Способ реверсивной прокатки

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК П 9) ( А 1 В 1/2 1)5 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТО особ предотконца рас обе прокат сти изгиба агрев облас ающие сил чет разнос Известен спбания переднегметричном спосохлаждение облодновременно нгом месте, вызыщие изгиб заобластей изгиба вращения загиката при несими, содержащий в одном месте и ти изгиба в друы. выравниваюти температур ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Патент Японии М 59-118227,кл, В 21 О 1/05, 1984.Патент Японии М 57-193206,кл. В 21 В 1/22.Королев А,А. Механическое оборудование цехов горной и цветной металлургии. -М.: Металлургия, 1976, с,218 в 2,Изобретение относится к прокатному производству, в частности к реверсивной прокатке, включающей устранение изгибов (правку) раската непосредственно в ходе технологического процесса.Известен способ прокатки с устранением изгиба переднего конца раската, содержащий измерение изгиба и определение необходимости правки, и в случае превышения изгиба допустимого предела - приложение к раскату силы, выравнивающей изгиб, прижатием правильного ролика приводом его подачи,Однако габариты правильного ролика и энергоемкость его привода подачи для правки многотонных(10 - 40 т) раскатов, прокатываемых на обжимных реверсивных станах, соизмеримы с габаритами и энергоемкостью основного оборудования(54) СПОСОБ РЕВЕРСИВНОЙ ПРОКАТКИ (57) Использование: прокатное производство, в частности реверсивная прокатка, содержащая правку раската приложением силы, и может применяться на слябингах, блюмингах, реверсивных клетях толстолистовых, заготовочных прокатных станах при прокатке слитков в слябы, блюмы или литых заготовок в толстый лист. Сущность изборетения: для устранения изгибов концов приложение усилия, компенсирующего изгиб раската, осуществляют в процессе прокатки путем сообщения валкам ускорения разного знака, при этом при прокатке переднего конца собщают отрицательное ускорение, при прокатке заднего конца - положительное ускорение, определяемое по регламентированной зависимости. 3 ил., 1 табл,стана, Кроме того, увеличивается число механизмов, задействованных в технологическом процессе, усложняется компоновка оборудования центральной части прокатного стана; для человека-оператора ухудшается визуальное наблюдение над процессом прокатки, Все это делает известный способ прокатки технически и экономически невыгодным при прокатке многотонных слитков на реверсивных обжимных станах.Однако при реверсивной прокатке на обжимных и толстолистовых станах из-за больших объемов и масс прокатываемых раскатов нагрев и охлаждение областей изгиба происходит медленно, Это снижает темп и производительность прокатки. Кроме того, локальные охлаждения раската при продолжении прокатки приводят к возникновению в оборудовании прокатного стана недопустимых больших нагрузок, снижающих надежность его работы. После применения локального охлаждения необходимо вновь нагревать раскат, чтобы завершить прокату, что дополнительно снижает производительность и экономическую эффективность процесса прокатки.Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является способ реверсивной прокатки на обжимных станах, включающий приложение усилия в раскатку, компенсирующего изгиб его концов, причем усилие передают через линейки манипулятора,Несмотря на широкое применение этого способа прокатки он обладает тем недостатком, что при устранении изгибов раската снижается темп и производительность прокатки из-за транспортирования раската от валков к манипулятору с кантователем, кэнтовки раската на 90 перед и риложением усилия, компенсирующего изгиб его концов, кантовки раската на 90 после приложения усилия. компенсирующего изгиб его концов, транспортирования раската обратно к валкам для продолжения прокатки. Кроме того, и ри и ро катке с равнител ь но тонкого, широкого и длинного раската правка может или не реализована, или дополнительно,искажена геометрия проката из-за неустойчивости раската при кантовках и ограниченной длине линеек манипулятора, что приводит к нарушению технологического процесса, простою стана, снижению качества раската, иногда с удалением дополнительно искривленного раската в брак, а следовательно, дополнительно к снижению производительности и к уменьшению выхода годного, что экономически неэффективно.