Способ регулирования процесса намотки Советский патент 1982 года по МПК B21C47/00 

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА НАМОТКИ

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и в частности к области производства листа прокаткой.

Известен способ регулирования процесса намотки, при котором поддерживают постоянное натяжение полосы во всем процессе намотки tl.

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает равномерной плотности рулонов полос различной ширины. Вследствие этого непостоянны теплофизические свойства рулонов полос различной ширины. В результате рулоны холоднокатанных полос отжигаются при неодинаковых условиях (различна скорость их нагрева, охлаждения, различен температурный перепад по толщине намотки полосы в рулонах). Все это в итоге отрицательно отражается на структуре и механических свойствах листовой стали, на ее качестве.

Известен также способ регулирования процесса намотки в рулбн полос, при котором изменяют величину натяжения в зависимости от изменения исходного параметра 2. В качестве исходного параметра принимают радиус рулона и натяжение полосы изменяют

обратно пропорционально радиусу рулона. ;

Однако при намотке полос различной ширины такой исходный параметр неприемлем, так как не обеспечивает равномерной плотности рулона.

Целью изобретения является повьшение качества рулонов.

Указанная цель достигается тем,

10 что в способе регулирования процесса намотки в рулон полос, при котором 1 изменяют величину натяжения в зависимости от изменения исходного параметра, в качестве исходного параметра

15 используют ишрину наматываемой полосы, величину натяжения полосы изменяют обратно пропорционально ее ширине и определяют по зависимости

