RU2399445C1 - Rolling mill of sheet four-high mill - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy and may be used to develop relatively small forming rolls with barrel length of not more than 200…800 mm, sheet-rolling mills. Rolling mill of sheet four-high mill comprises two bed plates, hydraulic pressing device, working rolls with cushions and support rolls with cushions arranged in windows of bed plates. Each bed plate is arranged with protrusions on stands facing inside of bed plate window. Cushions of working rolls are coupled with hydraulic cylinders installed in protrusions of bed plates. Lower support roll is coupled with their cushions and cylinders of hydraulic pressing device, and upper one - with hydraulic cylinders installed in protrusions on stands. Between each pair of upper and lower cushions of support rolls there is a pair of spacer C-shaped brackets.

EFFECT: invention provides for simplified design of hydraulic pressing device and accordingly increased reliability of its operation, and for relatively low sheet mills, considerable cheapening of mill.

1 ex, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при создании относительно небольших (с длиной бочки прокатных валков не более 200…800 мм) листопрокатных станов.The invention relates to the field of metallurgy and can be used to create relatively small (with a barrel roll length of rolls of not more than 200 ... 800 mm) sheet rolling mills.

Известен листовой стан, прокатная клеть которого для регулирования межвалкового зазора оснащена винтовым нажимным устройством, например, прокатный стан «800» Кировского завода по обработке цветных металлов, введенный в строй действующих в 1967 году.A sheet mill is known, the rolling stand of which is equipped with a screw press device to regulate the roll gap, for example, the rolling mill “800” of the Kirov Non-Ferrous Metal Processing Plant, commissioned in 1967.

Достоинством известного технического решения является то, что винтовое нажимное устройство включают в работу только тогда, когда возникает необходимость изменить межвалковый зазор; все остальное время нажимное устройство бездействует, а межвалковый зазор сохраняется неизменным благодаря наличию эффекта самоторможения в витках винтовой пары устройства.The advantage of the known technical solution is that the screw pressure device is included in the work only when there is a need to change the roll gap; the rest of the time, the pressure device is inactive, and the roll gap remains unchanged due to the presence of self-braking in the turns of the screw pair of the device.

Недостатком известного устройства является интенсивный износ в витках винтовой пары при работе ее под нагрузкой от усилия прокатки, а также относительно небольшое быстродействие нажимного устройства под нагрузкой.A disadvantage of the known device is the intensive wear in the turns of a screw pair when it is working under load from the rolling force, as well as the relatively small speed of the pressure device under load.

Известен листовой стан, прокатная клеть которого для регулирования межвалкового зазора оснащена гидравлическим нажимным устройством (ГНУ), которое для поддержания заданного межвалкового зазора работает в режиме «по положению» по сигналу от датчиков, регистрирующих текущее положение плунжеров гидроцилиндров ГНУ, и рабочими валками с подушками, сопряженными с гидроцилиндрами, установленными в выступах станин, опорные валки с подушками, размещенными в окнах станин, при этом нижний опорный валок сопряжен своими подушками с цилиндрами гидравлического нажимного устройства, а верхний - с гидроцилиндрами, установленными в выступах на стойках (например, стан «250», пущенный в работу в 2009 году на одном из московских заводов).A sheet mill is known, the rolling stand of which for regulating the roll gap is equipped with a hydraulic pressure device (GNU), which, in order to maintain a given roll gap, operates in the “position” mode by a signal from sensors registering the current position of the GNU hydraulic cylinder plungers and work rolls with pillows, mating with hydraulic cylinders installed in the protrusions of the frames, backup rolls with pillows located in the windows of the frame, while the lower backup roll is conjugated with its pillows with cylinders ravlicheskogo pressure device, and the top - with hydraulic cylinders mounted on racks in the projections (for example, mill "250", which was put into operation in 2009 on one of Moscow's factories).

Достоинством известного технического решения является то, что ГНУ работает практически без какого-либо износа в механической части устройства, а также то, что его быстродействие в несколько раз превышает быстродействие винтового нажимного устройства.The advantage of the known technical solution is that the GNU works almost without any wear on the mechanical part of the device, and also that its speed is several times higher than the speed of the screw pressure device.

