Устройство для асимметричной прокатки толстолистового металла

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при прокатке крупногабаритных тел вращения на толстолистовых станах. Техническая задача — повышение качества полосы путем значительного снижения перепада моментов между рабочими валками. Устройство содержит прокатную клеть с валками разного диаметра и установленный за клетью отгибающий ролик. Оно снабжено датчиком положения отгибающего ролика, индикатором наличия металла, расположенным в месте пересечения вертикальной оси ролика с траекторией движения листа. Отгибающий ролик выполнен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Перемещение отгибающего ролика в вертикальной плоскости обеспечивается посредством механизма перемещения. Изобретение обеспечивает создание стабильной кинематической зоны опережения на верхнем валке и сдерживание ее роста на нижнем валке, что исключает асимметрию зон трения на валках, 1 ил.

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при прокатке крупногабаритных тел вращения на толстолистовых станах.

Известно устройство для асимметричной прокатки толстолистового металла, содержащее прокатную клеть с валками разного диаметра (см. статью: Дригун Э.М., Салганик В.М., Песин А.М. и др. Асимметричная толстолистовая прокатка крупногабаритных тел вращения /Труды третьего конгресса прокатчиков (Липецк, 19-22 октября, 1999 г.) - М.: Черметинформация. 2000. С.505-507).

Недостатком данного устройства является низкое качество получаемого листа за счет наличия естественного диапазона колебаний параметров процесса прокатки, которое приводит к значительному колебанию кривизны получаемого листа.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является агрегат для асимметричной прокатки толстолистового металла, содержащий прокатную клеть с валками разного диаметра и установленный за клетью отгибающий ролик. При этом отгибающий ролик установлен в фиксированном положении (см.: Песин А.М. Новые технологические решения на основе моделирования асимметричной прокатки //Сталь. - 2003. - №2. - С.66-68).

Недостатком данного устройства является снижение качества листа за счет скачкообразного перераспределения моментов между рабочими валками. Это происходит в результате того, что при касании и перемещении переднего конца листа по отгибающему ролику за достаточно небольшое время момент прокатки на верхнем валке может увеличиться в несколько раз, а на нижнем - резко уменьшиться вплоть до отрицательных значений. Такой перепад моментов прокатки приводит к нестабильности процесса, а следовательно, к снижению качества листа.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении качества полосы путем значительного снижения перепада моментов между рабочими валками.

Задача решается тем, что известное устройство для асимметричной прокатки толстолистового металла, содержащее прокатную клеть с валками разного диаметра и установленный за клетью отгибающий ролик, согласно изобретению снабжено датчиком положения ролика и индикатором наличия металла, расположенным в месте пересечения вертикальной оси ролика с траекторией движения листа, а отгибающий ролик выполнен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.

Известно использование датчика положения, сообщающего импульс на включение или выключение электродвигателя (см.: Производство толстолистовой стали /Н.В.Литовченко, С.П.Антонов, М.И.Бояршинов и др. - М.: Металлургия, 1962. - С.281).

В заявляемом устройстве указанный отличительный признак предназначен для фиксации конечного положения ролика при его перемещении, обусловленного получением требуемого радиуса кривизны листа.

Известно также использование индикатора для указания наличия металла в правильных машинах (см.: Производство толстолистовой стали /Н.В. Литовченко, С.П.Антонов, М.И. Бояршинов и др. - М.: Металлургия, 1962. - С.284).

В заявляемом устройстве данный признак предназначен для установления режима подъема ролика в тот момент, когда горизонтальная проекция переднего конца листа совпадет с вертикальной осью отгибающего ролика.

Известно при асимметричной тонколистовой прокатке использование роликов, перемещающихся в вертикальной плоскости для регулирования углов входа и выхода полосы из валков (см.: Салганик В.М., Песин А.М. Асимметричная тонколистовая прокатка: развитие теории, технологии и новые решения. - М.: - МИСИС, 1997. - С.12).

