СПОСОБ АСИММЕТРИЧНОЙ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛА Российский патент 2014 года по МПК B21B1/00 

Описание патента на изобретение RU2531337C1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству сортового проката в многовалковых калибрах.

Известен способ прокатки металла в четырехвалковом калибре, который подразумевает прокатку с рассогласованием скоростей пар валков, лежащих в разных плоскостях, до пробуксовки пары валков, имеющих меньшую скорость (см. а.с. СССР №610581, кл. B21B 37/02, B21B 1/00, опубл. в БИ №22, 1978 г.).

Недостатком данного способа является сравнительно недостаточная степень сдвиговых деформаций, протекающих в объеме металла при прокатке в многовалковом калибре.

Наиболее близким аналогом является способ прокатки металла в четырехвалковом калибре. Способ подразумевает принудительное сообщение окружной скорости одной паре валков четырехвалкового калибра, не меньшей скорости на выходе из калибра, а другой паре - сообщение скорости, не превышающей скорость металла на входе в калибр (см. а.с. СССР №261344, кл. B21B 1/00, опубл. в БИ №34, 1973 г.).

Недостатком известного способа является недостаточная степень перераспределения вытяжек в многовалковом калибре.

Задачей настоящего изобретения является получение такого способа прокатки сортового металла, при котором бы достигалась высокая степень неравномерности деформации в объеме металла и перераспределения вытяжек по сечению металла, что позволит осуществлять более полную проработку металла за счет больших сдвиговых деформаций.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе прокатки металла в четырехвалковом калибре, имеющем две пары параллельных валков, включающем прокатку с рассогласованием скоростей валков, причем окружные скорости одной пары задают одинаковыми, согласно изобретению,окружные скорости валков другой пары задают отличными друг от друга и неравными скоростям первой пары: v1=v3; v1≠v2; v1≠v4. При этом величины окружных скоростей валков второй пары задают меньше величин скоростей первой пары: (v1=v3>v2>v4) или величины окружных скоростей валков второй пары задают больше величин скоростей первой пары: (v1=v3<v2<v4). Кроме того, величину окружной скорости четвертого валка задают больше, а второго валка -меньше величин окружных скоростей первой пары валков: v4>v1=v3>v2.

Известен способ прокатки металла в четырехвалковом калибре, который подразумевает прокатку с рассогласованием скоростей пар валков, лежащих в разных плоскостях, до пробуксовки пары валков, имеющих меньшую скорость (см. а.с. СССР №610581, кл. B21B 37/02, B21B 1/00, опубл. в БИ №22, 1978 г.). Способ осуществляется при прямолинейном движении заготовки через очаг деформации и предназначен для обеспечения регулирования размеров профиля при прокатке в четырехвалковом калибре, при этом в процессе прокатки не возникают в металле существенные сдвиговые деформации.

Известен способ прокатки металла в четырехвалковом калибре с принудительным сообщением окружной скорости одной паре валков четырехвалкового калибра, не меньшей скорости на выходе из калибра, а другой паре - сообщение скорости, не превышающей скорость металла на входе в калибр (см. а.с. СССР №261344, кл. B21B 1/00, опубл. в БИ №34, 1973 г.). Способ осуществляется при прямолинейном движении заготовки через очаг деформации и предназначен для снижения рабочих усилий при деформации металла в четырехвалковом калибре клети, при этом в процессе прокатки в металле не возникают существенные сдвиговые деформации.

В заявляемом способе отличительные признаки, характеризующие использование в процессе прокатки с рассогласованием скоростей валков не только заданных одинаковыми окружных скоростей одной пары валков, но и отличных друг от друга окружных скоростей валков другой пары, причем неравных скоростям первой пары: меньше или больше величин скоростей первой пары. Кроме того, величину окружной скорости четвертого валка задают больше, а второго валка меньше величин окружных скоростей первой пары валков. Это позволяет создать новый технический эффект, заключающийся в более полной проработке металла за счет больших сдвиговых деформаций, происходящих в объеме металла при прокатке за счет более неравномерного перераспределения вытяжек по сечению заготовки, что позволит получить более мелкий балл зерна.

