RU2365440C1 - Method for cold rolling of strips - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes, metal working.

SUBSTANCE: method includes deformation of billet by two cylindrical rollers with action at roller axes to one side. Elimination of wedging in strip cross section is provided by the fact that forces are applied via cushions of working rollers to journals by means of hydraulic cylinders of hydraulic bending system in horizontal plane, as a result, axes of working rollers are deformed and take the shape of the second order lines, besides, convexities of axes are oriented (directed) to the side of strip entry into working rollers (with convexity towards rolling direction), moreover, ends of working rollers installed on the side of thicker edge of strip are displaced to the side of strip exit from working rollers, and ends of working rollers arranged on the side of thinner edge of strip are located perpendicular to direction of strip rolling. Afterwards, rolled strip is fed into working rollers and is deformed, as a result, in process of rolling end profile of rolled strip cross section takes the shape of rectangle.

EFFECT: improved quality of strips by elimination of cross section shape defect.

1 dwg

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении холоднокатаных полос и лент.The invention relates to rolling production and can be used in the manufacture of cold-rolled strips and tapes.

Известен способ производства листового проката, включающий последовательную деформацию полосы из прямоугольного в поперечном сечении профиля в волнообразный и снова в прямоугольный, причем полосе придают неравномерный волнообразный профиль в неравномерном волнообразном калибре, полушаг которого от середины бочки валка к периферии изменяют по соотношениюA known method for the production of sheet metal, including sequential deformation of a strip from a rectangular cross-sectional profile into a wave-like and again into a rectangular one, the strip giving an uneven wave-like profile in an uneven wave-like caliber, the half-step of which from the middle of the roll barrel to the periphery is changed by the ratio

t_n=t₀kⁿ,t _n = t ₀ k ⁿ ,

где t₀ - начальный полушаг;where t ₀ is the initial half-step;

k- коэффициент, характеризующий интенсивность полушага, k>1;k is the coefficient characterizing the intensity of the half-step, k> 1;

n - порядковый номер полушага волны, считая от середины бочки валка к периферии (см. а.с. 719716 СССР, МКИ В21В 1/38).n is the serial number of the wave's half-step, counting from the middle of the roll barrel to the periphery (see AS 719716 USSR, MKI B21B 1/38).

В известном способе металл, наряду со смещением в продольном направлении, получает возможность перемещения в поперечном направлении. Однако такая возможность существенно ограничивается преобладанием продольного течения (плоской деформации) в объеме деформируемого металла. Поэтому неравномерность деформации по ширине неизбежно приводит к появлению значительной неплоскостности, а в случае использования подката с клиновидным поперечным профилем последняя будет сочетаться с серповидностью.In the known method, the metal, along with the displacement in the longitudinal direction, is able to move in the transverse direction. However, this possibility is significantly limited by the predominance of longitudinal flow (plane strain) in the volume of the deformed metal. Therefore, uneven deformation in width inevitably leads to the appearance of significant non-flatness, and in the case of using a tackle with a wedge-shaped transverse profile, the latter will be combined with crescent.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ прокатки полос, включающий деформацию заготовки между двумя цилиндрическими валками с регулированием формы полосы поворотом осей валков в плоскостях, параллельных плоскостям прокатки и с приложением к полосе переднего натяжения, при этом поворот осей валков осуществляют в одну сторону и на один угол, равныйThe closest in technical essence to the claimed object is a method of rolling strips, including the deformation of the workpiece between two cylindrical rolls with the regulation of the shape of the strip by turning the axis of the rolls in planes parallel to the rolling planes and applying to the strip the front tension, while the rotation of the axes of the rolls is carried out in one direction and one angle equal

,

,

где φ - угол поворота осей валков от положения, перпендикулярного оси прокатки, град;where φ is the angle of rotation of the axis of the rolls from a position perpendicular to the axis of rolling, deg;

β - величина угла исходной клиновидности полосы, рад;β is the value of the angle of the initial wedge-shaped strip, rad;

α - угол захвата полосы в средней по ширине части;α is the angle of capture of the strip in the middle part of the width;

причем ближайший к более толстой кромке полосы конец валков смещают в сторону выхода полосы из валков, а удельное натяжение к полосе прикладывают величиной, равной 0,68-0,85 предела текучести прокатываемого материала.moreover, the end of the rolls closest to the thicker edge of the strip is shifted towards the exit of the strip from the rolls, and the specific tension is applied to the strip with a value equal to 0.68-0.85 of the yield strength of the rolled material.

