Способ регулирования теплового режима прокатного валка

Союз Советских Соцмалмстмцеских Республик(51) М. Кл,(22) Заявлено 03. 10.75 (2) 2с присоединением заявки270/22-0 В 21 оеударственный номнтет СССР оо делам нзооретеннй н открытей. Хлопонин, П. И. Полухин, В. П, Поп,хин, Ананьевский, М. В; Косырева и В, С. Савченко явитель осковский ордена Трудового институт стали и сплав сного Знамен) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВО 10 РЕЖИМА ПРОКАТНО.О ВАЛКА е позволяет попчить точную дпя регчлираТакой способ нформацию, дос ания теплового а, обеспечиваюш остью против о а на поверхност Цепью изобрежима прокатного вапие его стойего упра разовани еток рвзгатся увепиче бра зо ванитения являалка против ие стойкост моксГмокс минми т и валка,Известен способ вого режима прока тором в процессе п меряют телгператур и в зависимости от ляют системой охл регулирования теплоного вапка, при корокатки металла измслкст (ттмсс с фма по в ерх но сти вал ка ее вепичшпк управжденп вщкп " 1. К(ткс"гс(т Изобретение относится к производству горячего проката в черной и цветной металлургии, в том числе к питейно- прокатным агрегатам.Известен способ измерения температурного режима прокатного валка, включаюший замер в процессе прокатки металла температуры на поверхности прокатного валка одновременно в двух местах по периметру поперечного сечения валка. При этом температуру поверхности валка 1 замеряют одновременно на входе и выходе металла и показания датчиков фиксируют на ленте самопишущего прибора 111.Информация, полученная таким способом, недостаточна дпя предотвращения образования сеток разгара на поверхноссетки разгара на его поверхности.Для этого определяют область допус - тимых соотношений лсаксилсппьной и мцнимапьной температур, возппкаюпцг; пп поверхности валка в течение каждого его оборота, в соотпетс.твин со с.лецующим выражением:6 80776 13 коэффициентом теплопроводности, Отражательное устройство 19 предохраняет датчик 3 от механического повреждения металлом, устройство 20 - от попаданияохлаждающей воды в зону действия это Ф го датчика.Способ регулирования теплового режима прокатного валка осуществляютследующим образом.По мере входа участка поверхностивалка 1, имеющего температуру Т, в,в контакт с прокатываемым металлом 2, мимеющим температуру Т, температураэтого участка повышается, достигая 30максимального значенияТк моментувыхода из очага деформации (см. фиг, 1).Тепло при этом также интенсивно поступает во внутренние слои валка 1. Дляотвода тепла, поступившего во внутренниеслои валка, его поверхность интенсивноохлаждают водой при помощи системыохлаждения .13, Благодаря атому температура участка поверхности валка понижается, достигая своего наименьшегозначенияТми на выходе поверхностивалка из зоны действия системы охлаждения 13, При этом соотношение тепла,поступившего в валок 1 в процессе его контакта с металлом 2 иотведенного в процессе его охлаждения 3где Т Т - максимальная и минимыксминмяльная температурына поверхности валкав течение каждогоего оборота;о(,(ТФТ ) - коэффициент линейногомокс 1 минрасширения материалаповерхностного слоявалка соответственно"ри 1 рыкс " м еб; (Т, б.(Т щ- предел текучести материала поверхностного слоя валка соответственно примокс миниТИТ с),ЦТ)-модуль упругости материала поверхностногослоя валка соответственно приТщыкси ТринМ - коэффициент Пуассона;Т - температура основнойо.вмассы валка,дополнительно измеряют температуру непосредственно после.,системы охлаждениявалка и на участке непосредственно передсистемой нанесения технологическойсмазки наповерхность валка и изменениерасхода воды на подстуживание раскатаили изменением расхода технологическойсмазки обеспечивают соблюдением допустимого соотношения максимальной и минимальной температур.На фиг. 1 дана схема регулированиятеплового режима прокатного валка; нафиг. 2 - график теплового состояниявалка,В процессе прокатки валок 1, имеющий температуру основной массы Тконтактирует с прокатываемым металлом 2, имеющим температуру 1 . Попериметру сечения прокатного валкарасположены датчики температуры: датчик 3 - на участке между выходом металла из очага деформации и началомконтакта поверхности валка с охлаждайщей.