20

fl

в

величина натяжения при

где

ов намотке полосы шириной &

25 величина натяжения при

оВ намотке полосы шириной В) показатель степени

п (0, , 30). Сущность способа регулирования

30

намотки в рулон полос состопроцессаит в том, что в качестве задающего параметра для регулирования натяжения является ширина полосы, натяжение изменяют при переходе от намотки полосы одной ширины к намотке полосы другой ширины обратно пропорционально сшрине полосы и определяют по эависимости08 08. При намотке холоднока1;анных полос на барабан моталки по мере роста дав ления рулона на барабан происходит уменьшение радиуса барабана моталки за счет сползания сегментов, выбора зазоров, сжатия различных пружин, упругой деформации материала барабана. При этом скорость и величи на уменьшения радиуса барабана мотал ки зависит в первую очередь не от удельного давления, а от величины полного давления рулона на барабан. Полное же давление рулона на барабай определяется шириной наматываемой полосы. Тбким образом, уменьшение радиуса барабана моталки зависит от ширины сматываемой в рулон полосы. Для учета этого эффекта в математических моделях для расчета напряжени в рулонах отдельные авторы пытаются податливость барабана выразить через коэффициент его толстостенности, нели нейно зависящей от давления на барабан. В свою очередь давление рулона на барабан моталки и межвитковое давление в рулоне после его снятия с мотал ки зависят от названного умень,тения радиуса барабана. Причем давление рулона на барабан моталки будет тем .больше, чем меньше ,податливость барабана. Величина межвиткового давления в рулоне после снятия с барабана будет наоборот,тем больше, чем больше уменьшение радиуса барабана в процессе намотки рулона. Причина такого явления состоит в том, что, если в процессе намотки рулона имеет место значительная радиальная деформация барабана то еще при нахождении рулона на барабане внутренние витки получают значительную радиальную деформацию. В результате этого возможность свободного радиального перемещения внутренних витков после снятия с барабана будет в значительной мере исчерпана. Давление же наружных витков нд внутренние остается неизменным, поскольку независимо от радиальной деформации барабана и внутренних витков рулона в верхнем витке в любое время намотки окружное напряжение будет равно натяжению сматываемой полосы. В итоге при неизменном режиме натяжения сматываемой полосы уровень межвиткового давления в рулоне после снятия его с моталки будет тем больше, чем большую деформацию получил барабан в процессе намотки. А так как величина деформации барабана пропорциональна ширине полосы, то межвитковое давление в рулоне будет тем больше, чем больше ширина полосы. Для того, чтобы уровень межвиткового давления в рулонах полос различной ширины был одинаковыгл, необходимо при переходе от смотки относительно узких полос к более широким величину натяжения изменять (устанавливать) обратно пропорционально ширине полосы в соответствии со следую-. щей зависимостью 6, Причем значения показателя степени п выбираются из следующих соображений. Минимальная величина удельного натяжения, применяемая при намотке полос на станах холодной прокатки,составЛяет примерно (зо 3,0-3,5 кгс/мк. При этом после прокатки сматываются полосы наклепанной стали, предел текучести которой, как правило, не менее 6f 50-60 кгс/мм. Следовательно, минимальное значение отношения Т- равняется примерно 0,05. Максимальная относительная величина натяжения не должна превышать 0,8. Получается, что диапазон возможных изменений величины натяжения равен Й0 (0 , ,В ) 6г Отсюда видно, что отношение максимально допустимой величины натяжения Ornex глинимально допустимой бд . 0,05ef составляет 16. Таким образом, при В 8 максимальное значение отношения натяжений 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 принимаем за минигчальное значение отношения В итоге имеем (,05-16,0, 00В сортаменте листовых непрерывных станов предусмотрена прокатка полос, различаюь-дихся по ширине как правило не более, чем в 2,0-2,5 раза. Следовательно, максимальную величину отношения В / B целесообразно принять равной 2,5. Заметное различие в величине межвиткового давления в рулонах проявляется при разнице в ширине -смотанных полос не менее 10%. Эффект разницы в ширине полос менее 10% складывается из-за влияния многочисленных случайных факторов (,разнотол1иинности, неравномерности отделки поверхности, температуры полос и др..). В итоге имеем В (1,1-2,5 Bi. Зная предельные значения отношений e(je / йрв и легко определить интервал возможных значений показатебов b,,g. , Так при ля степени п j иВ 1,1В- J получаем 16 U Откуда п«30. При бод 1,056 1 /1 ,5Bi получаем - j l-ns0,05 Таким образом, показатель степени п может изменяться в следующих пределах О,О 5 п 30. Предлагаемый способ может быть легко реализован на непре рывных и реверсивных листовых и жес- тепрокатных станах холодной прокатки того, он гюжет быть эффективно применен на станах бесконечной про-; катки полос типа 2000 Новолипецкого метзавода. Для реализации способа мо жет быть использовано устройство, .включающее задатчик ширины прокатыва емых и сматываемлх в рулоны полос. Сигнал от задатчика ширины должен поступать в систему выбора установок натяжения полосы при н амотке ее в ру лон, где будет предусмотрено при переходе от прокатки полос одной ширины к другой установление величины натяжения намотки обратно пропорционально ширине полосы. Величину натяжения в зависимости от ширины полосы можно устанавливать по жесткой, пред варительно определенной программе. П р. и м е р. Способ опробовали на пятиклетевом стане холодной прокатки 1700 Карагандинского меткомбината. Прокатывали и сматывали в рулоны полосы из стали 08 кп толщиной 1,0 мм, шириной 1015 и 1210 мм. При намотке, на барабан полос по известному, принятому в листопрокатном цехе № 2 Карметкомбината способу, предусматриваю щему постоянную величину удельного на тяжения в процессе намотки, применял ,0 кгс/мм независимо от ширины. сматываемых полос. При намотке полос по предлагаемому способу величину на тяжения устанавливали равной 5,0 кгс/мм при ширине полос 1015 мм и равной 4,0 кгс/мм при ширине поЛ.ОС 1210 мм, т.е. при переходе от смотки полос шириной 1015 М1 к смотке полос шириной 1210 мм величину натяжения устанавливали обратно пропорциональной ширине полосы и опреде ляли ее, исходя из зависимости 6ов бов,(д) при ПО-1,2. в рассматрив-ае мом примере конкретной реализации Bi 1015 мм; В 1210 мм, oBi 5,0 кгс/мм2. б(,в 4,0 кгс/мм . Отжи рулонов холоднокатанных полос одной и другой ширины проводили в одинаковых условиях в колпаковых печах по режимам, предусматриваемым технологической инструкцией для стали категории вытяжки ВГ по ГОСТ 9045-70. Плотность намотки рулонов оценивали ,по величине межвиткового давления, имеющего место после снятия рулонов с барабана моталки. Результаты проведенного опробования способа намотки холоднокатанных полос показали его преимущества перед известными способами. Согласно расчетам при намотке рулонов по известному способу после снятия их с моталки величина максимального межвиткового давления в рулонах полос шириной 1210 мм получалась примерно на 15% больше, чем в рулонах полос шириной 1015 мм. Это свидетельствует о различной плотности и теплофизических свойствах рулонов полос различной ширины. При намотке по пpeдлaгae юмy способу уровень межвиткового давления был примерно одинаковым для рулонов полос с различной шириной. Испытания механических свойств листовой стали одной и другой ширины, полученной при использовании в процессе прокатки способа намотки, показали, что металл этой опытной партии по штампуемости полностью соответствовал требованиям категории ВГ по ГОСТ 9045-70. При массовом производ стве такого металла с применением известного способа намотки вы.-.од годного металла категории ВГ составляет примерно 85%. Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа по сравнению с базовым объектом состоит в следую14ем. Применение предлагаемого способа обеспечивает повышение равномерности плотности намотки рулонов полос различной ширины за счет создания одинакового уровня иежвиткового давления в рулонах после снятия с барабана моталки. Это обусловливает повышение равномерности, стабильности теплофизических свойств рулонов полос различной ширины, потому что контактнс теплопроводность смежных витков полосы в рулоне зависит от величины контактного (межвиткового) давления. В результате улучшаются условия отжига рулонов холоднокатанных полос . различной ширины. В частности ста- . билизируется скорость нагрева и охлаждения рулонов, уменьшается различие в температурных полях при нагреве рулонов полос разной ширины. Все это благотворно сказывается на структуре и механических свойствах отожженной листовой стали, повышает ее качество. Формула изобретения Способ регулирования процесса намотки в рулон полос, при котором из меняют величину натяжения в зависимости от изменения исходного параметра, -отличающийся тем, что, с целью повышения качества рулонов, смотанных из полос разной ширины, а качестве исходного параьлетра используют ширину наматываемой полосы величину натяжения полосы изменяют обратно пропорционально ее ширине и определяют по зависимости

А-.,

- величина натяжения при

ов намотке полосы шири-i ной В ;

OB

величина натяжения при намотке полосы шириной В,; п - показатель степени;

0,05 . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. В 21 С 47/00, 10.01.77 (прототип) ,