Недостатком известного способа является неравномерность деформации по ширине полосы, что неизбежно приводит к снижению качества полосы - появлению неплоскостности и серповидности, особенно при использования подката с клиновидным поперечным профилем.The disadvantage of this method is the uneven deformation along the width of the strip, which inevitably leads to a decrease in the quality of the strip — the appearance of non-flatness and sickle shape, especially when using a tackle with a wedge-shaped transverse profile.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества полосы путем устранения дефекта формы поперечного сечения полосы - клиновидность.The aim of the invention is to improve the quality of the strip by eliminating the defect in the shape of the cross section of the strip - wedge shape.

Указанная цель достигается тем, что в способе холодной прокатки полос, включающем деформацию заготовки между двумя цилиндрическими валками с регулированием формы полосы воздействием на оси валков в одну сторону, в плоскостях, параллельных плоскости прокатки, согласно изобретению воздействие на оси валков осуществляют путем деформирования валков и получения осей валков в виде линий второго порядка, расположенных в плоскостях, параллельных плоскости прокатки и ориентированных выпуклостью в сторону входа полосы в валки, при этом концы валков, расположенные со стороны более толстой кромки полосы, перемещают в сторону выхода полосы из валков, а концы валков, расположенные со стороны более тонкой кромки полосы, располагают перпендикулярно направлению прокатки.This goal is achieved by the fact that in the method of cold rolling strips, including the deformation of the workpiece between two cylindrical rolls with the strip shape being regulated by affecting the axis of the rolls in one direction, in planes parallel to the rolling plane, according to the invention, the effect on the axis of the rolls is carried out by deforming the rolls and obtaining the axes of the rolls in the form of second-order lines located in planes parallel to the rolling plane and oriented by the convexity towards the strip entrance to the rolls, with the ends in Alcoves located on the side of the thicker edge of the strip are moved toward the exit of the strip from the rolls, and the ends of the rolls located on the side of the thinner edge of the strip are perpendicular to the rolling direction.

Воздействие на оси валков путем деформирования валков и получения осей валков в виде линий второго порядка известно. Известно устройство для получения листового проката, включающее клеть, установленные в клети опорные и рабочие валки, подушки опорных валков и подушки рабочих валков, систему гидроизгиба рабочих валков, установленную в вертикальной плоскости, включающую в себя подушки опорных валков, установленных с каждой стороны клети и снабженных гидроцилиндрами, подушки рабочих валков, имеющие вертикальные отверстия, через которые проходят цилиндрические штоки, опирающиеся на плунжеры гидравлических цилиндров, пружины, удерживающие штоки в подушках рабочих валков, при этом плунжеры гидроцилиндров упираются непосредственно в подушки опорных валков. (см. А.А.Королев. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. - М., Машиностроение, 1985, с. 172-173). Однако воздействие на оси валков путем деформирования валков (посредством системы гидроизгиба рабочих валков) и получения осей валков в виде кривых линий осуществляют в вертикальной плоскости. Это обстоятельство снижает качество получаемой полосы, т.к. не обеспечивает исправление дефекта формы поперечного сечения полосы - клиновидность.The impact on the axis of the rolls by deforming the rolls and obtaining the axis of the rolls in the form of lines of the second order is known. A device for producing sheet metal is known, including a stand, support and work rolls installed in the stand, pillows of the support rolls and pillows of work rolls, a hydraulic bending system of work rolls installed in a vertical plane, including pillows of support rolls installed on each side of the stand and provided hydraulic cylinders, cushions of work rolls having vertical holes through which cylindrical rods resting on plungers of hydraulic cylinders pass, springs holding rods in cushions ah working rolls, wherein the plungers of hydraulic cylinders abut directly cushion supporting rolls. (see A.A. Korolev. Design and calculation of machines and mechanisms of rolling mills. - M., Mechanical Engineering, 1985, p. 172-173). However, the impact on the axis of the rolls by deforming the rolls (by means of a hydraulic bending system of the work rolls) and obtaining the roll axes in the form of curved lines is carried out in a vertical plane. This circumstance reduces the quality of the resulting band, because does not provide correction of the defect in the shape of the cross section of the strip - wedge-shaped.