жидкостью, датчик 4 - в моментокончания контакта поверхностй валкас охлаждающей жидкостью, датчик 5 на участке между входом металла вочаг деформации и окончанием контактаповерхности валка с охлаждающей жидкостью, непосредственно перед системой6 нанесения технологической смазки наповерхность валка, Зги датчики соответственно по каналам 7, 8 и 9 связаны срегулирукзцим устройством 10, содержащим электронную вычислительную машину (ЭВМ). Регулирующее устройство 10 по каналу 1 1 связано с исполнительным механизмом 12 управления системой ох 1- лаждения 13 прокатного валка, по каналу 14 - с исполнительным механизмом 15 управления системой 16 подстуживанияполосы подачей на нее охлаждающей жидкости непосредственно на входе в очагдеформации, по каналу 17 - с исполнительным механизмом 18 управления системой 6 нанесения технологической смазки на поверхность валка. В качестве технологической смазки применяют материалы с низким (порядка 1 ккал/м ч град и ниже) системой охлаждения 13, может йдтьтаким, что не представляется полностьюотвести из валка тепло, проникшее вего внутренние слои. Происходит разогревтемпературы участка поверхности валка до температуры Т с равной или несколько выше температуры основной массы валка Т, . С температурой Т участок валка 1 вновь входит в контакт с металлом 2 и цикл нагрева и охлаждения поверхностного слоя валка повторяется.+ а.(Т т -аЛт Датчиком 3 фиксируют температуру поверхности валка 1 в точке с параметрами Р, сна участке между выходом металла 2 цэ очага деформации и началом контакта поверхности валка с охлаждающей водой, По каналу 7 сигнал о полученном значении температуры передают в регулируюшее устройство 10, в котором определяют максимальную тем- пературуТ ьс на поверхности валка.Датчиком 4 фиксируют минимальную температуруТмиповерхности валка 1 в момент окоьчания контакта поверхности валка с охлажааюшей водой (в точке с параметрами , 4. ). По каналу 8 полученную информацию передают в ре 13 гулируюшее устройство 10. В регулируюшем устройстве 10 в соответствии с выражением(мокс )Тмакс (Тмин минТТмаксЮ М) фтТмии)(Е ТмьксТ мин 1 определяют область допустимых соотношений максимальнойТ и минимальнойТмн температур на поверхностивалка в течение каждого его оборота,Затем сопоставляют полученные от датЗФчиков 3 и 4 фактические значенияТмиТ, с допустимыми их значениями согласно указанному выражению и в случаенахождения фактических значений ТиТмвне указанной области их допус- Итимых значений отрабатывают командуоптимального перехода в эту область.Последнюю реализуют или снижениеммаксимальной температуры Тькс, илиповышением минимальной температурыТи, или тем и другим одновременно,что определено конкретными условиямипрокатки,Дпя реализации команды оптимального перехода в область допустимых соотношенийТ иТ управляющий сигналмьксиз регулирующего устройства 10 по каналу 14 направляют в исполнительныймеханизм 15, который включает систему 16 подстуживания полосы регулируемой подачей на нее охлажлаюшей жидкости непосредственно на входе в очаг деформации. Этим обеспечивают снижениемаксимальной температурыТдсв случае Ипрокатки толстых (более, примерно, 5 мм)полог Для реализации команды оптимального перехода в область допустимых соотноше- нийТ ИТ управляющий сигнал измькс миирегулируюшего устройства 10 по каналу 17 направляют в испопнитепыый меха. низм 18, который включает систему 6 регулируемого нанесения технологической смазки с низким коэффициентом теплопровоаности на поверхность валка, Эго обеспечивает снижение максимальной темпера- турыТ в случае прокатки тонких (менее,мскспримерйо, 5 мм) полос.Для реализации команды оптимального перехода в область допустимых соотношенийТмькс ИТмии управляюший сигнал иэ регулирующего устройства 10 по кацапу 11 направляют в исполнительный механизм 12, который через систему охлаждения 13 исполняет команду на уменьшение интенсивности охлаждения. Кроме того, датчиком 5 дополнительно измеряют температуру Тх ь поверхности валка на участке непосредственно перед системой 6 нанесения технологической смазки. По каналу 9 сигнал о полученном значении температурыТх передают в регулирующее устройство 10, в котором значения Т сопоставляют с температурой основной массы валка То . В случае превышения Т пад Т чо команде из регулирующего устройства 10 через канал 11 системой охлаждения 13 увеличивают охлаждение поверхности валка или через канал 14 (ипи 17) уменьшают теппообмен в очаге дефор 1 лации (снижаютТ Д интгнсифицируя подстуживание поверхности полосы системой 16 или увеличивая расход технологической смазки в систе-" ме 6, Выбор реализуюшей команды определен конкретными условиями прокатки, однако в любом случае обеспечивают зна- ченияТиТ, в области допустимых их соотношений, вычисленных с использованием укаэанного выражения.Применение описываемого способа позволяет в несколько раэ увеличить стойкость валков против образования сетки разгара на их поверхности, устранить одну из основных причин выхода из строя рабочих валков станов горячей прокатки, а также валков питейно-прокатных агрегатов, сократить число перевалок и соответственнр увеличить производительность станов, повысить качество поверхности прокатываемой продукции.