Цель изобретения - повышение производительности реверсивной прокатки и качества проката путем приложения к раскату усилия, компенсирующего изгиб, непосредственно в процессе прокатки.Цель достигается тем, что согласно способу реверсивной прокатки, включающему приложения к раскату усилия, компенсирующего изгиб концов. приложения усилия к раскату осуществляют в процессе прокатки путем сообщения валкам ускорения разного 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 знака, при этом при прокатке переднегоконца сообщают отрицательное ускорение,при прокатке заднего конца - положительное ускорение, определяемое по формулесРб ВрЕ,2ф + сов р - 1)где- ускорение валков, м/с;2,о - сопротивление пластической деформации материала раската, н/м;р- плотность материала раската, кг/м;Е - модуль упругости материала раската, н/м;Я - радиус изгиба конца раската, м;(р - центральный угол изгиба конца раската, рад.Главный отличительный признак предлагаемого способа реверсивной прокатки,заключающийся в приложении к раскатуусилия, компенсирующего изгиб конца, впроцессе прокатки путем сообщения валкам уск,рения разного знака, причем припрокатке переднего конца раската - отрицательного, а при прокате заднего конца -положительного ускорения, выполняет функцию устранения изгиба, непосредственнов ходе обжатия, т,е. не выбрасывая раскатиз валков, за счет инерционных сил соответствующего знака, возбуждаемых в раскатепри отрицательном или положительном ускорении валков.На фиг,1 схематично изображены раскат с искривленным передним концом припрокатке "вперед" и устройство для осуществления способа прокатки; на фиг.2 - раскат с искривленным задним концом припрокатке "назад": на фиг,З - графики зависимости ускорения валков раската от величины центрального угла изгиба дляразличных радиусов изгиба концов раската.На фиг,1 и 2 обозначены раскат 1 с искривленным передним (задним) концом припрокатке "вперед" ("назад"), валки 2, приводы 3 валков, устройство 4 для регулирования скорости приводов валков, содержащеекомандозэдающий блок 5, устанавливаемый автоматически по программе или с помощью ручной привода человеком-оператором в положения:0 - нулевое, В - прокатка "вперед", Н - прокатка "назад"; задатчик б интенсивности с возможностьюдискретно или плавно изменять интенсивность нарастания или спада выходного -,игнала путем воздействия на переключатель7, блок 8 подчиненного регулирования параметров (тока, напряжения, частоты вращения и др,) приводов, рольганги 9На фиг.З линии 10-12 - графики зависимости ускорения валков и раската от центрального угла изгиба конца раската для различных радиусов изгиба концов раската, где обозначено:В - радиус изгиба конца раската; у - центральный угол изгиба конца раската; Вд - допустимая по технологии высота переднего (заднего) конца раската над уровнем рольганга; Ет, Ер - соответственно, тормозные или разгонные силы, прикладываемые от приводов через валки к раскату, пропорцинальные ускорению (отрицательному или положительному) валков; Есп - сила сопротивления прокатке; Е, Ед - сила инерции и сила тяжести, действующие на элементарный объем искривленной части раската; Е - результирующая выравнивающая сила, действующая на элементарный объем искривленной части раската; Х - плечо силы Е; - ускорение валков и раската; Ч - скорость прокатки.П р и м е р. Пусть на универсальном слябинге 1150 прокатывается слиток размерами 1870 х 840 х 2200 мм в сляб 125 х 1600 м по схеме обжатий, представленной в таблице,Основная техническая характеристика слябинга 1150: привод горизонтальных валков индивидуальный, число приводов С=2; номинальный момент привода валка Мн = 135 т.м коэффициент перегрузки приводов по моменту А= 2,5; суммарный, приведенный к валу привода, момент инерции линии привода= 10,7 т.