Валковый узел
Использование: прокатка тонких полос. Цель; расширение сортамента стана путем уменьшения минимальной толщины проката . Сущность изобретения: валковый узел содержит опорный валок 1 с концевыми скосами длиной с и рабочий валок с нагруженным участком 2 и ненагруженным участком 3. При выполнении диаметра валка на нагруженном участке больше диаметра на ненагруженном участке во время прокатки под действием контактных напряжений происходит упругое радиальное сплющивание рабочих валков на нагруженном участке и зазор между рабочими валками на этом участке увеличивается и становится равным толщине полосы, а на ненагруженном участке контакта между рабочими валками не происходит. Это гарантирует получение полосы с необходимой минимальной толщиной при меньших силах предварительного напряжения валковой системы. 1 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sl)s В 21 В 27/02
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4876029/27 (22) 19.10.90 (46) 23.12.92, Бюл. М 47 (71) Запорожский индустриальный институт (72) В.А.Николаев, С.С.Пилипенко, В.И.Кудрин, В.М;Суханов и В.Г.Телюк (56) Авторское свидетельство СССР
М 1014604, кл. В 21 В 27/02, 1983.
Авторское свидетельство СССР
t4 1174111, кл. В 21 В 27/02, 1985.
Авторское свидетельство СССР
М 268224, кл. В 21 В 27/02, 1986. (54) ВАЛКОВЫЙ УЗЕЛ (57) Использование: прокатка тонких полос.
Цель: расширение сортамента стана путем уменьшения минимальной толщины прока. та. Сущность изобретения: валковый узел,„,!Ж,„, 1782683 Al
2 содержит опорный валок 1 с концевыми скосами длиной "с" и рабочий валок с нагруженным участком 2 и ненагруженным участком
3. При выполнении диаметра валка на нагруженном участке больше диаметра на ненагруженном участке во время прокатки под действием контактных напряжений происходит упругое радиальное сплющивание рабочих валков на нагруженном участке и зазор между рабочими валками на этом участке увеличивается и становится равным толщине полосы, а на ненагруженном участке контакта между рабочими валками не происходит. Это гарантирует получение полосы с необходимой минимальной толщиной при меньших силах предварительного напряжения валковой системы, 1 ил., 1 табл.
1782683
15
55
Изобретение относится к прокатному производству, в частности к валкам для про-. катки тонких полос.
При прокатке тонких полос в последних
-клетях непрерывных станов холодной прокатки возникают трудности с получением полос толщиной h = 0,4-0,5 мм. Для обеспечения прокатки относительно широких полос такой толщины используют горячекатанный подкат с исходной толщиной Н = 1,7-1,8 мм. Но и при этом значительное .количество листов переводят в пониженные группы качества из-за несоответствия показателей плоскостности группам ПВ (плоскостность высокая) и ПО (плоскостность особо высокая).
Известен прокатный валок, бочка которого включает рабочий участок, имеющий параболическую поверхность с радиусом сечения валка менее 0,66 длины рабочего участка и примыкающие к ней с обеих сторон конические поверхности и при этом переход параболической поверхности в коническую выполнен на расстоянии, определяемом отношением С = (0,1-0 15)R (где R — радиус среднего сечения бочки валка1(Авт. свид. М 1014604, В 21 В 27/02, 1983). Это техническое решение не обеспечивает получение полос толщиной h = 0,4-0,5 мм при, прокатке в валках с радиусом R 250 мм и насеченной поверхностью, когда показатель трения равен fï = 0,08-0,10. Действительно, при прокатке полос со средним сопротивлением металла деформации в последней клети стана пф = 750 Н/мм мини2 мальная возможная толщина полосы из условий сплющивания валков равна h<» =
=0,45-0,50 мм. То есть в этом случае прокатки упругое радиальное сжатие каждого валка под полосой составляет. GA
=(0,45 — 0,50)/2 = 0,225-0,275 мм. Указанное техническое решение не обеспечивает получение полос с необходимым качеством и толщиной менее 0,45 мм в" валках с радиусом R 250 мм.
