Способ намотки полосы на барабанМОТАлКи Советский патент 1981 года по МПК B21C47/00 

(54) СПОСОБ НАМОТКИ ПОЛОСЫ НА БАРАБАН МОТАЛКИ

I

Способ намотки полосы на барабан мо талки относится к обработке металлов давлением и, в частности, может быть использован при намотке тонких холоднокатанных полос на барабан моталки моталок непрерывных и реверсивных станов.

Известен способ намотки полосы на барабан моталки, при котором намотку полосы начинают с пониженным натяжением, а затем увеличивают до необходимой величины 1.

Недостатком указанного способа является то, что при большом количестве витков полосы в рулоне и малойГ толщине полосы наступает потеря устойчивости внутренних витков после снятия рулона с моталки.

Известен также способ намотки полосы на барабан моталки путем изменения натяжения полосы по определенному закону в процессе намотки. Этот способ состоит в том, что намотку первых пяти витков производят с повышенным натяжением, например /для углеродистых сталей в 2-2,5 ; раза больше технологического, с последующим снижением натяжения до технологического на 50-100 оборотах моталки 2.

Недостатком указанного способа является то, что при большом количестве витков полосы в рулоне и мдлой толщине полосы наступает потеря устойчивости внутренних винтов после снятия рулона с моталки.

Цель изобретения - повышение качества полосы.

Указанная цель достигается тем, что величину натяжения изменяют в течение намотки в зависимости от изменения величины шерохойатости поверхности полосы и устанавливают по зависимости

«о, «,-(|/,

где б... - величина натяжения при намотке полосы с шероховатостью поверхности R; СЭэд - величина натяжения при намотке полосы с шероховато20стью поверхности R

К -показатель степени,0,.

При намотке полосы на барабан с постоянным- натяжением намотанный виток

получает удлинение пропорциональное длине витка.

После снятия с намоточного барабана имеет место радиальное сжатие рулона. Так как относительная деформация вследствие постоянного натяжения при наматывании всех витков одинаковая, абсолютная величина упругой деформации отдельного витка пропорциональна его радиусу. Наружные витки рулона, радиус которых больше и которые получили большее удлинение, с- ремятся переместиться в радиальном направлении на большую величину, чем внутренние. Упругая деформация внутренних витков при разгрузке меньше и они сжимаются наружными слоями. В результате на поверхности прилегания соседних витков возникает контактное давление. Сжатие внутренних витков уравновешивает давление растянутых витков.

При этом следует иметь в виду, что упру гие свойства рулона отличаются от свойств сплошного тела из такого же металла. Причина состоит в том, что между витками полосы в рулоне имеют место зазоры, обусловленные шероховатостью контактируюшихповерхностей и погрешностями формы полосы (неплоскостностью, разнотолшинностыо). Деформация же шероховатого слоя витков нелинейно зависит от контактного давления. Под воздействием давления происходит сближейие витков (слоев) за счет деформации микронеровностей поверхностей, зазоры уменьшаются. Вследствие этого сближения, межвитковое давление в рулоне будет меньшим, чем в случае идеального контакта витков полосы с гладкой поверхностью.

Таким образом, величина шероховато.сти поверхности полосы в рулоне посредством изменения величины сближения под деиствием контактного давления сушественно влияет на напряженно-деформированное состояние рулонов, определяет возможность сваривания витков при отжиге рулона и возможность потери устойчивости витков.

При холодной прокатке полос на листовых и жестепрокатных станах валки последней клети подвергают дробеметной (дробеструйной) насечке для придания им высокой шероховатости. При прокатке шероховатость поверхности валков переносится на поверхность прокатываемых и сматываемых в рулон полос. В процессе эксплуатации валков шероховатость их поверхности изменяется (чаще всего уменьшается).

Величину же натяжения намотки полосы в рулоны выбирают из условия отсутствия сваривания и потери устойчивости полосы с минимальной величиной шероховатости. И эту величину натяжения принимают одинаковой при намотке полос с любой шероховатостью поверхности, т. е. независимо от отделки поверхности все полосы смать1вают в рулон с постоянным, одинаковой

величины натяжением. Однако величину натяжения при прокатке полос с шероховатостью большей названной минимальной величины шероховатости, можно увеличивать, не повышая межвиткового давления в рулоне, не увеличивая опасность потери устойчивости витков или сваривания металла при отжиге.

Таким образом, предлагается при намотке шероховатых полос в рулоны величину натяжения изменять прямо пропорционально величине шероховатости полосы в соответствии со следующей зависимостью ов бов, Причем, значения показателя степени п выбираются из следующих соображений.

Минимальная величина натяжения, применяемая при намотке полос на станах холодной прокатки составляет примерной 3,03,5 кгс/мм. При этом после прокатки сматываются полосы Наклепанной стали, предел текучести которой, как правило, не менее 7 50-60 кгс/мм. Следовательно, минимальное значение отношенижа,,05. Максимальная относительная величина натяжения не должна превышать 0,8. Получается, что диапазон возможных изменений величины натяжения равеибо(0,05-0,8)3р Отсюда видно, что отношение максимально допустимой величины натяжениябп1а, к минимально допустимой . 0,05 5i-cocтавляет. 16.

