СПОСОБ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛОС Российский патент 2013 года по МПК B21B1/28 

Описание патента на изобретение RU2486975C1

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке стальных полос на реверсивных и непрерывных станах.

Известен способ прокатки полос, включающий их обжатие по толщине с приложением переднего и заднего натяжений, по которому межклетевые удельные натяжения повышают от первого к последнему на 1-2 кг/мм2, величину напряжения натяжения определяют в зависимости от обжатия по предложенной формуле [1].

Известен также способ прокатки стальных полос с обжатием по толщине и приложением переднего и заднего натяжений, согласно которому величину удельного переднего натяжения устанавливают равной 0,22-0,25 от предела текучести деформированной полосы, и в первом проходе к полосе прикладывают только переднее натяжение [2].

Недостаток указанных способов заключается в том, что их реализация приводит к формированию разноширинности полос и трещинообразованию по кромкам.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ прокатки металлических полос, включающий их обжатие по толщине с приложением заднего и переднего натяжений, при этом при прокатке полос из малоуглеродистой стали величину удельного натяжения устанавливают в зависимости от суммарного обжатия и ширины полосы по предложенным математическим зависимостям [3].

При таком способе прокатки полосы приобретают разноширинность, и не исключено образование трещин по кромкам.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в уменьшении разноширинности и исключении трещинообразования по кромкам.

Для решения поставленной технической задачи в известном способе прокатки металлических полос, включающем обжатие по толщине в валках с приложением заднего и переднего натяжений, согласно изобретению, прокатку ведут с коэффициентом заднего натяжения 0,9-1,0 и коэффициентом переднего натяжения не менее 0,05, определяемым по соотношениям:

ξ 0 = 1 σ 0 σ Т З и ξ 1 = 1 σ 1 σ Т П ,

где ξ0, ξ1 - коэффициенты заднего и переднего натяжений;

σ0, σ1 - заднее и переднее напряжения натяжения полосы;

σТЗ, σТП - пределы текучести полосы до и после обжатия.

В варианте реализации способа коэффициент переднего натяжения устанавливают по формуле:

ξ 1 = ( ξ 0 δ + k ) [ 1 ε ( 1 ε ) δ ] k δ ,

где δ = 2 f α - параметр прокатки;

f - коэффициент контактного трения;

α - угол захвата, рад;

ε - относительное обжатие;

R - радиус рабочих валков, мм;

k = 1 + ( 1 + ε ) 2 - коэффициент деформационного упрочнения полосы.

Сущность изобретения состоит в следующем. В процессе пластической деформации металл течет в направлении наименьшего сопротивления.

Поэтому при продольной прокатке металлической полосы на прикромочных участках, ширина которых равна длине очага деформации, не исключено течение металла не только вдоль направления прокатки, но и в поперечном направлении - вдоль бочки валка. Поперечное течение металла, во-первых, приводит к появлению разноширинности полос и, во-вторых, к преимущественному утонению кромок, сопровождаемому образованием трещин.

Экспериментально установлено, что регламентация коэффициентов заднего и переднего натяжений при прокатке полос на уровнях: коэффициент заднего натяжения 0,9-1,0 и коэффициент переднего натяжения не менее 0,05 - способствует выравниванию распределения вытяжек по ширине прокатываемой полосы, что сдерживает процесс поперечного течения металла, уменьшает разноширинность и вероятности трещинообразования по кромкам. Также экспериментально установлено, что наиболее полное выравнивание распределения вытяжек по ширине, особенно для узких полос, достигается в случае, когда выполняется эмпирическое соотношение ξ 1 = ( ξ 0 δ + k ) [ 1 ε ( 1 ε ) δ ] k δ , которое учитывает геометрические параметры очага деформации, коэффициент трения и упрочнение (наклеп) прокатываемой полосы в очаге деформации.

В процессе экспериментальных прокаток было получено, что при коэффициенте заднего натяжения более 1,0 или коэффициенте переднего натяжения менее 0,05 имеет место переменное по длине сужение полос, что увеличивает разноширинность. Снижение коэффициента заднего натяжения менее 0,9 ведет к увеличению ширины полос и трещинообразованию по кромкам.

