Способ продольной прокатки Советский патент 1980 года по МПК B21B37/16 B21B1/02 

(54) СПОСОБ ПРОДОЛЬНОЙ ПРОКАТКИ

1

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при прокатке черных и цветных металлов.

Известен способ продольной прокатки, включающий пропускание регулируемого электрического тока между вадками через заготовку в очаге деформации. В зависимости от величины пропускаемого тока изменяется температура нагрева металла з очаге деформации, в результате чего повышается его пластичность и соответственно разгружается главный электропривод стана, стабилизируются условия прокатки и размер проката 1.

Недостатком такого способа являются ограниченные возможности снижения нагрузки на электропривод стана за счет повышения пластичности металла, так как при высоких значениях плотности пропускаемого тока может происходить оплавление валков.

Описываемый способ отличается тем, что одновременно с пропусканием регулируемого электрического тока между валками через очаг деформации заготовки на нее в очаге деформации воздействуют регулируемым магнитным потоком, вектор которого направлен вдоль образующих бочки валка, прячем для стабилизации размера проката плотность электрического тока регулируют в пределах до 80 А на 1 мм площади контакта заготовки с валком, одновременно изменяя магнитный поток от 10 до 10-5.

Эт1им достигается существенная разгрузка электропривода стана вплоть до полной за счет действия на заготовку в очаге деформации вталкивающих сил в результате взаимодействия электрического тоха и

iO электромагнитного поля, а также обеспечиваются возможности стабилизации размера проката.

На фиг. 1 представлены прокатные валки, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид

15 сбоку.

Между прокатными валками / находится деформируемая заготовка. От источника тока, например сварочного трансформатора, ч-ерез графитовые щетки 2 и валки / в очаг

20 деформации подается ток заданной плотности. Магнитопровод 3 достаточно близко расположен у боковой поверхности заготовки, деформируемой в очаге. Обмотки 4 создают магнитный поток, проходящий вдоль 25 образующей бочки валка через очаг деформации обрабатываемой заготовки.

Взаимно перпендикулярное направление электрического тока и магнитного потока приводит к возникновению электромагнит30ных сил в очаге деформации. Происход 1т

бесконтактное силовое воздействие на объем металла, находящийся в очаге деформации.

В простейшем случае - это сила, действующая на ироводник с током, помещенный в магнитное поле. Направление силы определяется правилом левой руки. Объем металла, находящегося в очаге деформации, можно мысленно разделить на элементарные проводники, через которые проходит электрический ток. На каждом из них при взаимодействии электрического тока с магнитным полем действует электромагнитная сила. Происходит выталкивание электромагнитной силой объема металла из очага деформации.

Максимальное значение плотности тока ограничено величиной 80 А/мм, выше которой наблюдается оплавление валков. Максимальное значение магнитного потока определяется величиной Вб, что можно получить на магнитопроводе с обмоткой возбуждения, имеющей ток 4 А и числом витков 1500. Увеличение зазора между магнптоороводом и боковой поверхностью заготов:ки приводит к значительным потокам рассеяния, но и в этом случае моменты пропитки могут быть достаточны для обеспечения процесса деформации.

При достаточной величине электромагнитных сил и сведения к минимально возможным значениям трения (полировка и смазка валков) деформацию можно осуществлять только электромагнитными силами, втягивающими металл в очаг деформации.

Поскольку металл втягивается в очаг электромагнитными силами, а не силами трения, величина обжатия может быть увеличена.

Увеличение электрического тока и магнитного поля в отдельности приводит к сопутствующим явлениям повышения пластичности металлов, находящихся в напряженном состоянии выше предела текучести. Это связано с тем, что в области пластической дефо1рмации под воздействием внешней нагрузки дислокации обладающие электрическим зарядом и взаимодействующие между собой вынуждены перемещаться по кристаллической рещетке. Прикладываемое виешнее магнитное поле и ток способствуют облегчению пластической деформации.

При изменении условий прокатки (температуры металла, размера подката) размер подката стабилизируют изменением Плотности электрического тока, причем для сохранения при этом скорости прокатки неизменной одновременно изменяют в соответствующей степени величину магнитного потока.

Электрический ток и магнитное поле могут быть постоянными, переменными и пульсирующими. При этом нужно, чтобы результирующая сила не меняла своего направления, а поэтому при изменении знака тока нужно изменять знак магнитного потока. Пульсирующее силовое воздействие

с учетом инерции объема металла в очаге деформации и большой частоте позволяет также получить «постоянное силовое воздействие на металл. Прокатываемый материал может быть диамагнитным, пара(магнитным или ферромагнитным, важно только, чтобы он был токопроводящим. Способ пригоден для прокатки материалов в горячем и в холодном состоянии.

Для захвата металла валками в начальныи период может применяться дополнительное задающее устройство. Наличие оперативных управляющих цепей (ток, магнитный поток) создают предпосылки для использования соверщенных систем стабилизации размеров проката и сужения поля допусков. Если деформация осуществляется только электромагнитными силами, в этом случае отпадает необходимость в применении громоздких систем привода, включающих двигатели, шестеренные клети, шпиндели, что позволяет увеличить КПД процесса пластической деформации металла иа 3-6%.

Формула изобретения

1.Способ продольной прокатки в валках, включающий пропускание регулируемого электрического тока между валками

через заготовку в очаге деформации, отличающийся тем, что, с целью разгрузки в пределе до полной главного электропривода стана за счет приложения к заготовке усилия в направлении прокатки, иа заготовку в очаге деформации воздействуют регулируемым магнитным потоком, вектор которого направлен вдоль образующих бочки валка.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью стабилизации размера

проката, плотность электрического тока регулируют в пределах до 80 А на 1 мм площади контакта заготовки с валком, одновременно изменяя магнитный поток в пределах от 10 до Вд.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР jsfo 27147,5, кл. В 21 В 37/08, 1969.