Отличительный признак: деформирование валков и получение осей валков в виде линий второго порядка, расположенных в плоскостях, параллельных плоскости прокатки, - неизвестен.A distinctive feature: the deformation of the rolls and the receipt of the axis of the rolls in the form of second-order lines located in planes parallel to the rolling plane is unknown.

Отличительный признак: оси валков в виде линий второго порядка, ориентированных выпуклостью в сторону входа полосы в валки, - неизвестен.Distinctive feature: the axis of the rolls in the form of second-order lines oriented by the bulge towards the entrance of the strip into the rolls is unknown.

Отличительный признак: концы валков, расположенные со стороны более толстой кромки полосы, перемещают в сторону выхода полосы из валков, - неизвестен.Distinctive feature: the ends of the rolls located on the side of the thicker edge of the strip are moved towards the exit of the strip from the rolls, is unknown.

Так как предлагаемое изобретение содержит неизвестные отличительные признаки, то предлагаемое изобретение соответствует условию «новизна».Since the present invention contains unknown distinguishing features, the present invention meets the condition of "novelty."

Для специалиста в области холодной прокатки совокупность отличительных признаков: воздействие на оси валков осуществляют путем деформирования валков и получения осей валков в виде линий второго порядка, расположенных в плоскостях, параллельных плоскости прокатки и ориентированных выпуклостью в сторону входа полосы в валки (выпуклостью навстречу направлению прокатки), при этом концы валков, расположенные со стороны более толстой кромки полосы, перемещают в сторону выхода полосы из валков, а концы валков, расположенные со стороны более тонкой кромки полосы, располагают перпендикулярно направлению прокатки, - явным образом не следует из уровня техники, что эти отличительные признаки направлены на повышение качества полосы, а именно на устранение дефекта формы поперечного сечения полосы - клиновидность. Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретательский уровень.For a specialist in the field of cold rolling, a set of distinguishing features: the impact on the axis of the rolls is carried out by deforming the rolls and obtaining the axis of the rolls in the form of second-order lines located in planes parallel to the rolling plane and oriented by the convexity towards the strip entrance into the rolls (convex towards the rolling direction) while the ends of the rolls located on the side of the thicker edge of the strip are moved towards the exit of the strip from the rolls, and the ends of the rolls located on the side are more thin edges of the strip, placed perpendicular to the rolling direction, - it does not explicitly follow from the prior art that these distinguishing features are aimed at improving the quality of the strip, namely, elimination of the defect in the shape of the cross section of the strip - wedge shape. Therefore, the proposed technical solution meets the criterion of inventive step.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже приведена схема осуществления способа.The invention is illustrated in the drawing. The drawing shows a diagram of the implementation of the method.