Примеры реализации способа

Пример 1. Горячекатаную травленую полосу из стали марки 08Ю толщиной Н0=2,0, шириной В=1200 мм, смотанную в рулон, устанавливают на разматывателе одноклетевого реверсивного стана 1400. Предел текучести горячекатаной полосы составляет: σТЗ=20 кг/мм2. Устанавливают межвалковый зазор для прокатки полосы толщиной Н1=1,5 мм. Передний конец полосы пропускают через межвалковый зазор и закрепляют на барабане моталки. С помощью электродвигателя разматывателя создают заднее натяжение Т0=2400 кг, что соответствует заднему напряжению натяжения σ0:

σ 0 = Т 0 Н 0 В = 2400 2,0 1200 = 1,0   кг/мм 2 .

Коэффициент заднего натяжения при этом равен:

ξ 0 = 1 σ 0 σ Т З = 1 1 20 = 0,95.

После обжатия полосы из стали марки 08Ю с относительной степенью деформации ε = Н 0 Н 1 Н 0 = 2,0 1,5 2,0 = 0,25 за счет наклепа ее предел текучести возрастает до значения σТП=28,8 кг/мм2.

С помощью электродвигателя моталки создают переднее натяжение полосы Т1=3000 кг, что соответствует удельному переднему напряжению натяжения σ1:

σ 1 = Т 1 Н 1 В = 3000 1,5 1200 = 1,67   кг/мм 2 .

Коэффициент переднего натяжения при этом равен:

ξ 1 = 1 σ 1 σ Т З = 1 1,67 28,8 = 0,94.

Валки приводят во вращение и осуществляют прокатку всей полосы с приложением указанных заднего и переднего натяжений. После прокатки разноширинность полосы находится в диапазоне ΔВ=±0,2 мм, трещины по кромкам отсутствуют.

Варианты реализации предложенного способа по примеру 1 приведены в таблице.

Таблица Режимы прокатки полос и показатели их эффективности № п/п ξ0 ξ1 ΔB, мм Трещины по кромкам 1 0,80 0,04 ±1,3 присутствуют 2 0,90 0,05 ±0,2 отсутствуют 3 0,95 0,94 ±0,2 отсутствуют 4 1,00 0,20 ±0,2 отсутствуют 5 1,10 0,32 ±1,1 присутствуют 6[3] 0,50 0,03 ±1,5 присутствуют

Из данных, представленных в таблице, следует, что в случаях реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается уменьшение разноширинности прокатанных полос и исключается трещинообразование по их кромкам. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1 и №5), а также при использовании известного способа (вариант №6) разноширинность полос возрастает, на кромках полос образуются трещины.

Пример 2. Рулон из узкой горячекатаной полосы толщиной Н0=5,0 мм, шириной В=40 мм из стали марки 08Ю, имеющей предел текучести σТЗ=20 кг/мм2, устанавливают на разматывателе, после чего задают в одноклетевой реверсивный стан с рабочими валками радиусом R=150 мм для прокатки на толщину Н1=3,75 мм с относительным обжатием ε=0,25.

Перед началом прокатки определяют угол захвата α:

α = Н 0 ε R = 5 0,25 150 = 0,0913   рад ,

а также параметр прокатки δ:

δ = 2 f α = 2 0,2 0,0913 = 4,3818.

Передний конец полосы пропускают через рабочие валки и закрепляют на барабане моталки.

С помощью электродвигателя разматывателя создают заднее натяжение полосы Т0=400 кг. Заднее напряжение натяжения равно:

σ 0 = Т 0 Н 0 В = 400 5 40 = 2,0   кг/мм 2 ,

что соответствует коэффициенту заднего натяжения.

ξ 0 = 1 σ 0 σ Т З = 1 2,0 20 = 0,90.

Коэффициент деформационного упрочнения полосы после обжатия в валках составляет:

k = 1 + ( 1 + ε ) 2 = 1 + ( 1 + 0,25 ) 2 = 1,125

Производят расчет коэффициента переднего натяжения:

ξ 1 = ( ξ 0 δ + k ) [ 1 ε ( 1 ε ) δ ] k δ = ( 0,9 4,3818 + 1,125 ) [ 1 0,25 ( 1 0,25 ) 4,3818 ] 4,3818 = 0,0711.

По рассчитанному значению ξ1 определяют напряжение переднего натяжения σ1=26,47 кг/мм2, а также полное переднее натяжение Т1:

Т1=В·Н1·σ1=40·5·26,47=5294 кг.