На основании анализа известных источников информации можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ прокатки металла не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию "изобретательского уровня".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 изображены рабочие валки (1-4), расположенные в одной плоскости и образующие четырехвалковый калибр;

- на фиг.2 изображена пара горизонтальных валков (1,3) четырехвалкового калибра;

v1,v3 - окружные скорости валков (индексы соответствуют позициям валков);

- на фиг.3 изображена пара вертикальных валков (2, 4) четырехвалкового калибра;

v2, v4 - окружные скорости валков (индексы соответствуют позициям валков).

Предлагаемый способ прокатки реализуется следующим образом.

В рабочие валки 1-4 (фиг.1), расположенные в одной плоскости и образующие четырехвалковый калибр, задают заготовку 5.

Двум горизонтальным рабочим валкам 1 и 3 задают одинаковую окружную скорость (фиг.2), а паре вертикальных валков 2 и 4 задают окружные скорости, отличные друг от друга и неравные скоростям пары горизонтальных валков (фиг.3).

При прокатке в многовалковом калибре (фиг.1) на контакте металла с парой валков 1, 3 (фиг.2), имеющих наибольшую скорость, образуется зона ускоренного течения металла, а на контакте с валками 2, 4 (фиг.3), имеющими наименьшую скорость, образуется зона замедленного течения металла, что приводит к возможности более неравномерного перераспределения вытяжек по сечению деформируемой заготовки и получению больших сдвиговых деформаций в объеме металла.

При прокатке в многовалковом калибре (фиг.1) на контакте металла с парой валков 1, 3 (фиг.2), имеющих наименьшую скорость, образуется зона замедленного течения металла, а на контакте с валками 2, 4 (фиг.3), имеющими наибольшую скорость, образуется зона ускоренного течения металла, что приводит к возможности более неравномерного перераспределения вытяжек по сечению деформируемой заготовки и получению больших сдвиговых деформаций в объеме металла.

При прокатке в многовалковом калибре (фиг.1), на контакте металла с валком 4 (фиг.3), имеющим наибольшую по величине скорость, образуется зона ускоренного течения металла, а на контакте с валком 2 (фиг.3), имеющим наименьшую скорость, образуется зона замедленного течения металла, что приводит к возможности более неравномерного перераспределения вытяжек по сечению деформируемой заготовки и получению больших сдвиговых деформации в объеме металла.

Пример конкретного выполнения 1.

Для изготовления прутка квадратного сечения с закругленными углами и диаметром вписанной окружности 6 мм с повышенными механическими свойствами использовали круглую заготовку диаметром 8 мм из стали марки Ст.45. Прокатка осуществлялась в клети с четырехвалковым калибром со всеми приводными валками (фиг.1). Окружная скорость первого валка была равна 7,15 рад/с, второго - 7,00 рад/с, третьего - 7,15 рад/с и четвертого - 6,80 рад/с. В результате неравномерной вытяжки по сечению металла передний конец заготовки на выходе из валков загнулся в сторону валка с наименьшей скоростью. На длине вышедшего из валков конца заготовки, равной 50 мм, величина загиба в сторону валка с наименьшей скоростью составила 4,0 мм.

Таким образом, в калибре клети, включающей две пары валков, одна из которых имеет одинаковую максимальную скорость, имеется существенная сдвиговая деформация, вследствие которой изгибается передний конец заготовки в сторону валка с наименьшей окружной скоростью.

Пример конкретного выполнения 2.

Для изготовления прутка квадратного сечения с закругленными углами и диаметром вписанной окружности 6 мм с повышенными механическими свойствами использовали круглую заготовку диаметром 8 мм из стали марки Ст.45. Прокатка осуществлялась в клети с четырехвалковым калибром со всеми приводными валками (фиг.1). Окружная скорость первого валка была равна 6,80 рад/с, второго - 7,00 рад/с, третьего - 6,80 рад/с и четвертого -7,15 рад/с. В результате неравномерной вытяжки по сечению металла передний конец заготовки на выходе из валков загнулся в сторону второго валка, то есть валка с меньшей скоростью относительно пары горизонтальных валков. На длине вышедшего из валков конца заготовки, равной 50 мм, величина загиба в сторону второго валка составила 3,3 мм.

