Способ образования мотка

(50 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ рги кое о М.;89.(57) Изобр ному произ способам о щественно сы. Цель и осится к про тение сти к ас одству, разоваи улонов г обретени я моткоорячека л - пов рулона деления ой по тель по винтовои лин ее витков. Диаметр и роваццявитка в975-1,02она. и о вогоым О,а рулабл. шение ме спирали формируют ра от внутреннего диаме 4 з,п. ф-лы, 1 ил. 4 сче ханических своцствравномерного распреры по виткам сматыв емперат емои полосы. Пр ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт черной металл(56) Королев А.А. Механичерудование прокатных цехов,Металлургия, 1959, с. 487(54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ МО образовании рулона производят свертванне полосы в спираль в виде рас -ходящегося конуса с диагетром каждого последующего витка, равным 1,0021,0025 диаметра предыдущего виткадля полос малых толщин и 1,03-1,04для полос больших толщин. При образовании спирали производят наложение кромок последующего витка ца прдыдущий с шагом, равным 0,005-0,050ширины полосы. Наложение кромокпоследующего витка на предыдукрш ведут с гарантированным зазором ц перед формованием рулона во вцутрецнюю полость спирали подают охладц 1391758И 1 обретецие относится к прокатному производству, в частности к способам образования мотков преимущественно рулонов горячекатаной полосы.Цель изобретения - повышение мехаггггческих свойств рулона путем равномерного распределения температуры по виткам сматываемой полосы.На чертеже показана схемаобразования рулона (где Р - сила сжатия спирали, 0 - диаметр первого витка,НОЧР,- диаметр последующего витка) .Спираль при свертывании полосы формируют в виде расходящегося конуса с диаметром каждого последующего витка, равным 1,002-1,0025 диаметра предыдущего витка для полос малых толщин и 1,03-1,04 для полос больших толщин, причем свертывание ведут 20 с наложением кромок последующего витка на предыдущий, а формирование рулона ведут путем сжатия силой Р с двух сторон полученной спирали до перекрытия витков по всей ширине сма тываемой полосы. Кроме того, наложецие кромок последующего витка на предыдущий ведут с шагом, равцым 0,005- 0,050 ширины полосы и наложениекромок осуществляют с гарантирован дым зазором, при этом диаметр первого витка формируют равным 0,975-1,025 От внутреннего диаметра рулона, а перед формированием рулона во внутреннюю полость спирали подают охлалитель по винтовой ликии формирова -35 ция ее витков.Количественные значения величины перекрытия витков выбраны иэ следующих соображений. гггаг наложения 40 последующего витка на предыдущий менее 0,005 ширины полосы не обеспечивает устойчивого состояния свернутой полосы в спираль по винтовойлицгги вследствие восстановления поло сы за счет упругих свойств ее металла. Величина шага наложения последующего витка на предыдущий более 0,050 ширины полосы нецелесообразна, так как происходит значительное лереэ 0 к 1 ытие двух витков, а в месте наложения температура металла и условия охлаждения отличаются от температуры и условий охлаждения металла без наложения кромок, Кроме того, так как кромки полосы являются наиболе "хологпгьппг" участками полос вследствие худших по сравнению с другими уча. тками условий (приток тепла идет только в одном направлении от средних участков, а отток - в трех направлениях: вверх и в сторону - излучением и коцвекцией - и вниз - излучением и теплоотдачей роликам рольганга и охлаждающей их воде), перекрытие кромок полосы при свертывании ее по винтовой линии с шагом, равггьгм 0,005-0,050 ширины полосы, позволяет на наиболее "холодных участках полосы (по ширине полосы) создать условия для повышения температуры холодных участков до температуры остального металла и тем самым создать условия охлаждения одинаковыми для всех участков металла полосы. Свертывание полосы в спираль по винтовой линии с незначительным перекрытием кромок витков позволяет всем виткам свернутой полосы остывать в идентичных условиях и тем самым исключить условия неравномерного остывация витков средней части рулона (по толщине намотки) и наружных и внутренних, Это ведет к повышению механических свойств металла полосы вслед; ствие равномерного распределения температуры по Виткам сматываемой полосы.