Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ СТАЛЬНЫХ ПОЛОС

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке стальных полос толщиной 0,3-1,5 мм на реверсивных и непрерывных станах.

Известен способ прокатки стальных полос, включающий обжатие заготовки в рабочих валках, образующие бочек которых имеют профилировку в виде кривой линии в форме пораболы [1].

Известен также способ холодной прокатки стальных полос, включающий обжатие заготовки в валках, образующие бочек которых имеют профилировку в виде выпуклой или вогнутой кривой линии, при этом величина выпуклости профиля составляет 0,35-0,40 мм, а величина вогнутости профиля 0,25 мм [2].

Недостатки известных способов состоят в том, что вследствие утонения боковых кромок стальной полосы и образования на них трещин в процессе прокатки не исключаются порывы полос в линии прокатного стана.

Ближайшим аналогом к предлагаемому изобретению является способ холодной прокатки стальных полос, включающий обжатие заготовки в рабочих валках, образующие бочек которых имеют профилировку в виде выпуклой кривой линии - пораболы [3].

Недостатки указанного способа состоят в следующем. В процессе холодной прокатки стальной заготовки под действием усилия прокатки происходит изменение формы межвалкового зазора. В результате сплющивания и изгиба рабочих валков защемленные боковые кромки полос утоняются с образованием на них трещин и разрывов, что ведет к порывам стальных полос толщиной 0,3-1,5 мм в линии прокатного стана, а также необходимости увеличения ширины кромок, подлежащих обрезке. Помимо этого, участки рабочих валков в зоне кромок полосы подвержены повышенному износу, что увеличивает расход валков.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в исключении порывов стальных полос в линии стана. Побочными эффектами являются увеличение выхода годного и снижение расхода рабочих валков.

Для решения технической задачи в известном способе холодной прокатки стальных полос толщиной 0,3-1,5 мм, включающем обжатие заготовки в рабочих валках, образующие бочек которых имеют профилировку в виде выпуклой кривой линии, согласно изобретению прокатку ведут с относительным обжатием 7-30% в рабочих валках, на участках бочек которых, обращенных к кромкам полосы, выполнены конические скосы. В варианте реализации способа угол φ при основании конуса устанавливают равным 89,5-87,5 градусов.

Сущность изобретения состоит в следующем. Выполнение конических скосов на участках бочек рабочих валков, обращенных к кромкам полосы, обеспечивает уменьшение защемления кромок в результате сплющивания и прогиба рабочих валков. При прокатке стальных полос с относительным обжатием 7-30% форма зазора между рабочими валками, сплющенными и изогнутыми под действием усилия прокатки, приближается к прямоугольной. Благодаря этому исключаются утонение кромок, образование трещин и разрывов по кромкам и порывы полос в линии прокатного стана.

Экспериментально установлено, что при относительном обжатии менее 7% на боковых кромках стальных полос при реализации предложенного способа будут формироваться утолщения, что недопустимо. Помимо этого, уменьшение относительного обжатия требует увеличения числа проходов, снижает производительность процесса. Увеличение относительного обжатия более 30% приводит к повышению прочностных свойств стальной полосы, увеличению усилия прокатки, прогиба и сплющивания рабочих валков утонению и растрескиванию кромок, порывам полос.

В большинстве случаев холоднокатаная полоса должна иметь чечевицеобразную форму поперечного сечения, что обеспечивает ее устойчивость в линии агрегата при дальнейшей переработке. Но когда по требованию потребителей требуется прямоугольная форма ее поперечного сечения, угол φ при основании конуса следует устанавливать равным 89,5-87,5 градусов. Увеличение угла φ более 89,5 градуса ведет к утонению кромок полосы, а его уменьшение менее 87,5 градуса - к утолщению кромок. В обоих случаях искажается прямоугольность поперечного сечения холоднокатаных полос.