Недостатком известного технического решения является то, что ГНУ, которым оснащена прокатная клеть, является дорогостоящим элементом прокатной клети, стоимость которого зависит от размеров и массы клети. В результате, для сравнительно небольших прокатных клетей стоимость ГНУ становится соизмеримой со стоимостью самой прокатной клети и суммарная стоимость листового стана может оказаться в 1,5…2 раза выше, чем стоимость его без ГНУ.A disadvantage of the known technical solution is that the GNU with which the rolling stand is equipped is an expensive element of the rolling stand, the cost of which depends on the size and weight of the stand. As a result, for relatively small rolling stands, the cost of GNU becomes comparable with the cost of the rolling mill itself and the total cost of a sheet mill can be 1.5 ... 2 times higher than its cost without GNU.

Технический результат изобретения - упрощение конструкции гидравлического нажимного устройства и, как следствие, повышение надежности его работы, а для сравнительно небольших листовых станов еще и существенное удешевление стана.The technical result of the invention is to simplify the design of the hydraulic pressure device and, as a result, increase the reliability of its operation, and for relatively small sheet mills, a significant reduction in the cost of the mill.

Технический результат достигается за счет того, что в известной прокатной клети листового стана, включающей две станины, каждая с выступами на стойках, обращенными внутрь окна станины, ГНУ, рабочие валки с подушками, сопряженными с гидроцилиндрами противоизгиба, размещенными в выступах станин, опорные валки с подушками, причем нижний опорный валок опирается своими подушками на гидроцилиндры ГНУ, а верхний - на гидроцилиндры, установленные в выступах на стойках, устанавливают между каждой парой нижних и верхних подушек опорных валков пару распорных скоб С-образного вида.The technical result is achieved due to the fact that in a known rolling mill stand of a sheet mill, including two beds, each with protrusions on racks facing the window of the bed, GNU, work rolls with pillows interfaced with anti-bending hydraulic cylinders located in the protrusions of the bed, backup rolls with pillows, and the lower backup roll rests with its pillows on the hydraulic cylinders of the GNU, and the upper - on the hydraulic cylinders installed in the protrusions on the racks, a pair is installed between each pair of lower and upper pillows of the backup rolls C-spacer brackets.

Предложенное техническое решение, в случае применения для сравнительно небольших листовых станов (с длиной бочек валков 400…800 мм), предпочтительно тем, что упрощенное ГНУ в несколько раз дешевле по стоимости, чем классическое ГНУ с теми же параметрами и поэтому сам листовой стан оказывается в 1,5…2 раза дешевле.The proposed technical solution, if used for relatively small sheet mills (with roll barrels 400 ... 800 mm long), is preferable in that a simplified GNU is several times cheaper in cost than a classical GNU with the same parameters and therefore the sheet mill itself is in 1.5 ... 2 times cheaper.

Само ГНУ состоит из трех основных элементов:GNU itself consists of three main elements:

- плунжерных гироцилиндров простейшей конструкции, установленных в прокатной клети;- Plunger gyro cylinders of the simplest design installed in the rolling stand;

- мотор-насосов с электроприводом, включенным по схеме поддержания заданного крутящего момента;- motor pumps with electric drive, included according to the scheme of maintaining a given torque;

- маслобака емкостью не более 0,5…1,0 кубометра.- an oil tank with a capacity of not more than 0.5 ... 1.0 cubic meters.

В состав гидроарматуры входят манометры и дроссели регулируемого типа.The hydraulic fittings include manometers and throttles of an adjustable type.

Перечень использованных чертежей:List of used drawings:

Фиг.1. Разрез по ближней станине прокатной клети (т.е. расположенной со стороны площадки обслуживания стана).Figure 1. Section along the near bed of the rolling stand (i.e. located on the side of the mill service site).

Фиг.2. Разрез по «А-А» на фиг 1.Figure 2. The section along "AA" in Fig 1.

Фиг.3. Эскиз распорной скобы.Figure 3. Sketch of the spacer.