Величины увеличения диаметра последующих витков по отношению к диаметру предьдущего и диаметр первого витка выбирают исходя из того, что диаметр барабана разматывателя на стане холодной прокатки предусматривает установку на него рулона после горячей прокатки полос с внутренним диаметром, равным диаметру барабана мотал . ки стана горячей прокатки полос или изменение внутреннего диаметра с допуском +32. Величина диаметра первого витка, равная 0,975-1,025 от Внутреннего диаметра рулона (который определяется требованием для внутреннего диаметра рулона при по - следующем переделе), обеспечивает как раз допуск +37. Например, при диаметре барабана моталки или разматывателя 850 мм диаметр (внутренний) рулона после сжатия с двух сторон полученной спирали до перекрытия витков по всей ширине сматывае 11 ой полосы составляет 0,975 х 850828,75 мм, 1,025 х 850 = 871,25 мм, т.е. Ве выходит за допуск +25 мм лля внутреннего диаметра рулогп 1 в.При наружном диаметре рулонов 2700 мм и внутреннем 850 мм при смотке в рулон полосы толщиной 2 мг в13.1 /58рулоне находится порядкд 450 витков (2700-850):2:2, д при смотке в рулон таких же размеров полосы толщиной 30 мм - порядка 30 витков5 (2700-850);2:30, Для рулонов с большим (максимальным) количеством витков (450) диаметр каждого последующего витка в 1,002-1,0025 больше диаметра предыдущего. Так, если дидметр 10 первого витка равен 850,мм, то диаметр последнего витка 850 х 1,002 х х 450 = 2088 мм или 850 х 1,0025 х х 450 = 2614,46 мм. Увеличение диа - метра последующего витка свыше 15 1,0025 раз от диаметра предыдущего ведет к тому, что ндружньп диаметр рулона после сжатия с двух сторон спирали до перекрытия витков по всей ширине сматываемой полосы становится 20 очень большим и для таких больших рулонов затруднена обработка и перевозка, так как все транспортное и перерабатывающее оборудование рассчитдно на рулоны с наружным диаметром це бо лее 2700 мм, Уменьшецие диаметра последующего витка менее 1,0020 рдэ цо отношению к диаметру предыдущего также нецелесообразно, так как в этом случае потребуются значительные усилия для сжатия полученной спирали в период формирования рулона вгледствие возникновения значительных г,лтрения в месте наложения одного витка на другой и при дальнейшем сжатии полученной спирали до перекрытия витков по всей ширине сматываемой полосы. Аналогично для рулонов с малым количеством витков (30) нецелесообрдэ но увеличивать диаметр последующего40 витка свыше 1,04 диаметра предьдущего вследствие значительных габаритов рулонов и уменьшать диаметр последующего витка ниже 1,03 диаметра предыдущего вследствие возникновения значительных сил трения на контактной поверхности в месте наложения одного витка на другой и при дальнейшем формировании рулона,Кроме того, для ускоренияпроцесса остывдция свернутой в спираль полосы по винтовои линии предусматривается подача во внутреннюю полость спирали охладителя по винтовой линии Формирования ее витков.Это обеспечивает равномерьпп отбор тепла по всей ширине свернутой спирали перед ормированием рулона,д также равномерное охлаждение всех витков спирали.Наложение кромок последующего витка цд прельгупьцй гд - рднтироваццым, зазором цгбх.