Способ подготовки полосы со сварными швами к прокатке Советский патент 1984 года по МПК B21B1/22 

1

Изобретение относится к прокатке преимущественно холодной, многополоных рулонов или бесконечной полосы, получаемых сваркой из отдельных полос конечной длины.

Известен способ прокатки полосы, получаемой сваркой из отдельных полос, который предусматривает индикацию сварного шва и дополнительный изгиб рабочих валков при прохождении через них участка полосы со сварным швом. Величину дополнительного изгиба выбирают такой, чтобы напряжения растяжения на кромках полосы принимали нулевое значение. Это позволяет блокировать действие дефектов-концентраторов напряжения, имеющихся на кромках сварного шва, и снизить вероятность обрыва полосы по шву С 1 JОднако для осуществления данного способа необходимо наличие на стане ряда сложных технических устройств, в частности системы индикации сварного шва, устройства принудительного изгиба рабочих валков, системы слежения за прохождением отдельных участков полосы по линии стана. Отсутствие какого-либо из этих устройств, что характерно для большинства действующих станов, делает реализацию способа невозможной.

Известен также способ прокатки многополосных рулонов, полученнцх сваркой из отдельных полос, по которому перед прокаткой удаляют утолщения в зоне шва и доводят его толщину до толщины основного металла, За счет этого снижают динамические возмущения, возникающие в стане п)и прохождении шва через очаг деформации и уменьшают вероятность обрыва г1Ьлосы 2 .

Для реализации этого способа не требуется установки на стане дополнительных устройств, однако он не позволяет устранить влияние пониженных прочностных характеристик шва на вероятность обрыва.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо соб подготовки полосы со сварными швами к прокатке, преимущественно холодной, включающей сварку концов отдельных полос и зачистку сварных швов до толщины, не превышающей толщину основного металла

Известный способ обеспечивает снижение вероятности обрыва по шву,

172

однако в нем не учитывается тот факт что на прикромочных участках сварного шва в отличие от его средней части дефекты-концентраторы напряжений распространены не только в поверхностном слое металла, но и по всей его высоте. По этой причине повышение стойкости шва путем удаления дефектных слоев металла на кромке неизбежно сопровождается значительным ослаблением критического сочетания полосы и повышением вероятности обрыва.

Цель изобретения - снижение вероятности обрыва прокатываемой полосы .

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки полосы со сварными швами к прокатке, преимущественно холодной, включающему сварку концов отдельных полос и зачистку швов до трлщины, не превышающей толщину основного металла, перед прокаткой на кромки полосы в зоне сварного шва наносят мягкое металлическое покрытие, преимущественно из меди и сплавов на ее основе, причем длина участка с покрытием, измеряемая вдоль полосы, составляет 2-10 ширины сварного шва, а толщина покрытия 0, мкм.

Нанесение на прикромочные участки сварного шва мягкого металличес кого покрытия, в частности медного, обеспечивает при прокатке снижение на 20-40 ъ коэффициента трения на эти участках. Локальное уменьшение коэффициента трения приводит к снижению удельных давлений и сплющиванию рабочих валков в соответствующих сечениях, вследствие чего полоса в прикромочной зоне шва получает по сравнению с соседними зонами избыточную деформацию. Это приводит к формированию на кромке околошовной зоны снижающих напряжение, блокируклдих дефекты-концентраторы напряжений.