Таким образом, при Ri R максимальное значение отношения натяжений равно 16. Поскольку уменьшение величины этого отношения до уровня менее 1,05 (т. е. до величины отклонения 5%) нецелесообразно из-за небольшой величины достигаемого эффекта, то 1,05 принимает за минимальное значение отношенияб (. В итоге имеем

ея, (105-«6,0)бо8

Шероховатость поверхности прокатываемых на станах холодной прокатки и сматываемых в рулоны полос может изменяться максимально от 0,3-0,5 0.4-5,OR«i RQ .- параметр шероховатости по ГОСТ 2789-73. Следовательно, максимальная величина отношения равняется примерно 10. Символами RI и R обозначены в общем случае любые параметры шероховатости. Здесь параметром служит стандартный параметр R Заметное разливтге в свойствах микрорельефа пов хности проявляется при разнице в аеличийе-лц§роховатости не менее 20/о. Это связано с тем, что шероховатость поверхности листового металла отличается существенной неравномерностью в плоско-. сти листа. В итоге Ri (1,2-10,0)R. Зная предельные значения отношения ( /6oR и Rt/R, легко определить интервал вЬзможных изменений показателя степени п. Так,

прибо д . 166oR и R 1,2 получаем () Откуда п 15. Прибо5 1,05 и RI IOR получаем , (} п 0,02.

Таким образом, показатель степени может изменяться в следующих пределах 0,02 п $15.

Предлагаемый способ намотки полосы на барабан моталки может быть легко реализован на непрерывных и реверсивных листовых и жестепрокатных станах холодной прокатки. Кроме того, он может быть эффективно применен на станах бесконечной прокатки полос.

Для реализации способа может быть использовано устройство, включающее датчик величины шероховатости полосы, выходящей из последней клети прокатного стана. Сигналы от датчика величины шероховатости должны поступать в систему управления режимом натяжения наматываемой полосы, которая будет изменяТь величину натяжения пропорционально изменению величины шероховатости.

Возможен и другой более простой путь реализации предлагаемого способа. Суть его состоит в том, что на каждЬм стане легко установить характер изменения шероховатости полосы по мере выработки насечки валков, т. е. в зависимости от количества прокатанного металла. В соответствии с этой зависимостью должна изменяться и величина натяжения наматываемой полосы, т. е. величину натяжения можно изменять по жесткой, предварительно определенной программе.

Способ опробован на четырехклетевом стане холодной прокатки 1680 завода «Запорожсталь. Прокатывали и сматывали в рулоны полосы толщиной 1,0 мм щириной 1000. Шероховатость поверхности полос колебалась от 1.0 до 2,0 мкм RO.. При намотке на барабан полос по известному способу, предусматривающему постоянную величину натяжения в процессе намотки, применяли (5о 5,0кгс/мм. После прокатки и намотки полос плоскостность их соответствовала виду «Высокая, по ГОСТ 19904-74. Из-за больщого усилия на валки обжатие в последней клети стана не могли увеличить более 150/0..

При намотке полос по предлагаемому способу величину натяжения устанавливали равной 7,0 кгс/мм при шероховатости поверхности полос 2,0 MKMRo. и равной 5,0 кгс/мм при шероховатости 1,ОмкмКо, При изменении шероховатости от 2,0 до 1,0 MKMRaвеличину натяжения изменяли от 7,0 до 5,0 кгс/мм прямо пропорционально изменению величины шероховатости в соответствии с зaвиcимocтью()l,{R/R) при n«t 0,5. Получили, что плоскосность полос соответствовала виду «Особо высокая, по ГОСТ 19904-74. Кроме того, уменьшилась разнотолщинность полос, поскольку снизилось давление металла на валки в последней клети стана. Появилась возможность этой клети стана увеличить обжатие до 20%. Увеличение натяжения полосы между послед ней клетью стана и моталкой положительно сказывалось на устойчивости процесса прокатки.

При отжиге рулонов, намотанных по известному и предлагаемому способам, увеличения сваривания витков полосы в рулонах, по предлагаемому способу не наблюдали.

Таким образом, намотка полой по предлагаемому способу имеет ряд неспоримых преимуществ перед намоткой по известному способу.

Экономические расчеты показывают, что внедрение предлагаемого изобретения только в цехе холодной прокатки листа одного завода даст эффект не менее 50 тыс. р. в год. При внедрении предлагаемого способа улучшится качество листовой продукции за счет повышения ее плоскостности и уменьшения разнотолщинности,применение этого способа увеличит выпуск продукции высшей категории качества и, следовательно, уменьшит затраты (себестоимость.) ориентировочно на 0,05/о. Себестоимость одной тонны холоднокатаного листа на металлургических заводах страны в среднем составляет примерно 100 р. При объеме производства холоднокатаного листа в цехе 1000000 т экономия составит 50000 р.

Кроме того, благодаря уменьшению давления на валки появится возможность улучшить условия прокатки. А именно, при более высоком натяжении полосы между последней клетью стана и моталкой повышается устойчивость процесса прокатки, уменьшается количество порывов полосы.. Сокращение числа порывов полосы увеличит производительность стана за счет уменьшения простоев для ликвидации порывов и уменьшения времени, затрачиваемого .на перевалки валков. Как следствие этого уменьшится также расход валков на единицу прокатной продукции.

Формула изобретения

Способ намотки полосы на барабан моталки, путем изменения натяжения полосы по определенному закону в процессе намотки, отличаю1цийся тем, что, с целью повышения кач ества полосы, величину натяжения изменяют в течение намотки в зависимости от изменения величины шероховатости поверхности полосы и устанавливают по зависимости

, ( к. - величина натяжения при намотке полосы с шероховатотостью поверхности R; 00g -величина натяжения при на мотке полосы с шероховатостью поверхности R , п показатель степени,0,02 . Источник информации. принятые вовннмаиие при экспертизе5 I. Беняковский М. А. и др. Сталь, 1973, № 12, с. 1105-1107. 2 Авторское свидетельство СССР № 332883, кл. В 21 С 47/00, 10.10.69 (прототип).