цг пи того, чтобы при формировдцин ру цд путем сжатия спирали с двух гторц до перекрытия витков по с й рццг сматываемой полосы рулон ц б, рдгцу - щен (т,е. в готовом рулон ц пцсутствовдяи большие эдзорь,"ж , клятв кдми, что при мднипуяяциях г р зцом может привести к порче витноц ц гнижению выхода годного лигтоцог црокдтд).Предлагдемьп способпи г гц ятся следующим образом.,1 ля реализации способд и бгц. устдовить сразу цосл пгг 1 и кл - ти чистовой группы широкоцг.огго стана горячей прокатки дцд утрой-твд: устройство цля свертывания внось, выходящей из последц и кл.тц став ца в спираль по винтовой пицц, и устройство для сжатия с двух сторон полученной спирали до перекрытц витков по всей ширине сматывдемой полосы (т.е. для окончательного формирования рулона). Кроме того, способ предусматривает также цдлигце угтройгт - ва для подачи внутрь получ ццой спирали охладителя по винтовой цццци формирования ее витков. По огд горячекатаного металла, выходя цз последней чистовой клети, попдддет в устройство для свертывания по осы в спираль по винтовои линии г перькрытием кромок, с гарантировдццым .дзором и с увеличением диаметрд кдждого последующего витка по отношению к предыдущему, Свертывдцие полоь в спираль происходит до момецтд вьхода хвостового участка полосы цз последней клети стана. При том дидметр первого витка равен заддвдмому дидметру. После свертывания всей полосы в спираль во внутреннюн полость полученной спирали осуществляют пгцдчу охладителя по винтовой пицци формирования ее витков, Охлдлв тд.,цм образом полученную спирдль до дддцной температуры, прекрдщдют цоддчу охладителя и спираль с двух сторон с;кимдют с помощью специд ьцо о гцмдющего устройства да перекртиявитков по всей ширине смдтьпдг".ой полосы, Получеццьпю таким обрд ом рудо направляется дальше для поглцнпго передела, При этом охладить,"о и не подавать (исходя цэ требдц.гго ьтехаццчес кцм стс)цстлдм готовог ометалла) .П р и м е р. Проклтинлют л горччетс ос то я н иц тр ц п)ло с.и т олшц ной 2 ммц шириной 300 мм цз стл.пи ) сп,0 дцу полосу сдтиллют цл моталке врулон с внутренним диаметром 100 мми наружцим 200 1 т, рулон охлаждаютна воздухе, вторую свертинают в спираль в виде рас:ходящегося коцдл сдиаметром т ерного нцткд 100 мм ц диаметр каждого последуящего виткаувеличивают в 1,0025 раз по отношению к диаметру первого витка, а лало жение кромок последующего витка цапредыдущиц состдлляет 0,05 (1,5 мм)ширины полосы. Полученую спиральохлаждают нд воздухе, Тротью полосу свертывают в спираль с пдрдЧзтрами технологии, аналогичными свертыванию второц полосы, но охлаждениеполучееНой спрлл 1 осуществляют ненд спокойном воздухе, д путем подачиво лцутренцюю полость Охзтддитсля 25(воды) Терез форсуцкц с радиальнымиотверстиями, подачу води осуществпяют по вцнтоноц линии Ьормрованявитков спирдгц. В процессе смоткирулоца ц.- мстллке между его витков 30злкллдинлс)т термоплри через опреде,пеццое количество цлмс тднних витков(для измерения температуры витков),Всего было установлено термопар(з-е после намотки каждых 5 витковполосы - 5,10,15 ц 20 витков и 2-е35пос,пе цлзтоткц ттервого витка и переднамоткой последнего витка) . Температуру соответствующтх витков послесвертывания полосы тз с.пираль изглеряют контактной термопарой,Результаты измерения температурывитков каждой цз полос показаны втабл.1.Вторую ц третью полосы затем сжиЬ 5мают с двух сторон до получения перекрытия по гзсей шцрцце витков, .Зксцерцмецта.ьные данные показывают,что неравномернос"гь распределениятемпературы по виткам сматывлемойполосы значительно снижается соглас -но црепплт немому способ 5. Гсли дляпервогс) ру.