м; коэффициентг,и ропорционал ь ности, связывающий между собой линейное и угловое ускогоение валков с учетом диаметра К = 1 74 с /м; ускорение валков номинальное,н = 3 м/с; намиг, нальная скорость прокатки Чн = 3 м/с; прокатный стан не оборудован датчиками, измеряющими параметры изгиба концов раската и вычислительным устройством для определения ускорения валков.Основная характеристика прокатываемого материала: сопротивление пластической деформации и= 5 10 н/м; плотность р = 7,8 10 кг/м: модул ь уп ругости Е =з з,=5 10 н/м .Основная характеристика технологического процесса прокатки; искривление концов раската имеет место преимущественно в 7,9,11 проходах пропусках); радиус изгиба концов раската В = 3 - 5 м: центральный угол изгиба концов раската р = 0,5 - 1,25 рад,Если прокатный стан не оборудован датчиками, измеряющими параметры изгиба концов раската и вычислительным устройством, определяющим ускорения валков, достаточных по величине для устранения изгибов предложенным в сущностиспособом прокатки, то по приведенной тамформуле с учетом характеристики прокатываемого материала рассчитывают ускоре 5 ние валков для конкретных значений угловр, радиусов изгибов В и строят графики== (р) для соответствующих В.Для исходных данных рассматриваемого примера на фиг,З построены графики=10 = 1 (у), где линия 10 соответствует радиусуизгиба В = 3 м, линия 11 - для В = 4 м, линия12 - для В =5 м,Поданным технической характеристикипрокатного стана с учетом схемы обжатий15 для проходов с наибольшей вероятностьюпоявления изгибов (по условию примера -в проходах 7 - 11) определяют максимальнодопустимое отрицательное ускорениет.макс.ц И МаКСИМаЛЬНО доСтИЖИМОЕ ПОЛОЖИ 20 тельное УскоРение 1 р.макс.я валков,Реальнореализуемое их приводами:АСМ + Мсп.минт.макс,92,5 2 135+197 4688 м/с 225 10,7 1,74АСМ - Мсп.макср.макс 9К2,5 2 135 - 231 24 , г10,7 1,74ГДЕ Мсп.мин, Мсп.макс МОМЕНТЫ СОПрОТИВЛЕния прокатке, соо 1 ветственно, минимальный и максимальный для проходов 7 - 11(см.таблицу схемы обжатий: Мсп,мин = 197 т;м.,Мсп,макс = 231 т,м,),После этого (фиг.З) по оси ординат, соответствующей ускорению (отрицательномуи положительному) валков и раската, откладывают величины т.макс.я = 46,88 м/с,2р.макс.я = 24 М/С И ЧЕРЕЗ ЭтИ ТОЧКИ П рОВОдят,240 соответственно, линию 13 и линию 14 параллельные оси абсцисс. На оси абсцисс източек р = 0,5 рад и р = 1,25 рад, соответствующих реальным значением угла р, восстанавливают перпендикуляры до45 пересечения с линиями 13 и 14 и получаютобласти АВСО и АЕЕО.Анализируя линии 10 - 12, проходящие аобластях АВСО и АЕЕО, убеждаются в том,что значение ускорения= т.макс,ч = 46,88м/с достаточно для устранения изгибов передних концов раската с параметрами: В == 5 м, р = 0,53 1,25 рад; В = 4 м, р = 0,59 -1,25 рад: В = 3 м, р = 0,665 - 1,25 рад. Зна 2ЧЕНИЕ УСКОРЕНИЯ= р.макс.я = 24 М/С" ДОСтаточно для устранения изгибов заднихконцов раската с параметрами; В = 5 м,р = 0,665 1,25 рад; В = 4 м, у) = 0,725-1,25рад; В = 3 м, р = 0,75 - 1,25 рад. Исходя изрезультатов анализа с учетом максимально51015 20 25 30 35 40 45 50 55 го упрощения работы оператора стана принимают решение: для осуществления предлагаемого способа прокатки с устранением изгибов раската сообщением валкам ускорения разного знака установить на задатчике 6 интенсивности (фиг.1) уставку интенсивности нарастания или спада выходного сигнала, пропорциональню ускорению валков- р,макс,ц = 24 м/с, достаточную для устранения изгибов как переднего, так и заднего концов раската с параметрами: В = 3 - 5 м, р = 0,75 - 1,25 рад, Установив на задатчике интенсивности б уставку, пропорциональную= 24 м/с, операг тору стана предоставляют возможность воздействием на переключатель 7 переключаться с номинального ускорения валков= = 3 м/с, применяемого при нормальнойгпрокатке, т.е. при отсутствии изгибов концов раската, на ускорение (отрицательное или положительное)= 24 м/с, достаточ 2ное для устранения изгибов как передних, так и задних концов раската с параметрами: Я==3 - 5 м, р= 0,75 - 1,25 рад, после чего приступают к прокатке слитков по предлагаемому способу.