В заявляемом устройстве выполнение ролика с возможностью перемещения в вертикальной плоскости создает новый технический результат, заключающийся в значительном снижении перепада моментов между рабочими валками при совмещенном процессе асимметричной прокатки и пластической гибки, что обеспечивает создание стабильной кинематической зоны опережения на верхнем валке и сдерживание ее роста на нижнем прокатном валке. Стабильность кинематических зон и, как следствие, отсутствие асимметрии зон трения на контактах исключает “перекос” крутящих моментов прокатки на валках. При выходе металла из валков, вследствие разности их диаметров, момент на нижнем валке больше, чем на верхнем. Подъем ролика вместе с листом обеспечивает то, что перераспределение протяженностей зон трения и моментов на валках будет незначительным вследствие монотонности начала процесса пластической гибки. Это стабилизирует процесс прокатки, способствует получению стабильной заданной кривизны листа, уменьшает его продольную разнотолщинность, а следовательно, повышает качество листа.

На основании вышеизложенного анализа известных технических решений можно сделать вывод, что для специалистов заявляемое устройство для асимметричной прокатки толстолистового металла не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию патентоспособности “изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображено устройство для асимметричной прокатки толстолистового металла, общий вид.

Устройство для асимметричной прокатки толстолистового металла содержит прокатную клеть с валками 1 и 2 разного диаметра. При этом диаметр D₁ нижнего валка 1 больше диаметра D₂ верхнего валка 2. За клетью установлен отгибающий ролик 3, выполненный с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Перемещение отгибающего ролика 3 в вертикальной плоскости обеспечивается посредством механизма перемещения 4, в качестве которого могут быть использованы, например, колонны - винты с электроприводом, описанные в книге: Королев А.А. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов: Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1987. С.158.

Заявляемое устройство снабжено датчиком положения 5 отгибающего ролика 3 и индикатором 6 наличия металла. При этом датчик положения 5 отгибающего ролика 3 предназначен для фиксации конечного положения ролика 3 при его вертикальном перемещении, а индикатор 6 наличия металла расположен в месте пересечения вертикальной оси отгибающего ролика 3 с траекторией движения листа 7 металла. В качестве индикатора 6 в заявляемом устройстве может быть использован, например, флажковый выключатель, конструкция которого описана в книге: Производство толстолистовой стали /Н.В.Литовченко, С.П.Антонов, М.И.Бояршинов и др. - М.: Металлургия, 1962. С. 284.

Устройство для асимметричной прокатки толстолистового металла работает следующим образом.

Исходную заготовку задают во вращающиеся валки 1 и 2. Вследствие различия в диаметрах D₁ и D₂ соответственно рабочих валков 1 и 2 происходит изгиб листа 7 вверх. В тот момент, когда проекция переднего конца листа 7 совпадет с вертикальной осью отгибающего ролика 3, последний начинает перемещаться вверх вместе с листом 7. Подъем отгибающего ролика 3 вместе с листом 7 делает стабильным наличие кинематической зоны опережения на верхнем валке 2 и сдерживает ее рост на нижнем прокатном валке 1. Стабильность кинематических зон и, как следствие, отсутствие асимметрии зон трения на контактах исключает “перекос” крутящих моментов прокатки на валках 1 и 2. Это обеспечивает то, что перераспределение протяженностей зон трения и моментов на валках 1 и 2 будет незначительным вследствие монотонности начала процесса пластической гибки. Данный режим работы отгибающего ролика 3 стабилизирует процесс прокатки, способствует получению стабильной заданной кривизны листа, уменьшает его продольную разнотолщинность, а следовательно, повышает качество листа. Когда отгибающий ролик 3 пересечет горизонтальную ось датчика положения 5, подается сигнал на остановку механизма перемещения 4 отгибающего ролика 3, и далее процесс прокатки протекает в установившемся режиме с фиксированным отгибающим роликом 3.

Устройство для асимметричной прокатки толстолистового металла, содержащее прокатную клеть с валками разного диаметра и установленный за клетью отгибающий ролик, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком положения ролика и индикатором наличия металла, расположенным в месте пересечения вертикальной оси ролика с траекторией движения листа, а отгибающий ролик выполнен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.