После этого по рольгангу подают нагретую заготов. - ку в устройство на расстояние ь1180 мм от оси валков (фиг. 4 и 5) . Величина требуемого расстояния ). может регулироваться, например, упором, устанавливаемым на уровне рольганга эа устройством.Приводят во вращательное движение валки 3, которые, выталкивая заготовку, обжимают ее передний конец на ширине, равной длие бочки ). = 450 иц. При этом толщина И торца на переднем конце заготовки в редией ее части за счет выпуклости и эксцентриситета бочки составит Н, НФ - 2 ( 3 +)190 мм.В езультате обжатия заготовки в редлагаемом устройстве на переднем е конце формируется профилированный в плане торец (фиг. 1 и 7) с еличиной выступа )= 70 мм, имею" его ширину Ьф = 450 мм. Аналогичым образом Формируют задний торец заготовки.Дйапазон изменения величин выуклости о и эксцентриситета Ю., ыбран исходя из технологических па- аметроВ процесса обработки слябових размеров, а также с учетом онструктивных параметров прокатных алков, применяемых с широкополосых станах.На современных широкополосных стаах прокатывают слябы с исходной олщиной 150-300 мм, а диаметр проатных валков равен 900-1200 мм. елесообразно для изготовления предагаемого устройства применять отуживщие свой срок прокатные валки.По приведенным Формулам рассчитыают значения необходимой длины деормируемой зоны, Данные расчеов приведены в таблице. увеличением ширины деформируемой ;, сзоны от нуля (точка 0, Фиг. 4 и 7) лдо значения ширины 8 непосредственно на торце, В противном случае Ш(ь6) протяженность эоны деформации заготовки по ширине, равнйвсей длине валка, и площадь контактаметалла с валками значительно возрастают, и на переднем торце вместо Сплавного образуется менее эффектив-ный с точки зрения снижения ударных 10нагрузок ступенчатый выступ (пунктир- лные линии на Фиг. 7). Кроме того,в значительной мере начинает проявляться уширение концов заготовки.При малом значении эксцентрисиФета 15 д(с 0,5 ) эФФективность Формирования торцов резко снижается, в частности, при указанных размерах бочки валков не образуется величинавыступа более 50 мм.Длина бочки, равная 0,25-0,75ширины 6 прокатываемой заготовки,обеспечивает наиболее эффективноеснижение ударных нагрузок. При длине бочки Ь 3 , равной менее 0,25ширины заготовки, на торцах образуется только узкий выступ, которыйпри прокатке в последующих клетяхсильно утоняется и приводит к застреванию переднего конца раската натранспортном рольганге, При длинебочки более 0,75 ширины заготовкиобразуются очень широкие выступы,при этом эффект снижения ударныхнагрузок существенно падает, и, кроме того, появляется значительное уши срение концов заготовки.Поскольку в станах горячей прокатки наибольшие абсолютные ударные рнагрузки возникают при захвате и пвыбросе широких заготовок (слябов) 40 еи именно при их прокатке необходимов наибольшей степени снижать удары, вдлину бочки необходимо принимать щравной 0,25-0,30 наибольшей ширины нзаготовок из прокатываемого на стане сортамента. В этом случае по отношению к узким заготовкам длина пбочки составит 0,6-0,7 их ширины, вчто еще допустимо. рПределы изменения коэффициента 50 иО = 100-200 мм" определены с учетом кдиапазона изменения параметров 8вЕ,О .иН,. нП р и м е р. Устройство для осуществления способа представляет со нбой клеть с двумя кинематически свя- тзанными валками с выпуклой бочкой, квыполненной эксцентрично относитель- Цно оси опорных шеек. лДиаметр бочки рабочих валков 0 слсоставляет 1000 мм. Величина выпуклости равна 8 = 1,5 10х 1000 = в15 мм, эксцентриситет 6 = 1,0 х фх 15 мм=15 мм.Ширина. прокатываемого т1080889 Толщиназаготовки На мм Среднийдиаметр,бочкивалка Р а,мм 1080 50 300 0,210 0,5 150 1200 1880 150 810 50 150 1410 150 1200/770ф 50 150 0,210 0,5 110 1330 150 1200 150 770 50 0,2 10 1,0 110 1330 900 150 При последующей прокатке в клетях стана благодаря наличию профилированных выступов улучшается захват заготовок валками и в 1,5-3 раза снижаются ударные нагрузки во всех клетях стана, что увеличивает долговечность оборудования,улучшение услОвий захвата по сравнению с применяемым способом 40прокатки слябов с прямыми торцамина широкополосных станах горячейпрокатки позволяет увеличить обжатияв клетях на 5 мм или вести прокаткузаготовок равной ширины, исходнаятолщина которых увеличена на 5 мм.Это приведет к повышению производи"тельности, например, на широкополосном стане 1700 примерно на 0,05.1080889 ИПИ Заказ 1421/7аа 796 Лодписно филиал ППП "Патент",Уагород, ул,Лроеитная Фиа Фиг