Устранение изгиба переднего конца раската проводят следующим образом,При нормальной прокатке, т.е, при отсутствии изгибов концов раската, управляют механизмами стана и приводами 3 валков 2, как обычно при реверсивной прокатке, Причем разгон и торможение приводов 3, валков 2 и раската 1 в каждом проходе осуществляют с нормальным ускорением н =3 м/с2Пусть при прокатке одного из слитков в одном из проходов 7,9 и 11 "вперед" образовался изгиб переднего конца раската "лыжей" вверх с параметрами В = 3,5 м, р = 1,2 рад, Для устранения этого изгиба оператор стана переводит ручной привод командозадающего блока 5 (фиг,1) из положения В в положение 0 и одновременно, например, ногой воздействует на переключатель 7. При этом выходной сигнал с командозадающего блока 5 поступает на вход задатчика 6 интенсивности. Одновременно изменяется уставка задатчика б интенсивности со значения, пропорционального номинальному отрицательному ускорению валков= -3 м/с, до значения, пропорционального отрицательному ускорению валков=-24 м/с,2 т,е. достаточного для устранения изгиба силами инерции. Сигнал, пропорциональный этой величине, с выхода задатчика б интенсивности поступает в блок 8 подчиненного регулирования параметров приводов, Приводы 3 изменяют знак вращающего момента на противоположный, например с положительного +М на отрицательный -М, и через валки 2 прикладывают тормозные силы Ет к очагу деформации раската 1. Тормозные силы Рт и силы сопротивления прокатке Гс.п., действуя согласно, т,е, в одну и ту же сторону, затормаживают систему приводы 3 - валки 2 - раскат 1 с отрицательным ускорением= -24 м/с от номинальной скорости2прокатки Чн = 3 м/с до нуля. Торможение системы приводы 3 - валки 2 - раскат 1 вызывает и обеспечивает приложение к раскату 1, в том числе и к его изгибу, распределенных сил инерции Рь направление которых противоположно, а их сумма равна результирующей силе торможения, т.е.,. Е == 2 Ет+ Гсп. Одновременно на раскат 1, в том числе и на его изгиб, действуют также распределенные силы тяжести Рс, На фиг.1 изображен вектор силы инерции Гь действующий на элементарный объем искривленной части раската в определенный момент времени, и вектор силы тяжести Еч, действующий на тот же объем. Результирующая сила Г = Е + Рч, действующая на элементарный объем искривленной части раската, создает сначала относительно линии касания раската 1 нижнего валка 2, а впоследствии (по мере устранения изгиба) относительно линии касания раската 1 роликов рольганга 9 компенсирующий (выравнивающий) изгиб момент силы Мв = Р Х, действующий на элементарный объем искривленной части раската. Сумма моментов сил, действующих на искривленную часть раската, устраняет изгиб до допустимого по технологии прокатки значения. Среднее время устранения (компенсации) изгиба со- ставляет= - =- - = 0,125 с,н 324После устранения изгиба оператор стана снимает воздействие с переключателя 7и одновременно переводит ручной приводкомандозадающего блока 5 из положения 0в положение В, При этом изменяется уставка задатчика 6 интенсивности от значения,прс орционального ускорению валков=24м/с . на значение, пропорциональное номи 2нальному ускорению валков н = 3 м/с . Выгходной сигнал задатчика 6 интенсивности,пропорциональный номинальному ускорению валков поступает в блок 8 подчиненного регулирования параметров приводов.Приводы 3 изменяют знак вращсчощего момента с отрицательного -М на положительный + М и через валки 2 прикладывают( +сов Р "1 разгонную силу, пропорциональную номинальному ускорению н = 3 м/с, к очагу деформации раската, При этом система приводы 3 - валки 2 - раскат 1 разгоняется с номинальным ускорением н = 3 м/с до номинальной скорости Ч, = 3 м/с, Далее прокатку заканчивают, как обычно при нормальной прокатке, В период реализации предлагаемого способа прокатки при устранении изгибов увеличивают подачу охлаждающей воды на валки 2.Устранение изгиба заднего конца раската проводят следующим образом.