Варианты реализации способа

Пример 1. Для получения холоднокатаных полос с чечевицеобразной формой поперечного сечения верхний и нижний рабочие валки одноклетевого реверсивного стана кварто 1200 подвергают шлифованию, после чего профилируют бочку абразивным кругом по плавной выпуклой симметричной кривой линии с максимальным значением выпуклости в центре бочки δ=0,2 мм. На концевых участках бочек обоих рабочих валков в процессе профилирования выполняют конические скосы. Форму образующей бочки в процессе профилирования контролируют с помощью пассометра. Подготовленные рабочие валки заваливают в клеть.

Рулон полосы сечением 0,61×1000 мм из стали марки 08Ю устанавливают на разматывателе, пропускают в зазор между рабочими валками одноклетевого реверсивного стана, передний конец заправляют в моталку и производят прокатку полосы до толщины h=0,50 мм с относительным обжатием ε=18% и с приложением переднего и заднего натяжений.

Под действием усилия прокатки происходит изгиб и сплющивание рабочих валков, изначально выпуклая образующая в зоне контакта с полосой становится вогнутой, концы бочек верхнего и нижнего рабочих валков стремятся сомкнуться и защемить полосу. Однако благодаря тому, что на их концевых участках выполнены конические скосы, увеличения обжатия кромок полосы не происходит, кромки полосы не имеют трещин разрывов, что исключает порывы полос в линии стана. Прокатанная полоса имеет двояковыпуклую (чечевицеобразную) форму поперечного сечения.

Исключение растрескивания кромок повышает выход годного до значения Q=97,5%, режущее действие кромок на бочку валка при отсутствии трещин снижается, благодаря чему удельный расход валков сокращается до величины S=1,2 кг на тонну прокатанных полос.

В таблице представлены варианты осуществления способа по примеру 1.

Из данных, приведенных в таблице, следует, что при реализации предложенного способа (варианты №2-4) достигается исключение порывов стальных полос в линии стана при прокатке с относительным обжатием ε=7-30%. Помимо этого, увеличивается выход годного и снижается расход рабочих валков. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1 и №5), а также реализации известного способа [3] (вариант №6) не исключены порывы полос, что снижает выход годного и увеличивает расход рабочих валков.

Пример 2. Для получения холоднокатаных полос с прямоугольной формой поперечного сечения используют все те же режимы, что и в примере 1, только в процессе профилирования рабочих валков угол при основании конуса устанавливают равным φ=88,5 градусов. Благодаря этому при холодной прокатке стальных полос с относительным обжатием за проход ε=7-30% их поперечное сечение, несмотря на изгиб и сплющивание рабочих валков, приобретает прямоугольную форму поперечного сечения, отвечающую требованиям потребителя. Причем в зависимости от величины угла φ на практике были получены следующие результаты:

Технико-экономические преимущества предложенного способа заключаются в том, что холодная прокатка стальных полос в рабочих валках, на участках бочек которых, обращенных к кромкам полосы, выполнены конические скосы, при относительном обжатии за проход 7-30%, исключает утонение кромок, образование трещин и разрывов, и, как следствие, порывы полос в линии прокатного стана. Следствием этого является увеличение выхода годного и снижение расхода рабочих валков.

Дополнительное ограничение угла при основании конуса диапазоном φ=89,5-87,5 способствует получению прямоугольной формы поперечного сечения холоднокатаных полос, что является важным для ряда потребителей металлопродукции. В качестве базового объекта при определении технико-экономических преимуществ предложенного способа принят известный способ [3]. Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства холоднокатаных полос толщиной 0,3-1,5 мм в среднем на 15%.

Источники информации

1. Патент Российской Федерации №2361690, МПК B21B 27/02, 2009 г.

2. Патент Российской Федерации №2377086, МПК B21B 28/02, 2009 г.

3. Боровик Л.И., Добронравов А.И. Технология подготовки и эксплуатации валков тонколистовых станов. - М, Металлургия, 1984 г., с.8, 74.