Она разность гемперлтурмежтту крдНие лцтклмц и среднимисОстал,тч в 1 дчлзье 1 ыи перОд Ох -оллжеця 1) 0, л цос пе 1 ч Охпджде - 55онця 5(1 ( Го;1:Ея тзпОт)с 1 о р 5 онд с ОГ-ЗТЛГ РЕ 1,1,1 ТопЪ С 1)с)Г)ч РЦ,ТГ Ос1 ч1л 1111,ле; к 1;1 кгетцяоз С спустя 1 ч с начала остиванцяспирали. Для третьего рулона неравномерность температуры по виткамопопоси также снижается до 15 с, н начальцьп период охлаждения ц, крометого, ускоряется процесс остыланцястзерцутой в спираль полосы до температуры, приемлемой для дальнейпейобработки рулона, После полного остьпзлцця всех трех рулонов (первогоспустя 8,5 ч и второго спустя ) ч)отбирают пробы от хвостовой, среднейи гоповной частей смотанной полосыд.пя проведения механических испытаний,Резуль 7 лты механических испытанииОпытньгх рулонов представлены лтабл.2.Результаты испьгтаний показывают,что механические свойства металларулонов полос, произведенных соглдсцо предлдгаемому способу, вследствиерлнцомерцого распределения температуры по виткам смотанной полосы,характеризуются равномерностью распределения по длине полос ц вследствие более быстрого охлаждения сверцутой сптрдл имеют бопее высокоезцдчецце, чем металл полосы, смотанный н рулон ца моталк ц характеризую.щцйся черавцомерцосью рас.прецелеццятемпературы по втклм рулоны,)Лцалогтпнете исследования проводятпрц с 7 ортиронан рупоцл горячекатаного проката при смотке топосы толщинойВ мм из стали 3 с.п согласно предлагаемому ц известному с:пособам, 0 дцнрулон сматывают цд моталке с нцутренцим диаметром 100 мм ц царужцьп500 мм из полосы шриной )00 мм,Вторая попсса свернута в спирд.пь лвиде рдс.ходящегося конуса диаметром первого витка 100 мм ц диаметром каждого последующего нитка в 1,0 раза больпе, чем диаметр первого нитка ц наложение кромок последующего витка нд предыдущий состллляе г 0,05 ширили полосы (15 мм). Ппцрапь Ох - ллждают на воздухе. Для третьей пол - сы свертывание в спцрдпь процзтзодят аналогично второй полОсе но Охллж дают внутреннюю пс)лость тзод 71 по винтовой лц 1 Пи ст)ормр с) на 51 ее езцк с) 3 л течение 1 ч. Загс и производят :жл - тце второй и третьей поси до ере- КРЫТИЯ ВЦ ГКОВ 110 Л . П 1 Ц) ЦЕЕС,.)кперцтентдльО. оре:ест цц. Гемпературы по виткам ( 115 т)Т с оГ Ны;39 758 Т а б л и ц а 1 Температура витков н местах установки термопар,фС,начиная с первого, внутреннего витка Т- Г Технология мотки полосы 15 20 Смотка по,с сы ца барабане ( н РУлон) и охлаждение ру.:она ца воз 470 450 400 410 425 215 230 260 250 210 дух еСвертынаццг о.осы н гпраль и охлажд и неспира ц ца нозду 355 360 350 350 115 115 120 120 120 115 хе рулонон) и механически цгпытацияметалла рулонов полог. показаьыв табл,3 и 4. Резул ьтатых аьиче ск их испытании 5 полостолщиной Й мм также показывают, что достигается поставлецная цель - повышецие механических свойств путем равномерного раг.пределения температуры по виткам сыатываемой полосы. Проведенный эксперимент доказывает технологическую осущстнимость способа и указывает на возможность выравнивания распределения тем 15 пературы по виткам сматынаемой полосы и увеличения вследствие этого механических свойств металла полосы. Технико-экономический эффект 20 от внедрения изобретения по сравнению с базовым объектом обеспечивается повышением механических свойств готового проката вследствие более равномерного распределения температуры по виткам сматываемой в рулон полосы и их более быстрого охлаждения. Кроме того, применение данного способа н листопрокатцых цехах при производстве горячекатаных полос позволяет сократить дчицу отводящего конвейера, исключить из линии стана моталку для смоткц полос н рулон, увеличить устойчивость рулона к образованию телескопичности, снизить его деформацию в радиальном цапранле 35 нии (для рулонов, транспортируемых в горизонтальном