Известен валковый узел, который имеет рабочие и опорные валки (Авт.свид. М
1174111, В 21 В 27/02, 1985). B этом валковом узле опорные валки имеют скосы дли. ной с = (0,05 — 0,3) L (где L — длина опорного валка), а выпуклость рабочего валка по выражению
fp = 1,12 K(fp + 4,23(0,85 — и) )(1 — 8,15(L ) ), где 1о — базовая величина выпуклости шлифованных рабочих валков;
К вЂ” коэффициент (К = 1 — для шлифованных валков; К - 1,25 — для насеченных валков); n — коэффициент, учитывающий длину. нагруженной части рабочего валка полосой (n = 0,55 — 0,90).
Из указанного выше следует, что техническое решение по а.с, N 1174111 не учитывает особенностей упругих деформаций рабочих валков при прокатке тонких:полос, выкатываемость и плоскостность которых обусловлена профилировкой валкового узла. Следовательно, при прокатке тонких полос (h = 0,25 — 0,5 мм) на станках холодной прокатки с радиусами R 250 мм, а полос с h < 0,35 мм с радиусами R 200 мм, данное техническое решение не обеспечивает выкатываемости высокой их плоско-. стности.
Наиболее близким к предлагаемому является валковый узел, в котором имеются опорные и рабочие валки, контактирующие с предварительным напряжением на части длины бочек опорных валков, и при этом длина зоны контакта рабочего валка с опор25 ным валком составляет 0,5 — 0,95 длины бочки опорного валка, а внеконтактные участки . бочек рабочих валков в направлении шеек выполнены параболическими (Авт.свид. М
268224, В 21 В 27/02, 1986). В соответствии с этим техническим решением можно использовать валковый узел с Lp/4>n - 0,500,95, (где Lp — длина эоны контакта рабочего валка с опорным; 4>< — длина опорного валка). То есть, существенный признак не зависим от толщины прокатываемой полосы или величины радиальной упругой деформации валков, а поэтому не обеспечивает в условиях прокатки с большими относительными обжатиями (а= 0,10-0,30) и давлениями металла на валки получения полосы с требуемой высокой плоскостностью и толщиной менее 0,45 мм, Цель — расширение сортамента стана за счет уменьшения минимальной толщины проката.
Поставленная цель достигается тем, что в валковом узле, включающем профилированные рабочие и опорные валки с концевыми скосами, контактирующие между собой с предварительным напряжением, диаметр нагруженного участка рабочего валка связан с диаметром ненагруженного участка следующим соотношением
0 .= 1 + <1(0.6 + 0,65(400 0,5) ) х 10, (1)
0 где 0р и 0p - диаметры рабочего валка соответственно на нагруженном и ненагру1782683 поверхности, в качестве смазки применяли эмульсол "Т". Опытные данные приведены в таблице. Прокатку полос на станах осуществляли до получения минимальной толщины, 5 Прокатка полос с толщиной меньшей h=0,10 — 0,74 мм (см. табл., on. и 1 — 6) не представлялась возможной вследствие увеличения силы прижатия валков в 1,2-1,3 раза и изменению толщины во время прокатки за
2-3 прохода всего на 0;01-0,02 мм при по10 тере плоской формы полосы, Опыты М 1-6 позволили установить значение fp = Dp< — Ор. равное минимальной толщине полосы выкатываемой на данном
15 стане при Орн = Ор. Обработка полученных данных позволила получить следующую зависимость, связывающую минимальную толщину полосы, размеры валков, и состояние их поверхности с различием диаметров
20 валка на нагруженном и свободном участках: .