На схеме (см. чертеж) изображены: прокатываемая полоса 1, имеющая исходный клиновидный профиль 2 поперечного сечения, и конечный профиль 3 прямоугольной формы поперечного сечения, рабочий валок 4, имеющий шейки 5. Позициями обозначены: 6 - ось прокатки, 7 - направление прокатки полосы 1, 8 - пятно контакта, 9 - изогнутая ось рабочего валка 4 (под действием горизонтального гидроизгиба). Оси валков в виде линий второго порядка ориентированны выпуклостью в сторону входа полосы в валки (выпуклостью навстречу направлению прокатки 7). Позицией 10 обозначена более толстая кромка и 11 - более тонкая кромка клиновидного профиля 2 прокатываемой полосы 1. Стрелками и символами на чертеже обозначены: F - усилия со стороны гидравлических цилиндров на подушки рабочих валков 4, V_ПКС - продольная компонента скорости прокатываемой полосы 1, V_ТКС - тангенциальная компонента скорости, V_РКС - результирующая компонента скорости, α - угол поворота осей шеек 5 рабочих валков 4 относительно друг друга.The diagram (see drawing) shows: a rolled strip 1, having an initial wedge-shaped cross-sectional profile 2, and an end profile 3 of a rectangular cross-sectional shape, a work roll 4, having necks 5. Positions are designated: 6 - rolling axis, 7 - rolling direction strips 1, 8 - contact spot, 9 - curved axis of the work roll 4 (under the action of horizontal hydraulic bending). The axis of the rolls in the form of lines of the second order is oriented by the convexity towards the entrance of the strip into the rolls (convexity towards the rolling direction 7). 10 denotes a thicker edge and 11 a thinner edge of the wedge-shaped profile 2 of the rolled strip 1. Arrows and symbols in the drawing indicate: F - forces from the hydraulic cylinders on the cushions of the work rolls 4, V _PKS - longitudinal component of the speed of the rolled strip 1, V _TKS is the tangential component of speed, V _RKS is the resulting component of speed, α is the angle of rotation of the axes of the necks 5 of the work rolls 4 relative to each other.

Способ осуществляется следующим образом. Перед прокаткой полосы 1, имеющей исходный клиновидный профиль 2, предварительно осуществляют следующие операции: через подушки рабочих валков 4 к шейкам 5 посредством гидравлических цилиндров системы гидроизгиба в горизонтальной плоскости прикладывают усилия F, в результате чего оси шеек 5 рабочих валков 4 поворачиваются на угол α относительно друг друга, оси 9 рабочих валков 4 деформируются и принимают вид линий второго порядка, при этом выпуклости осей 9 ориентируют (направляют) в сторону входа полосы 1 в рабочие валки 1 (выпуклостью навстречу направлению прокатки 7). Кроме того, расположенные со стороны более толстой кромки 10 полосы 1 концы рабочих валков 4 перемещают в сторону выхода полосы 1 из рабочих валков 4 (т.е. в направлении прокатки 7), а концы рабочих валков 4, расположенные со стороны более тонкой кромки 11 полосы 1, располагают перпендикулярно направлению прокатки 7 полосы 1. После этого прокатываемую полосу 1 задают в рабочие валки 4 и осуществляют ее деформирование. При этом металл, находящийся в области более тонкой кромки 11 прокатываемой полосы 1, деформируется с незначительным уширением, и направление продольной компоненты скорости V_ПКС ориентировано параллельно направлению прокатки 7. Металл, находящийся в области более толстой кромки 10 прокатываемой полосы 1, деформируется как в направлении прокатки 7, так и в направлении тангенциальной компоненты скорости V_ТКС (с уширением). Причем направление тангенциальной компоненты скорости V_ТКС расположено параллельно изогнутой оси 9 рабочего валка 4, находящейся в области более толстой кромки 10 прокатываемой полосы 1. В итоге металл, находящийся в области более толстой кромки прокатываемой полосы 1, деформируется в направлении результирующей компонента скорости V_РКС. В результате чего в процессе прокатки конечный профиль 3 поперечного сечения прокатываемой полосы 1 принимает форму прямоугольника.The method is as follows. Before rolling the strip 1 having the initial wedge-shaped profile 2, the following operations are preliminarily performed: through the pillows of the work rolls 4, forces F are applied to the necks 5 by the hydraulic cylinders of the hydraulic bending system in the horizontal plane, as a result of which the axes of the necks 5 of the work rolls 4 are rotated through an angle α relative to each other, the axis 9 of the work rolls 4 are deformed and take the form of lines of the second order, while the convexities of the axes 9 are oriented (directed) towards the entrance of the strip 1 in the work rolls 1 (convex I go to the rolling direction 7). In addition, the ends of the work rolls 4 located on the side of the thicker edge 10 of the strip 1 are moved toward the output side of the strip 1 from the work rolls 4 (i.e., in the rolling direction 7), and the ends of the work rolls 4 located on the side of the thinner edge 11 strip 1, arranged perpendicular to the rolling direction 7 of strip 1. After that, the rolled strip 1 is set into work rolls 4 and is deformed. In this case, the metal located in the region of the thinner edge 11 of the rolled strip 1 is deformed with slight broadening, and the direction of the longitudinal velocity component V of the _{PCB is} oriented parallel to the direction of rolling 7. The metal located in the region of the thicker edge 10 of the rolled strip 1 is deformed as in the direction rolling 7, and in the direction of the tangential velocity component V _TCS (with broadening). Moreover, the direction of the tangential component of velocity V of the _TCS is parallel to the curved axis 9 of the work roll 4 located in the region of the thicker edge 10 of the rolled strip 1. As a result, the metal located in the region of the thicker edge of the rolled strip 1 is deformed in the direction of the resulting component of the velocity of the V _CS . As a result, during the rolling process, the final cross-sectional profile 3 of the strip 1 being rolled takes the shape of a rectangle.

