Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СМОТКИ В РУЛОН ХОЛОДНОКАТАНОЙ ПОЛОСОВОЙ СТАЛИ

Предлагаемое изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении холоднокатаной полосовой стали.

Такую сталь обычно производят на непрерывных станах холодной прокатки путем последовательного обжатия полосы в валках с последующей смоткой ее в рулон на моталке барабанного типа. Технология холодной прокатки и некоторые особенности смотки полос в рулоны описаны, например, в книге С.П.Ефименко и В.П.Следнева «Вальцовщик листопрокатных станов», М.: Металлургия, 1980, с.230-241. Основные требования к смотанной в рулон холоднокатаной полосе: рулон должен сниматься с барабана моталки без выхода внутренних витков за плоскость торца рулона, а плотность его смотки должна обеспечивать отсутствие «распушивания» (т.е. увеличения радиального расстояния между отдельными витками) рулона при его транспортировке.

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. №3524, кл. В 65 Н, опубл. 31.01.72 г.). Недостатком способа является необходимость дополнительного оборудования со сложной электрической схемой его управления, а также неопределенность величин натяжений полосы при смотке, что может привести к вышеуказанным дефектам смотки рулона.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ смотки в рулон холоднокатаной стали, описанный в а.с. СССР №332883, кл. В 21 С, опубл. 02.10.72 г.

Этот способ включает создание заданного натяжения полосы и характеризуется тем, что намотку первых пяти витков на барабан моталки производят с натяжением, превышающим технологическое в 2-2,5 раза, с последующим постепенным снижением натяжения до технологического на 50-100 оборотах барабана моталки.

Недостатком такой технологии смотки является возможность появления таких дефектов проката, как излом и царапины (в особенности, на широких и тонких полосах толщиной до 2 мм), а также невозможность бездефектной прокатки на повышенных скоростях.

Действительно, как показала опытная проверка (см. ниже) известного и предлагаемого способов, слишком большое натяжение на небольшом количестве первых витков рулона, во-первых, приводит к появлению вышеназванных дефектов, количество которых возрастает с увеличением скорости прокатки (и намотки); во-вторых, после снятия рулона с барабана моталки приводит (на тонкой полосе) к выходу нескольких внутренних витков из плоскости торца рулона.

Все это вынуждает снижать скорость прокатки широкой и тонкой полосы, а также уменьшает выход годного из-за необходимости удаления части полосы с дефектами.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности станов холодной прокатки и увеличение выхода годного листового проката.

Для решения этой задачи в способе смотки в рулон холоднокатаной полосовой стали, включающем создание заданного натяжения полосы, изменяющегося в процессе смотки, при смотке стали толщиной h=0,6...2,0 мм с содержанием углерода до 0,25 вес.% максимальную величину удельного натяжения τ на первых 140...160 м длины сматываемой полосы принимают равным t+50 н/мм² с равномерным уменьшением натяжения на указанной длине до величины t в ее конце, где н/мм² для h₁=0,6...1,2 мм и t=40,1/h₂ ^0,25 н/мм² для h₂=1,3...2,0 мм, продолжая дальнейшую смотку при τ=const.

Приведенные математические зависимости получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими. Под удельным натяжением понимается натяжение полосы, приходящееся на единицу площади ее поперечного сечения.

Сущность заявляемого технического решения заключается в создании из внутренних витков формируемого рулона жесткого каркаса, на который наматываются последующие витки рулона. После снятия смотанного рулона с барабана моталки эти внутренние сжатые витки полосы стремятся увеличить свой диаметр, что приводит к уплотнению смотки всего рулона. У такого плотносмотанного рулона, во-первых, отсутствует поперечное смещение витков, что позволяет беспрепятственно устанавливать рулон, например, на барабан разматывателя дрессировочного стана, и во-вторых, не происходит взаимное продольное (по образующей рулона) проскальзывание отдельных его витков, что предотвращает появление дефектов металла типа излома и царапин (рисок).

Предлагаемый способ реализуется при холодной прокатке путем изменения скорости вращения барабана моталки, которая определяется по токовой нагрузке двигателя моталки. Смотку ведут сначала с повышенным натяжением, плавно снижая его до величины, при которой продолжается последующая смотка.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на двухклетевом реверсивном стане холодной прокатки ОАО «Магнитогорский меткомбинат».

С этой целью при прокатке полосовой стали толщиной 0,6...2,0 мм и шириной 1000...1650 мм с содержанием углерода до 0,25 вес.% испытывались различные варианты смотки с варьированием величин удельного натяжения. Наилучшие результаты (производительность стана до 80...100 т/ч и выход годного до 99,5%) получены при реализации предлагаемого технического решения. Отклонения фактических величин t от расчетных были в пределах -5,6 и +5,5%.

Наилучшие результаты получены при постоянном τ=30...40 н/мм² и на полосах шириной 1300...1650 мм. Ухудшение результатов наблюдалось также при уменьшении и увеличении оптимальной длины (140...160 м) переднего конца полосы, сматываемого с повышенным натяжением, а также при величинах t, меньших и больших рекомендуемых значений, и при одинаковых t для всех толщин. При этом уменьшение t ухудшало смотку, а увеличение травмировало поверхность металла.

Контрольная прокатка со смоткой полос по известному способу, взятому в качестве ближайшего аналога (см. выше), позволила добиться производительности стана не более 70-80 т/ч при выходе годного в пределах 97,6%.

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

Технико-экономические исследования, проведенные в Центральной лаборатории комбината, показали, что использование заявляемого способа смотки в рулон холоднокатаной полосовой стали указанных параметров позволяет увеличить производительность станов холодной прокатки не менее чем на 20%, а выход годного листового проката повысить ориентировочно на 1,9 абс.%.

Пример конкретного выполнения

Полосовая сталь с содержанием углерода [С]=0,18 вес.% толщиной 1 мм сматывается после холодной прокатки в рулон.

Величина удельного натяжения после намотки первых 150 м полосы принимается постоянной и равной н/мм², а на длине переднего конца полосы до 150 м-τ=t+50=87,7 н/мм².

Сталь той же марки, но толщиной 1,7 мм сматывается в рулон при t=40,1/h₂ ^0,25=40,1/1,7^0,25≅35,1 н/мм² и τ=t+50=35,1+50=85,1 н/мм².