Прокатная клеть имеет следующий вид. Рабочие валки 1 установлены в подушках 2, с «крыльями» которых взаимодействуют плунжерные гидроцилиндры 3 противоизгиба рабочих валков. Гидроцилиндры 3 смонтрованы в выступах 4 стоек ближней станины 5.The rolling stand is as follows. Work rolls 1 are installed in cushions 2, with the “wings” of which the plunger hydraulic cylinders 3 of the anti-bend of the work rolls interact. The hydraulic cylinders 3 are mounted in the protrusions 4 of the racks of the proximal bed 5.

Верхний опорный валок 6 установлен в подушках 7, а нижний 8 - в подушках 9 (на фиг.1 видна ближняя пара подушек 7 и 9); между подушками верхнего и нижнего валков установлена пара распорных С-образных скоб 10 и 11 (точнее, имеющих вид поперечного сечения швеллера); между скобами 10 и 11, с одной стороны, и подушкой 7, с другой стороны, уложены наборы сменных прокладок 12.The upper backup roll 6 is installed in the pillows 7, and the lower 8 in the pillows 9 (Fig. 1 shows the near pair of pillows 7 and 9); between the pillows of the upper and lower rolls a pair of spacer C-shaped brackets 10 and 11 (more precisely, having the form of a cross-section of the channel) is installed; between the brackets 10 and 11, on the one hand, and the pillow 7, on the other hand, sets of replaceable gaskets 12 are laid.

Подушки 7 верхнего опорного валка опираются на верхние поперечины ближней и дальней станин, подушки 9 нижнего опорного валка опираются на плунжеры гидроцилиндров 13 гидравлического нажимного устройства, а для уравновешивания верхнего опорного валка 6 в выступах 4 смонтированы плунжерные гидроцилиндры 14 (фиг.2), взаимодействующие с подушками 7.Pillows 7 of the upper support roll rest on the upper cross members of the near and far frame, pillows 9 of the lower support roll rest on the plungers of the hydraulic cylinders 13 of the hydraulic pressure device, and to balance the upper support roll 6, the plunger hydraulic cylinders 14 are mounted in the protrusions 4 (interacting with pillows 7.

Каждый из гидроцилиндров 13 подключен непосредственно к индивидуальному мотор-насосу: ближний - к мотор-насосу 15, а дальний - к мотор-насосу 16, оба мотор-насоса приводятся электродвигателями 17 и 18 соответственно (мотор-насос 16 и его электродвигатель 18 установлены с дальней стороны прокатной клети и на фиг.1 условно не показаны).Each of the hydraulic cylinders 13 is connected directly to an individual motor pump: the closest to the motor pump 15, and the distant to the motor pump 16, both motor pumps are driven by electric motors 17 and 18, respectively (motor pump 16 and its electric motor 18 are installed with the far side of the rolling stand and figure 1 conventionally not shown).

Электродвигатели 17 и 18 включены по схеме поддержания заданного момента вращения, пропорционального току, который развивается в якоре электродвигателя.Electric motors 17 and 18 are included according to the scheme of maintaining a given torque, proportional to the current that develops in the motor armature.

Мотор-насосы 15 и 16 своими входами непосредственно подключены к маслобаку 19, а своими выходами подключены к маслобаку посредством регулируемых дросселей 20 и 21 (последний на фиг.1 условно не показан).Motor pumps 15 and 16 with their inputs are directly connected to the oil tank 19, and with their outputs are connected to the oil tank via adjustable chokes 20 and 21 (the latter is not conventionally shown in Fig. 1).

Работает прокатная клеть следующим образом. Перед началом прокатки в клеть устанавливают набор прокладок 12, который по своей суммарной толщине соответствует первому проходу. Гидроцилиндрами 13 развивают усилие предварительного напряжения прокатной клети, которое на 25...40% превышает ожидаемое усилие прокатки. Для этого в якоря электродвигателей 17 и 18 подают ток номинального значения. Мотор-насосы 15 и 16 начинают свое вращение; дроссели 20 21 регулируют поочередно таким образом, чтобы частота их вращения при номинальном токе якоря находилась в диапазоне 60…120 об/мин.Works rolling stand as follows. Before rolling, a set of gaskets 12 is installed in the crate, which in its total thickness corresponds to the first pass. Hydraulic cylinders 13 develop the pre-stress of the rolling stand, which is 25 ... 40% higher than the expected rolling force. For this, the rated current is supplied to the armature of the electric motors 17 and 18. Motor pumps 15 and 16 begin their rotation; the inductors 20 21 are controlled alternately so that their rotation frequency at the rated armature current is in the range 60 ... 120 rpm.