С помощью двигателя моталки к полосе прикладывают переднее натяжение Т1=5294 кг, приводят во вращение валки и осуществляют прокатку полосы. Благодаря регламентированным значениям коэффициентов переднего и заднего натяжений, прокатка узкой полосы (ленты) происходит с минимальной разноширинностью ΔВ=±0,15 мм и без трещинообразования по кромкам. При прокатке указанной полосы с таким же обжатием по известному способу [3] разноширинность возрастает до значения ΔВ=±2,2 мм, а на кромках полосы образуются трещины.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что прокатка с коэффициентом заднего натяжения 0,9-1,0 и коэффициентом переднего натяжения не менее 0,05 затрудняет течение металла вдоль бочки валка в очаге деформации, благодаря чему достигается уменьшение разноширинности полос, предотвращается снижение толщины кромок и исключается образование на них трещин. В качестве базового объекта принят известный способ [3]. Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства металлических полос и лент на 5-10%.

Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения

1. Патент РФ №2239500, МПК В21В 1/28, 2004.

2. Патент РФ №2191645, МПК В21В 1/28, 2002.

3. Патент РФ №2433004, МПК В21В 1/28, 2011.

Похожие патенты RU2486975C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛОС 2012
  • Вольшонок Игорь Зиновьевич
  • Алдунин Анатолий Васильевич
  • Кохан Лев Соломонович
  • Трайно Александр Иванович
  • Русаков Андрей Дмитриевич
RU2499641C1
СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ПОЛОС 2012
  • Мухин Юрий Александрович
  • Бельский Сергей Михайлович
  • Бахаев Константин Вячеславович
  • Чеботарева Светлана Владимировна
  • Макаров Евгений Валерьевич
RU2492005C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛЮЩЕНОЙ ЛЕНТЫ 1996
  • Лунев В.Е.
  • Кривощапов В.В.
  • Кувшинов С.Ф.
  • Рудаков В.П.
  • Гимазетдинов Р.Ф.
  • Пуртов Ю.А.
  • Короленко А.В.
  • Краснов А.В.
  • Воронов В.М.
  • Галыбин Г.М.
  • Грошков В.В.
  • Сергеева Н.Л.
RU2100108C1
СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ СТАЛЬНЫХ ПОЛОС 2004
  • Степанов Александр Александрович
  • Скорохватов Николай Борисович
  • Степаненко Владислав Владимирович
  • Глухов Владимир Васильевич
  • Павлов Сергей Игоревич
  • Антонов Валерий Юрьевич
  • Горелик Павел Борисович
  • Росляков Евгений Николаевич
  • Трайно Александр Иванович
RU2273535C1
СПОСОБ ПРОКАТКИ ТОЛСТЫХ ЛИСТОВ НА РЕВЕРСИВНОМ СТАНЕ 2012
  • Салганик Виктор Матвеевич
  • Денисов Сергей Владимирович
  • Песин Александр Моисеевич
  • Пустовойтов Денис Олегович
  • Набатчиков Дмитрий Геннадьевич
  • Чикишев Денис Николаевич
  • Стеканов Павел Александрович
  • Брайчев Евгений Викторович
RU2490080C1
СПОСОБ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОЛОСЫ 2011
  • Трайно Александр Иванович
  • Гарбер Эдуард Александрович
  • Русаков Андрей Дмитриевич
  • Дегтев Сергей Сергеевич
RU2470722C1
СПОСОБ ДРЕССИРОВКИ СТАЛЬНЫХ ОТОЖЖЕННЫХ ПОЛОС 2012
  • Вольшонок Игорь Зиновьевич
  • Трайно Александр Иванович
  • Гарбер Эдуард Александрович
  • Русаков Андрей Дмитриевич
  • Шалаевский Дмитрий Леонидович
RU2492947C1
СПОСОБ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ 2010
  • Аксенов Сергей Алексеевич
  • Грунин Николай Николаевич
  • Логашина Ирина Валентиновна
  • Чумаченко Евгений Николаевич
RU2488455C2
Способ прокатки слитков и слябов 1986
  • Пономарев Виктор Иванович
  • Гринчук Петр Степанович
  • Нетеса Нелли Андреевна
  • Горелик Вадим Семенович
  • Орнатский Эрий Александрович
  • Руденко Евгений Алексеевич
  • Коновалов Юрий Вячеславович
  • Остапенко Арнольд Леонтьевич
SU1565550A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОЛЬГИ ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ СВИНЦА 1990
  • Куприянов В.А.
  • Зенцов А.И.
  • Кузнецов В.С.
  • Куклинова Г.Ф.
  • Власов Ю.А.
  • Агапов В.В.
  • Плотников А.Л.
SU1788641A1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛОС

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке стальных полос на реверсивных и непрерывных станах. Способ включает обжатие полос по толщине в валках с приложением заднего и переднего натяжений, при этом прокатку ведут с выравниванием распределения вытяжек по ширине прокатываемой полосы с коэффициентом заднего натяжения ξ0=0,9-1,0 и коэффициентом переднего натяжения ξ1 не менее 0,05, определяемым по соотношениям:

ξ 0 = 1 σ 0 σ Т З и ξ 1 = 1 σ 1 σ Т П , где

σ0, σ1 - заднее и переднее напряжения натяжения полосы;

σТЗ, σТП - пределы текучести полосы до и после обжатия, а

ξ 1 = ( ξ 0 δ + k ) [ 1 ε ( 1 ε ) δ ] k δ , где

δ = 2 f α - параметр прокатки;

f - коэффициент контактного трения;

α - угол захвата, рад;

ε - относительное обжатие, мм;

R - радиус рабочих валков, мм;

k = 1 + ( 1 + ε ) 2 - коэффициент деформационного упрочнения полосы, что обеспечивает уменьшение разноширинности полосы и исключение трещинообразования по кромкам. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 486 975 C1

1. Способ холодной прокатки стальных полос, включающий обжатие их по толщине в валках с приложением заднего и переднего натяжений, отличающийся тем, что прокатку ведут с выравниванием распределения вытяжек по ширине прокатываемой полосы с коэффициентом заднего натяжения ξ0=0,9-1,0 и коэффициентом переднего натяжения ξ1 не менее 0,05, определяемым по соотношениям
ξ 0 = 1 σ 0 σ Т З и ξ 1 = 1 σ 1 σ Т П ,
где σ0, σ1 - заднее и переднее напряжения натяжения полосы;
σТЗ, σТП - пределы текучести полосы до и после обжатия.

2. Способ прокатки по п.1, отличающийся тем, что коэффициент переднего натяжения устанавливают по формуле
ξ 1 = ( ξ 0 δ + k ) [ 1 ε ( 1 ε ) δ ] k δ ,
где δ = 2 f α - параметр прокатки;
f - коэффициент контактного трения;
α - угол захвата, рад,
ε - относительное обжатие, мм;
R - радиус рабочих валков, мм;
k = 1 + ( 1 + ε ) 2 - коэффициент деформационного упрочнения полосы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2486975C1

СПОСОБ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ НА НЕПРЕРЫВНОМ СТАНЕ 2010
  • Румянцев Михаил Игоревич
  • Горбунов Андрей Викторович
  • Дьяконов Александр Анатольевич
  • Ласьков Сергей Анатольевич
  • Яхонтов Валерий Дмитриевич
RU2433004C1
СПОСОБ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ УГЛЕРОДИСТОЙ ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ 2005
  • Антипенко Анатолий Иванович
  • Злов Владимир Евгеньевич
  • Кузнецов Владимир Георгиевич
  • Кочнева Татьяна Михайловна
  • Горбунов Андрей Викторович
RU2288792C1
Способ холодной прокатки полос на двухклетевом стане 1986
  • Василев Янаки Димитров
  • Дементиенко Александр Викторович
  • Шувяков Владимир Георгиевич
  • Потаповский Савелий Иосифович
  • Бендер Евгений Александрович
  • Скороходов Владимир Николаевич
  • Чернов Павел Павлович
  • Горбунков Сергей Григорьевич
  • Грищенко Алексей Петрович
SU1355302A1
КОНТАКТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА С БЕЗДУГОВОЙ КОММУТАЦИЕЙ 1978
  • Дорожков Владимир Васильевич
  • Сурант Игорь Васильевич
  • Залазаев Павел Маркелович
  • Добротворская Алевтина Евгеньевна
SU826437A1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ 1999
  • Морозов А.А.
  • Тахаутдинов Р.С.
  • Антипенко А.И.
  • Спирин С.Ю.
  • Антипанов В.Г.
  • Краснов С.Г.
  • Лисичкина К.А.
  • Семихатский С.А.
  • Якименко В.Н.
  • Дудин В.П.
RU2147943C1
СПОСОБ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ 2001
  • Виер И.В.
  • Антипанов В.Г.
  • Карпов Е.В.
  • Файзулина Р.В.
RU2191645C1

RU 2 486 975 C1

Авторы

Кохан Лев Соломонович

Алдунин Анатолий Васильевич

Вольшонок Игорь Зиновьевич

Трайно Александр Иванович

Русаков Андрей Дмитриевич

Даты

2013-07-10Публикация

2012-03-30Подача