Преимущественный выбор в качеств материала покрытия меди и ее сплаво например латуни и бронзы, обусловле их высокими антифрикционными свойстми, стойкостью получаемого слоя, а также простотой технологических опе раций по его нанесению на стальную основу. В число методов, которые могут быть использованы для нанесения мягкого покрытия, входят методы электрогальванического покрытия, ме3тод напыления, фрикционный метод и . т . д. Толщина мягкого металлического покрытия, при которой достигается высокая стойкость и минимальное зн чение коэффициента трения, составл ет 0,5-15,0 мкм. При толщине слоя более 15,0 мкм возможно разрушение покрытия в процессе прокатки, а при толщине 0,5 мкм резко возрастает коэффициент конкретного трения. Так как отдельные поперечные сечения валка упруго связаны между со бой, ширина участка с покрытием (он выбирается в пределах 10-50 мм дол на быть достаточной для достижения на кромке полосы необходимой избыточной деформации. При ширине участ ка менее 10,0 разность сплющиваний валка и, следовательно, деформаций полосы на середине и на кромке мала и не обеспечивает блокирования концентраторов напряжений. При ширинеучастка с покрытием более 50,0 мм возможна локальная потеря полосой плоской формы и обра зование дефекта волна. По этой причине, а также для экономии цветных металлов, длина участка с покрытием не должна превышать ширину сварного шва не более, чем в 1Л,0 раз. Минимальная длина участка должна быть такой, чтобы перекрывались обе зоны стыка шва с полосами, так как возникающие при сварке дефекты распространены также и в пришовных участках -соединяемых полос. Это достигается при длине участка с пок рытием,равной 2,0 и более ширины шв На чертеже изображено расположе ние участков с мягким металлическим покрытием на прокатываемой полосе. На чертеже обозначено: 1 - прока тываемая полоса, 2 - сварный шов, 3 - участк.. с мягким металлическим покрытием, f - длина и b - ширина участков с покрытием, Л ширина сварного шва. Способ реализуют следующим обра Концы отдельных полос, например в линии непрерывно-травильного агрегата на участке стыкосваромной машины, обрезают и фиксируют один относительно другого. Производят i. свирку полос. Защищают сварный шов толщины, не превышающей толщину ос новного металла. 4 Выполняют травление, промывку и сушку полосы. На выходном участке непрерывнотравильного агрегата на кромки полосы 1 в зоне сварного шва 2 наносят мягкое металлическое покрытие толщиной 0,,О мкм, преимущественно из меди и сплавов на ее основе. Длину участков 3 с покрытием, каждый из которых симметричен отностительно оси шва, выполняют равной 2-10 ширины сварного шва, т.е. 2 - 10 а . Ширина участков b , измеряемая вдоль оси шва, составляет 10,0-50,0 мм. Нанесение покрытия осуществляют с помощью известного метода, однако для реализации в прокатном цехе наиболее удобен фрикционный. Данный метод основан на явлении избирательного переноса, происходящего при определенных контактных давлениях между металлическими поверхностями в среде поверхностно-активного вещества. В частности, для возбуждения избирательного переноса в сталь-медь требуется контактное давление 100-120 МПа, а роль поверхностно-активного вещества может выполнять глицерин. При этом происходит частичное химическое восстановление окислов, покрывающих контактирующие поверхности, и частицы меди переносятся на ювенильную стальную основу, образуя стойкую металлическую пленку. Технические средства, необходимые для нанесения покрытия фрикционным методом, просты и включают в себя приспособление для подачи и фиксации в заданном положении мягкого металлического прутка, а также приспособление для нанесения на обрабатываемый участок слоя глицерина. После нанесения покрытия подготовленную к прокатке полосу свертывают в рулон, маркируют и направляют на прокатный стан, где осуществляют обжатие до заданной толщины. Пример. Настоящим способом подготавливают к холодной прокатке на непрерывном стане полосу толщиной 2,0 мм и 1070 мм из электротехнической стали 30 100. Подготовку полосы выполняют на непрерывно-травильном агрегате сернокислотного травления. Горячекатаные рулоны массой 8 т устанавливают на разматыватель агрегата. Отгибают передний конец полосы, обрезают его и задают в стыкосварочную машину. Фиксируют голову новой полосы и хвост предыдущей относительно друг друга. Производят сварку полос встык. Резцом-гратоснимателем зачищают сварной шов до толщины, равной толщине соединяемых полос. По обычной технологии выполняют травление, промывку и сушку полосы На выходе агрегата, перед свертывающей машиной, полосу останавливают. В зоне сварного шва кистью наносят слой глицерина на прикромочные участки полосы. Затем с помощью фрикционного метода покрывают эти участки слоем меди мерки Ml (ГОСТ 859-7S ) толщиной ,0-,0 мкм Для нанесения покрытия используют медные прутки диаметром Ц мм (ГОСТ 1535-71 ) и приспособление, содержащее корпус, плунжер, пробку, пружину для задания давления и винт. Пруток вводится в осевой канал плунжера и пробки vi фиксируется вин том. Усилие прижатия прутка регулируют перемещением пробки, сжимающей пружину, относительно корпуса. При этом полное усилие составляет 1,21, кН, а удельное давление на обрабатываемую поверхность 100120 МПа. Длину омедненных участков выполняют равной 30 мм, ширину -kQ мм После нанесения покрытия на два шва подготовленную к прокатке полосу свертывают в рулон и обрывают конец пос/ид 1ей полосы. Полученные трехполосные рулоны транспортируют на склад травленных рулонов, а затем на непрерывный стан холодной покатки. Прокатывают полосу до толщины 0,5 мм по принятой на стане технологии, т.е. со снижением скорости при прохождении шва . При .этом доля швов, прокатываемых без обрыва, увеличивается от 0,85 (подготовка полос по обычной технологии, включающей зачистку грата ) до 0,3I-О,92 для случая, когда полог сы подготавливают по предлагаемому способу. Использование предлагаемого способа в народном хозяйстве, в частности, при производстве полос из электротехнических сталей, позволяет сократить на число простоев стана, связанных с обрывом полосы, за счет повышения на проходимости сварных швов, уменьшить на число внеплановых перевалок.

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОЛОСЫ СО СВАРНЫМИ ШВАМИ К ПРОКАТКЕ.преимущественно холодной, включающий сварку концов отдельных полос и зачистку швов до трещины, не превышающей толщину основного металла, отличающийся тем, что, целью снижения вероятности обрыва прокатываемой полосы, перед прокаткой на кромки полосы в зоне сварного шва наносят мягкое металлическое покрытие, преимущественно из меди и сплавов на ее основе, причем длина участка с покрытием, измеряемая вдоль полосы, составляет 2-10 шис & рины сварного шва, а толщина покрытия 0,5 - 15,0 мкм. (Л с