Таким образом, в калибре клети, включающей две пары валков, одна из которых имеет одинаковую минимальную скорость, имеется существенная сдвиговая деформация, вследствие которой изгибается передний конец заготовки в сторону второго валка, имеющего наименьшую окружную скорость в паре горизонтальных валков.

Пример конкретного выполнения 3.

Для изготовления прутка квадратного сечения с закругленными углами и диаметром вписанной окружности 6 мм с повышенными механическими свойствами использовали круглую заготовку диаметром 8 мм из стали марки Ст.45. Прокатка осуществлялась в клети с четырехвалковым калибром со всеми приводными валками (фиг.1). Окружная скорость первого валка была равна 7,00 рад/с, второго - 6,80 рад/с, третьего - 7,00 рад/с и четвертого - 7,15 рад/с. В результате неравномерной вытяжки по сечению металла передний конец заготовки на выходе из валков загнулся в сторону валка с наименьшей скоростью. На длине вышедшего из валков конца заготовки, равной 50 мм, величина загиба в сторону валка с наименьшей скоростью составила 3,8 мм.

Таким образом, в калибре клети, включающей две пары валков, одна из которых имеет одинаковую промежуточную по величине скорость, имеется существенная сдвиговая деформация, вследствие которой изгибается передний конец полосы в сторону валка с наименьшей окружной скоростью.

Таким образом, в калибре клети обеспечивается более полная проработка металла за счет существенной неравномерности перераспределения вытяжек в одной плоскости и, как следствие, создание больших сдвиговых деформаций. При разных соотношениях окружных скоростей валков в калибре будут наблюдаться различные варианты неравномерного распределения вытяжек, которые влияют на степень проработки металла за счет больших сдвиговых деформаций, что позволит получать требуемый балл зерна.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе, что подтверждается примером выполнения. Соответственно заявляемое решение может быть применимо в прокатном производстве, а следовательно, соответствует условию "промышленная применимость".