fp = (0,6+ 0-65(400 0,5) ) К 10 (3)
Решение выражений )2) и (3) дает выражение (1) =D"- 1 + (0,6+ 0,65(400- 0,5) 1К 10 (4)
Р
30 нии измерения силы прокатки в шлифованных (Ra = 0,8 мкм) и в насеченных валках (Ra
3 мкм), За базовую принята сила прокатки в насеченных валках (К1 - 1,0). В шлифован35 ных валках сила прокатки меньше и составляет от силы прокатки в насеченных валках
80%, поэтому К1 = 0,8. Числовые коэффициенты "0,5" и "400" получены путем математической обработки опытных данных
40 таблицы
В on. hL% 7-9 полосы прокатаны в рабочих валках с формой бочки по фиг. 1 и диаметром Орн > Ор. Как следует из опытных данных при fp = 0,04 мм и Dp = 199,96 мм
45 (Dp = 200 мм) получена минимальная толщина в пределах h = 0,095 мм, что мало отличалось от толщины в опыте Q 5. В этом случае диаметр Орн оказался меньше оптимального., определенного по выражению (4) и рав50 ного 0,1ОР. В on. hL 8 диаметр Орн равен оптимальному. по выражению (4) и это обеспечило снижение минимальной толщины, прокатываемой на стане полосы и высокую ее плоскостность йри ширине В = 0,6L =
=0,6.300 = 180 мм. В on. 9 увеличена разность диаметров fp до 0,3 мм (больше оптимальной), однако это. повлияло на нимальную толщину полосы. Она остась такой же как и в on. 1Ф 8. Поэтому валков ч =4-11 м/с. Валки имели насеченную ми (R = 3 мкм) и шлифованную (R = 1 мкм) па женном участках длины бочки; К1 коэффициент, учитывающий состояние поверхности валков (К1 = 1 при R> = 3 мкм; K> = 0,8 при R> =1 мкм), Валковый узел содержит (фиг. 1) опорный валок 1 с концевыми скосами длиной
"с", рабочий валок с нагруженным участком
2 и ненагруженным участком 3. Длина негру>кенного участка рабочего валка равна Lp и равна ширине полосы, а его диаметр Dp, Диаметр ненагруженного участка валка равен Dp. Разница между диаметром на конце нагруженного участка и на ненагруженном (свободном) участке равна fp, т.е.
fp - Орн — Ор (2)
На существующих станах кварто холодной прокатки с диаметрами рабочих валков
Dn = 600 мм и В/L = 0,5-0,7 получение тонких качественных полос с h 0,45 не обеспечивается вследствие больших упругйх радиальных деформаций под полосой равных толщине полосы и появлению непосредственного контакта рабочих валков на свободных участках.
Валковый узел работает следующим образом. Перед началом прокатки узких полос с В/ . = 0,5-0,7 ( — ширина полосы) изготовленные рабочие валки с Ор устанавливают в клеть. Во время прокатки пад действием контактных напряжений происходит упругое радиальное сплющивание рабочих валков на участке р и зазор между рабочими валками на этом. участке увеличивается и оказывается равным толщине полосы h.
Вследствие того, что диаметр Ор < Ори, то на участках рабочих валков с Ор контакта между рабочими валками не происходит. Это гарантирует получение полосы с необходимой. минимальной толщиной при меньших силах предварительного напряжения ("забоя") -валковой системы для компенсации упругих деформаций клети и меньших величинах прогибов валкового узла.
Выражение (1) Ор 1+ (0 6+ 0 65(400 — 0.5) )К, 10
Р получено на основании лабораторных и промышленных опытов при Ор =200-600 мм и В/L = 0,5-0,7 при.прокатке малоуглеродистой и низколегированных марок стали (полосы из легировайных марок стали прокатывают, как правило, на многовалковых станах). Прокатывали полосы с исходной толщиной Н = 0,6-2,8 мм на конечную толщину h 0,15 — 0,74,мм. Окружная скорость
Коэффициент Ki определен на основа1782683 что, с целью расширения сортамента стана путем уменьшения минимальной толщины проката, диаметр нагруженного участка рабочего валка связан с диаметром ненагру)KBHwoI участка следующим соотношением:
0 — 1 + К1(0,6+ 0,65(400- 0.5) )х10 о„
Опытные данные по. прокатке в валках с различными профилировками
Составитель В,Николаева
Техред М.Моргентал Корректор H.Áó÷oê
Редактор
Заказ 4475 Тираж .. Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
I предельная величина fo определяется упругим сплющиванием валков на межвалковом контакте с полосой, В примере 1Ф 8 она равна
fD/Dp = 0,1/200 = 0,001 5
Следовательно, предельной величиной является fD/Рр = 0,001.
Таким образом, предложенная профилировка рабочих валков для прокатки тонких полос позволяет расширить сортамент 10 прокатываемых полос с минимальной толщиной.
Формула изобретения
Валковый узел, содержащий рабочие и 15 опорные валки с концевыми скосами, контактирующие между собой с предварительным найряжением, о тл и ч а ю шийся тем, где 0рн и Dp — диаметры рабочего валка соответственно на нагруженном и ненагру- женном участках; К1 — коэффициент, учитывающий состояние поверхности валков (K1 1 при Ra =3 мкм; K1 "- 0,8 при
R> = 1 мкм), где R — шероховатость поверхности валков.