Пусть при прокатке одного из слитков, например в 11-м проходе "вперед", образовавшийся изгиб переднего конца раската с параметрами В = 4 м, р = 1,0 рад по какой- либо причине не устраняли. Искривленный передний конец раската по отношению к валкам из-за реверсивности прокатки в очередном 12-м проходе "назад" становится по отношению к валкам искривленным задним концом (фиг,2), Прокатка раската с изгибом заднего конца может также выполняться предложенным способом. Для этого, как обычно, устанавливают заданный по схеме обжатий раствоо валков. Переводят ручной привод командозадающего блока 5 из положения 0 в положение Н, при этом приводы 3, валки 2 начинают разгон с номинальным ускорениемн =3 м/с . Одновременно рольггангами 9 подают раскат 1 в раствор валков, На заДанной скорости осуществляется захват раската 1 валками 2, После заполнения очага деформации маталлом, т.е. после надежногп захвата, оператор стана воздействует на перелючатель 7. В результате этого изменяется установка задатчика 6 интенсивности от значения пропорционального номинальному ускорению валков н = 3 м/с, на значение пропорциональное= 24 м/с,г и система приводы 3 - валки 2 - раскат 1 продолжает разгон с ускорением= 24 м/с, Это приводит к тому, что к раскату 1, в том числе и к его изгибу заднего конца, прикладываются возбужденные ускорением распределенные силы инерции Е, направление которых противоположно силам разгона Ер, а их сумма равна результирующей силе разгона, т.е. Е = 2 Ер+ Есп На раскат 1, в том числе и на его изгиб, действуют также распределенные силы тяжести Ец. На фиг.2 изображены вектор силы инерции Е 1, действующий на элементарный объем искривленной части раската и вектор силы тяжести ."ч, действующий на тот же объем, Результирующая сила Е = Е+ Ея, действующая на элементарный объем искривленной 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 части раската, создает относительно линии касания раската 1 нижнего валка 2 выравнивающий (компенсирующий) изгиб момент силы Мв = Е Х. Сумма моментов сил, действующих на всю искривленную часть раската, устраняет изгиб. После устранения изгиба оператор снимает воздействие с переключателя 7, Это приводит к изменению уставки задатчика 6 интенсивности от значения, пропорционального ускорению валков= 24 м/с, на значение, пропорциональное номинальному ускорению валков ь = 3 м/с. Дальнейший разгон системы приводы 3 - валки 2 - раскат 1 продолжается с номинальным ускорением ь =3 м/с и прокатку заканчивают, как обычг но при нормальной прокатке.Следует отметить, что в случае оснащения прокатного стана датчиками для измерения параметров изгиба конца, раската, т,е, датчиками радиуса В и угла у, а также вычислительным устройством, определяющим величину ускорения валков, каждый изгиб может устраняться сообщением валкам ускорения конкретной величины, вычисляемой по формуле, приведенной в сущности изобретения.Таким образом, предлагаемый способ реверсивной прокатки заготовок на обжимных станах по сравнению с известным позволяет сохранить 1 емп, уменьшить цикл, а следовательно, повысить производител ьность процесса реверсивной прокатки, кроме того повышается качество проката, Это достигается за счет приложения к раскату усилия, компенсирующего его изгиб в процессе прокатки путем сообщения залкам ускорения разного знака. при этом при прокатке переднего конца сообщают отрицательное ускорение, при прокатке заднего конца - положительное ускорение, определяемое по приведенной ранее формуле. Формула изобретения Способ реверсивной прокатки, включающий приложение усилия к раскату, компенсирующего изгибы концов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества проката и производительности путем устранения изгибов концов, приложения усилия к раскату осуществляют в процессе прокатки путем сообщения валкам ускорения разного знака, при этом при прокатке переднего конца сообщают отрицательное ускорение, при прокатке заднего конца - положительное ускорение, определяемое по формуле 1=ог 6 КОЕИ -- ,14 1741945 гг 5 едактор Н,Лазаренк л роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 каз 2242 ВНИИПИ Госуд Фл. 3 Составитель Р.Мугал Техред М.Моргентал Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5