Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СМОТКИ В РУЛОН ТРАВЛЕНОЙ СТАЛЬНОЙ ПОЛОСЫ

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве горячекатаной травленой рулонной полосы.

Такая полоса чаще всего используется в качестве заготовки для последующей холодной прокатки и получается после травления в растворах серной или соляной кислот. Смотка травленой полосы в рулон - заключительная операция производства горячекатаной стали независимо от последующего ее передела. Технология травления горячекатаных полос достаточно подробно описывается, например, в книге В.Б.Бахтинова "Прокатное производство". - М.: Металлургия, 1987, с.337-339.

Для формирования рулона травленой полосы на непрерывных травильных агрегатах (НТА) используют свертывающие машины или барабанные моталки. Последние обеспечивают постоянство внутреннего диаметра рулона (это особенно важно при использовании рулонов на последующих переделах, например, на станах холодной прокатки) и достаточно плотную смотку, что уменьшает взаимное проскальзывание отдельных витков в рулоне, предупреждая тем самым травмирование поверхности полосовой стали.

Известен способ сматывания в рулон металлической полосы, при котором радиус кривизны сматываемой полосы изменяется в процессе смотки с помощью специальных формирующих роликов, что повышает качество смотки (см. япон. пат. N 3524, кл. В65Н, опубл. 31.01.72 г.). Недостатком способа является необходимость дополнительного оборудования со сложной электрической схемой его управления, а также неопределенность величины натяжений при смотке полос разных размеров, что может привести к неплотной смотке рулона с отрицательными последствиями.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ смотки в рулон полосовой стали, описанный в а.с. СССР N 332883 кл. В21С, опубл. 02.10.72 г.

Этот способ смотки с увеличением диаметра рулона и с приложением натяжения к полосе характеризуется тем, что намотку первых пяти витков на барабан моталки производят с натяжением, превышающим технологическое в 2...2,5 раза, с последующим постепенным снижением величины натяжения до технологического на 50...100 оборотах барабана моталки.

Недостатком такой технологии смотки также является неопределенность величины натяжения в зависимости от размеров полосы, что вызывает вышеуказанные последствия.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности станов холодной прокатки и улучшение потребительских свойств холоднокатаной листовой стали за счет повышения качества горячекатаной рулонной заготовки.

Для решения этой задачи в способе смотки в рулон травленой стальной полосы, преимущественно шириной более одного метра, с увеличением диаметра рулона и с приложением к полосе натяжения заданной величины, при смотке стали с временным сопротивлением σ_в≤400 Н/мм² величину натяжения принимают пропорциональной площади поперечного сечения полосы и равной:

где h - толщина полосы, мм, В - ее ширина, м, а для полос σ_в>400 Н/мм² натяжение принимают равным Т¹=(1,02...1,05)Т.

Приведенная математическая зависимость получена при обработке опытных данных и является эмпирической.

Сущность заявляемого технического решения заключается в дифференциации величины натяжения сматываемой полосы в зависимости от ее толщины и ширины, а также в зависимости от величины временного сопротивления полосовой стали, причем эта величина возрастает с ростом указанных параметров полос. Изменение величины натяжения осуществляется приводом моталки и контролируется по величине токовой нагрузки двигателя этого привода.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на НТА листопрокатного цеха N 5 ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат", поставляющем рулонный подкат для стана 2500 холодной прокатки этого же цеха.

С этой целью при смотке горячекатаных травленых полос толщиной h=2...6 мм и шириной В=1,0...2,05 м с σ_в≤450 Н/мм² варьировали величину натяжения от 50 до 150 кН. Результаты опытов оценивали по часовой производительности стана 2500 и по выходу годного холоднокатаного листа. Наибольшая производительность с выходом годного до 99,8% достигнута при использовании предлагаемой технологии смотки, когда величины натяжений соответствовали значениям Т, определенным по вышеприведенной зависимости. Отклонения от оптимальных величин Т в любую сторону ухудшали показатели работы стана 2500.

Например, уменьшение величины натяжения до (0,75...0,98)Т приводило к появлению на подкате для холодной прокатки рисок и царапин, которые наблюдались и на холоднокатаных листах. В отдельных случаях, при малых натяжениях в процессе смотки, получаемые рулоны имели телескопичность (т.е. выход витков полосы из торцевой плоскости рулона) сверх допускаемых величин.

Увеличение натяжения до (1,02...1,25)Т вызывало (особенно для h>4 мм) появление на металле поперечных линий сдвига ("линий Людерса") на внутренних витках рулонов, что является следствием больших продольных усилий в сочетании с изгибом полос при формировании рулона.

При смотке полос с σ_в>400 Н/мм² с натяжением Т¹=Т выход годного снизился до 97,6% из-за уменьшения плотности смотки. Контрольная смотка с использованием известной технологии, взятой в качестве ближайшего аналога, дала выход годного не более 98,0%, а производительность стана 2500 при прокатке такой рулонной заготовки снизилась, в среднем, на 7%.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.

По данным Центральной лаборатории контроля ОАО "ММК" использование предлагаемого изобретения при производстве листового проката позволит повысить производительность станов холодной прокатки не менее чем на 10% с увеличением выхода годного проката ориентировочно 99,7%.

Примеры конкретного выполнения

1. Горячекатаная травленая полоса с h=3,0 мм и В=1,45 м из стали с σ_в=350 Н/мм² сматывается в рулон на НТА.

Необходимая величина натяжения при смотке:

2. Полоса тех же размеров, но σ_в=420 Н/мм² сматывается с натяжением:

Т¹=1,035×Т=1,035×90=93 кН.