Похожие патенты RU2531337C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ АСИММЕТРИЧНОЙ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛА 2013
  • Песин Александр Моисеевич
  • Ткаченко Александр Петрович
  • Пустовойтов Денис Олегович
  • Локотунина Наталья Михайловна
  • Горкин Николай Александрович
  • Бирюков Максим Александрович
RU2528601C1
РАБОЧАЯ КЛЕТЬ СТАНА ДЛЯ ПРОКАТКИ ПРОФИЛЕЙ В КАЛИБРЕ 2013
  • Песин Александр Моисеевич
  • Ткаченко Александр Петрович
  • Пустовойтов Денис Олегович
  • Локотунина Наталья Михайловна
  • Курбан Виктор Васильевич
RU2518358C1
РАБОЧАЯ КЛЕТЬ СТАНА ДЛЯ ПРОКАТКИ ПРОФИЛЕЙ В КАЛИБРЕ 2013
  • Песин Александр Моисеевич
  • Ткаченко Александр Петрович
  • Пустовойтов Денис Олегович
  • Локотунина Наталья Михайловна
  • Курбан Виктор Васильевич
RU2518028C1
СПОСОБ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ 2015
  • Песин Александр Моисеевич
  • Пустовойтов Денис Олегович
  • Харитонов Вениамин Александрович
RU2617191C1
Способ производства фасонных профилей высокой точности 2019
  • Песин Александр Моисеевич
  • Харитонов Вениамин Александрович
  • Дригун Эрнст Михайлович
  • Пустовойтов Денис Олегович
  • Локотунина Наталья Михайловна
  • Tandon Puneet
  • Yu Hailiang
RU2722847C1
СПОСОБ ПРОКАТКИ СОРТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ ИЗ ТРУДНОДЕФОРМИРУЕМЫХ СТАЛЕЙ 2011
  • Виноградов Алексей Иванович
  • Трайно Александр Иванович
  • Тимофеева Марина Анатольевна
  • Король Сергей Олегович
RU2490081C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МНОГОГРАННОЙ КАЛИБРОВАННОЙ СТАЛИ 2019
  • Песин Александр Моисеевич
  • Харитонов Вениамин Александрович
  • Дригун Эрнст Михайлович
  • Пустовойтов Денис Олегович
  • Локотунина Наталья Михайловна
  • Тандон Пунит
  • Ю Хайлянг
RU2732331C1
Клеть с многовалковым калибром для продольной прокатки 1980
  • Блинов Юрий Иванович
  • Сериков Сергей Владимирович
  • Зайцев Владимир Валентинович
  • Шаламов Геннадий Тимофеевич
  • Агапов Виктор Николаевич
  • Гулящих Владимир Григорьевич
  • Ни Виктор Николаевич
SU933137A1
СПОСОБ ПРОКАТКИ ЗАГОТОВОК 1998
  • Скорохватов Н.Б.
  • Луканин Ю.В.
  • Постоногов Ю.А.
  • Качеров В.С.
  • Рослякова Н.Е.
RU2122906C1
Способ прокатки заготовок в обжимно-заготовочном комплексе 1988
  • Быков Владимир Александрович
  • Макаров Юрий Данилович
  • Стрижов Юрий Александрович
  • Уткин Геннадий Сергеевич
  • Ротару Ион Теодорович
  • Тильга Степан Сергеевич
  • Горяной Анатолий Григорьевич
  • Бухтеев Виктор Григорьевич
  • Шалабай Анатолий Ефимович
SU1676688A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 531 337 C1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ АСИММЕТРИЧНОЙ ПРОКАТКИ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству сортового проката в многовалковых калибрах. Способ производства сортового проката в четырехвалковом калибре, имеющем две пары параллельных валков, включает прокатку с рассогласованием скоростей валков при равенстве окружных скоростей одной из пар валков. Увеличение степени проработки металла за счет больших сдвиговых деформаций, позволяющее получить более мелкий балл зерна, обеспечивается за счет того, что окружные скорости валков второй пары отличны друг от друга и не равны окружным скоростям валков первой пары при соблюдении условий, что величины окружных скоростей валков второй пары меньше величины окружных скоростей валков первой пары, или величины окружных скоростей валков второй пары больше величины окружных скоростей первой пары, или величина окружной скорости одного из валков второй пары больше, а другого - меньше величины окружных скоростей первой пары валков. Способ обеспечивает неравномерное перераспределение вытяжек по сечению деформированной заготовки. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 531 337 C1

Способ производства сортового проката в четырехвалковом калибре, имеющем две пары параллельных валков, включающий прокатку с рассогласованием скоростей валков при равенстве окружных скоростей одной из пар валков, отличающийся тем, что окружные скорости валков второй пары отличны друг от друга и не равны окружным скоростям валков первой пары при соблюдении условий, что величины окружных скоростей валков второй пары меньше величины окружных скоростей валков первой пары, или величины окружных скоростей валков второй пары больше величины окружных скоростей первой пары, или величина окружной скорости одного из валков второй пары больше, а другого - меньше величины окружных скоростей первой пары валков.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2531337C1

СПОСОБ ДЕФОРМАЦИИ МЕТАЛЛА В ЧЕТЫРЕХВАЛКОВОМ КАЛИБРЕ 0
SU261344A1
Способ измерения силы и коэффициента трения в очаге деформации при прокатке 1984
  • Барков Леонид Андреевич
  • Пастухов Валерий Васильевич
  • Каменщиков Юрий Иннокентьевич
  • Барков Сергей Леонидович
SU1219930A1
Способ прокатки 1967
  • Выдрин В.Н.
  • Агеев Л.М.
SU249330A2
US 4385511, 31.05.1983

RU 2 531 337 C1

Авторы

Песин Александр Моисеевич

Ткаченко Александр Петрович

Пустовойтов Денис Олегович

Локотунина Наталья Михайловна

Бирюков Максим Александрович

Горкин Николай Александрович

Даты

2014-10-20Публикация

2013-03-15Подача