При прокатке полосы, клиновидность поперечного сечения которой направлена в другую сторону (т.е. более толстая кромка 10 полосы 1 и более тонкая кромка 11 полосы 1 меняются между собой местами), способ холодной прокатки полос осуществляют аналогичным образом.When rolling a strip, the wedge-shaped cross section of which is directed to the other side (i.e., the thicker edge 10 of the strip 1 and the thinner edge 11 of the strip 1 are interchanged), the method of cold rolling of the strips is carried out in a similar way.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что предлагаемый способ холодной прокатки полос работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе, что подтверждается примером осуществления способа. Холоднокатаная полоса, изготовленная по заявляемому способу, обладает высокой плоскостностью и прямоугольной формой поперечного сечения.Based on the foregoing, we can conclude that the proposed method of cold rolling strips is workable and eliminates the disadvantages that occur in the prototype, which is confirmed by an example implementation of the method. The cold-rolled strip made by the present method has a high flatness and a rectangular cross-sectional shape.

Claims (1)

Способ холодной прокатки полос, включающий деформацию заготовки между двумя цилиндрическими валками с регулированием формы полосы воздействием на оси валков в одну сторону, в параллельных плоскости прокатки плоскостях, отличающийся тем, что воздействие на оси валков осуществляют путем деформирования валков с получением их осей в виде линий второго порядка, расположенных в плоскостях, параллельных плоскости прокатки, и ориентированных выпуклостью в сторону входа полосы в валки, при этом ближайшие к более толстой кромке полосы концы валков перемещают в сторону выхода полосы из валков, а концы валков, ближайшие к более тонкой кромке полосы, располагают перпендикулярно направлению прокатки. A method of cold rolling strips, including the deformation of the workpiece between two cylindrical rolls with the regulation of the shape of the strip by acting on the axis of the rolls in one direction, in planes parallel to the plane of rolling, characterized in that the action on the axis of the rolls is carried out by deforming the rolls to obtain their axes in the form of lines of the second of order located in planes parallel to the rolling plane, and oriented by the bulge towards the entrance of the strip into the rolls, with the ends of the closest to the thicker edge of the strip Cove is moved towards the strip exit from the roll, and the ends of the rollers nearest to the edge of a thin strip, perpendicularly to the rolling direction.