П р и м е р. В первой чп:"товой клети широкополосового стана горячей прокатки1700 прокатывают металл 2, имеющийотемпературу Т, -" 1100 С, Рабочие валки 1 изготовлены из чугуна с отбеленной поверхностью и имеют температуруоосновной массыТ, в С. С использованием указанного выражения применительно к материалу валка из отбеленного чугуна определяют область допустимых соотношенийТиТна поверхности валка в течение каждого его оборота (см. фиг. 2). Датчиком 3 фиксируют температуру поверхности валка в точкео оо = 30 равную 250 С и датчиком 4ьфиксируют темпераотуру поверхности валкао в точке д = 135 равную 20 С.4Сигнал о полученных температурах подайт в регулирующее устройство 10, в котором с использованием ЭИМ вычислякт максио мальную температуру Т=490 С и сопоставляют попученноые значения максимальной Т =490 С и минимальнойотемпературТ = 20 С (точка "а" наМИНфиг. 2) с допустимыми значениями соотношений Т,иТн согласно указанному выражению (заштрихованная область на фиг, 2), Так как полученные значения Т иТ находятся в области их соотЮййношений, приводящих к образованию сетки разгара (положение точки "а" на фиг. 2 ь незаштрихованной области) с использованием ЭВМ, в регулирующем устройстве 10 вырабатывают команду перехода из опасной с точки зрения образования сетки разгара области соотношенийТ и Тц, (точка "а на фиг. 2) в область их допустимых значений (точки б, "в" ипи "г. Ири выборе оптимального перехода с использованием ЭВМ учитывают, наряду с вопрссами службы валков, режим и ритм прокатки, сортамент проката и температурные условия его производства, ппаншетность и форму проката, условия работы подшипников валкового узла. Однако предпочтение в основном оказывают переходу по пинии ав в сравнении с переходами аг и аб (см. фиг, 2).По сигналу регулирующего устройства 10 через канал 14, исполнитедьный механизм 15 и систему 16 осушествпянм подстуживание поверхностного слоя металла 2 непосредственно на входе в очаг деформации (при прокатке полос толщиной более, гримерно, 5 мм) ипи через канал 17, исполнительный механизм 18 и систему 6 осуществляют нанесение на поверхностный слой вала тахнопогячес ко Й смазки топшино Й менее0,01 мм (при прокатке полос толщиной менее, примерно, 5 мм), так что обеспечивают получение максимальной температуры на поверхности валка на уровне Т, = 470 С. Одновременно по сигналу регулирующего устройства 10 через канал 11, исполнительный механизм 12 и систему охлаждения 13 уменьшают интенсивность охлаждения поверхности валка, обеспечивая минимальную температуру на поверхности валкао на уровне Т= 32 С. Таким образом осуществляют переход из области соот- ношенийТ иТ, приводящих к образованию сетки разгара, в область до пустимых их соотношений ( из точки "а" в точку "в" на фиг. 2), Обратную связь обеспечивают датчиками 3 и 4.Дополнительно датчиком 5, установленным в точке с параметром более 29 270, измеряют температуру ТХ.О. поверхности валка, сведения о которой по каналу 9 направляют в регулирующее устройство 10 в котором получен- ЗВ ное значение сопоставляют сТ:40 С,- о В случае Т 740 С из регулирующего устройства 10 подают сигнал в перечисленные системы на дальнейшее снижение Та , усиление охлаждения валка, т,е, сни кение достигнутого уровня , иТ или на их одновременную реализацию.формула изобретения ИСпособ регулирования теплового режима прокатного валка, при котором в процессе прокатки металла измеряют температуру поверхности валка и в зв- М висимости от ее величины управляют системой охлаждения валка, о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с целью увеличения стойкости валка против образования сетки разгара на его поверхности, 4 определяют область допустимых соотношений максимальной и минимальной температур, возникающих на поверхности валка в течение каждого его оборотав соответствии со следующим выражением: 39 ф. (Твакс)Тмаксмин)Тмин б Т щ МЦ-М) т( мин + с(ТаксТ.ь.мин" о Ь,гдеТ Т - максимальная и минивакс минмальная температурына поверхности валка втечение каждого егооборота;с(-(макс)фтщи- коэффициент линейногорасширения материалаповерхностного слоя валка соответственно примакс и мннбт(Т с),6 (Тпредел текучести материала поверхностногослоя валка соответственно приТиТЕ(Т к 1 Е(Тщ)- модуль упругости матемаксмин1риала поверхностногослоя валка соответственно приТ пТц ,М - коэффициент Пуассона;Т - температура основйой26массы валка,дополнительно измеряют температуру непосредственно после системы охлаждения валка и на участке непосредственно перед системой нанесения технологической смазки на поверхность валка и изменением расхода воды на подстуживание раската или изменением расхода технологической смазки обеспечивают соблюдение допустимого соотношения максимальной и минимальной температур.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Софьян М. М. Прокатка широкополосной стали, - М.: Металлургия, 1969, с. 135-13 э,2, Третьякова Л. В, и др. Совершенствование теплового процесса листовой прокатки. - М.: Металлургия, 1973, с. 26 9-270.680776 о7 гкакс С т ОЮарию Составитель В. ХлопонинРедактор Т. Фадеева Техред 3. Фанта Коррек Наэаро аз 4967/8 Тираж 1034 Ш 4 ИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р/нпюс иа Подписноеомнтета СССРоткрытийаушская наб., д, 4/5