положении)и уменьшить продолжительцость охлаждения рулонов и, следовательно снизить капитальные затрать ца строительство новых станов горячей прокатки. о р м у л а и з о б р тц я1. Способ обра овация отк прс - имущественно рулона горяч,ат;цой поОсы нклк)чающий сверт)нФГ Ос сы и спираль цо винтовой лиццпоследующее формиронацце рулон: , о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, г дев лью повышения механических гнггт рулона за счет равцомерцого распред- ления температуры по ниткам гматьна- мой полосы, спираль п)и свертывании полосы Формируют в ниде расходящегося конуса с диаметром каждого последующего витка равным 1,002-1,0025 диаметра предыдущего витка для полос алых толщин и 1,03-1,04 для полос больших толшин, причем свертывание ведут с наложением кромок последующего витка на предыдущий, а формиронацие рулона - путем сжатия с обеих сторон полученной спирали до перекрытия вигков по всей ширине сматываемой пэлосы.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что наложение кромок последующего витка на предыдущий ведут с шагом, равным 0,005-0,050 ширины полосы.3. Способ по п.1, о т л и ч а ощ и й с я тем, что перед формированием рулона во внутреннюю полость спирали подают охладитель по винтовой линии Формирования ее витков.Способ по и.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что наложение кромок последующего витка на предыдущий ведут с гарантированным зазором.5. Способ по п.1, о т л и ч а к щ и й с я тем, что диаметр первого витка Формируют равным 0,975-1,025 от внутреннего диаметра рулона,1391759 10 Продолжение табл.1 Технология смотки попосы 285 280 275 280 290 25 24 23 30 23 ее витков ГП р и м е ч а н и е: В числителе дана температура витков, спустя 100 спосле окончания прокатки и смотки полос в рулонпри свертывании в трубу, в знаменателе - температура витков спустя 1 ч с начала охлаждения. Таблица 2 Технологиясмотки полос Механические свойства металла полос Ти Головная часть(виток 1) Средняя часть полосы (виток 15) Хвостовая часть320 440 295 400 325 450 Свертывание полосы в спираль иохлаждение спирали на воздухе 370 490 380 390 500 420 545 530 430 435 540 Свертывание полосы в спираль и охлаждение спиралипринудительно водой по винтовойлинии формирования Смотка полосына барабане врулон и охлаждение рулона навоздухе Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали водой а Температура витков в местак установки термопар, С,начиная с первого, внутреннего витка39178 12 Та бли ца Технологиясмотки полосы Температура витков в местах установки термопаг, С начиная с внутреннего виткаГ г 480 510 530 500 470 290 320 340 310 80 410 390 400, 420 415 145 140 150 455 150 315 320 330 325 330 50 50 55 П р и м е ч а н и е: В числителе дана температура витков спустя 100 спосле окончания прокатки, в знаменателе - температура витков спустя 1 ч с начала охлаждения. Таблица 4 Механические свойства металла попос Технология смотки полос Хвостоваячасть (виток 20) Средняя частьполосы (виток 10) Головная часть(виток 1) 5, н/мм 6 н/мм 425 390 310 260 300 420 480 460 360 340 350 470 400 510 530 395 400 520 Смотка полосы ца барабане (в рулоц) иохлаждение рулонаца воздухе Свертывание полосыв спираль и охлаждение спирали на воздухе Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали принудительно водой по винтовой линии формирования ее витков Смотка полосы на Оарабане в рулон и охлаждение рулона на воздухе Свертывание полосыв спираль и охлаждение спирали цавоздухе Свертывание полосы в спираль и охлаждение спираливодой г 6 н/мм б,н/мм 6 и/мм б и/мм.играфическое предприяти е, г. жгород,У 11 роект на 3 Тираж 709ИИПИ Государственного кпо делам иэобретений и5, Москва, Ж, Раушск Подписета СССРытийаб.д, 4/5