Включают вращение рабочих валков и задают в них пробный лист. По результатам замеров его толщины осуществляют поднастройку ГНУ. Так, если толщина листа оказалась меньше заданной, то величину тока якорей электродвигателей 17 и 18 снижают, момент вращения на их валах уменьшается и излишек масла из гидроцилиндров 13 начинает сливаться в маслобак 19, переводя, тем самым, мотор-насосы 15 и 16 в моторный режим работы. Если же толщина листа оказалась больше заданной, то ток якорей увеличивают и мотор-насосы, продолжая работать в насосном режиме, ускоряют свое вращение с 60…120 об/мин в несколько раз (обычно это в 5…10 раз). И закачав в гидроцилиндры 13 необходимую порцию дополнительного масла, мотор-насосы самопроизвольно снова снижают частоту своего вращения до исходных 60…120 об/мин.Turn on the rotation of the work rolls and ask them a test sheet. According to the results of measurements of its thickness, a GNU is adjusted. So, if the sheet thickness was less than the specified one, then the current value of the anchors of the electric motors 17 and 18 is reduced, the rotation moment on their shafts decreases and the excess oil from the hydraulic cylinders 13 begins to merge into the oil tank 19, thereby translating the motor pumps 15 and 16 into the motor mode of operation. If the sheet thickness turned out to be greater than the set one, then the current of the anchors is increased and the motor pumps, while continuing to operate in the pump mode, accelerate their rotation from 60 ... 120 rpm several times (usually 5 ... 10 times). And having pumped into the hydraulic cylinders 13 the necessary portion of additional oil, the motor pumps spontaneously again reduce their speed to the original 60 ... 120 rpm.

Важно отметить, что все выше перечисленные изменения состояния системы: переход из насосного режима в моторный или ускорение вращения мотор-насосов в насосном режиме происходят самопроизвольно, после изменения тока в якоре и никаких дополнительных автоматических систем управления для этой цели не требуется.It is important to note that all of the above changes in the state of the system: the transition from the pump mode to the motor mode or acceleration of rotation of the motor pumps in the pump mode occurs spontaneously, after changing the current in the armature and no additional automatic control systems are required for this purpose.

Если выяснится, что номинальная толщина листа уже достигнута, но на нем имеет место серповидность, например, в сторону привода, то на электродвигателе 17 уменьшают ток якоря, а на электродвигателе 18 его увеличивают на такую же величину. Как следствие, мотор-насос 15 переходит в моторный режим, а мотор-насос 16 ускоряет свое вращение в насосном режиме.If it turns out that the nominal thickness of the sheet has already been achieved, but there is sickle shape on it, for example, towards the drive, then on the electric motor 17 the armature current is reduced, and on the electric motor 18 it is increased by the same amount. As a result, the motor pump 15 enters the motor mode, and the motor pump 16 accelerates its rotation in the pump mode.

Выровняв параллельность межвалкового зазора, задают в прокатку следующий лист. В таком же режиме прокатывают всю оставшуюся партию металла.Aligning the parallelism of the roll gap, set the following sheet for rolling. In the same mode, the entire remaining batch of metal is rolled.

По окончании первого прохода в гидроцилиндрах 13 снимают давление до нуля, и нижняя половина валковой системы опускается, освобождая зажатые до этого прокладки 12.At the end of the first pass in the hydraulic cylinders 13 relieve pressure to zero, and the lower half of the roll system lowers, releasing the previously clamped gaskets 12.

Прокладки 12, заложенные в прокатную клеть для первого прохода, вынимают и заменяют на прокладки для второго прохода. И повторяют весь описанный выше цикл прокатки для всей партии металла во втором проходе. И так для всех оставшихся проходов.The gaskets 12 laid in the rolling stand for the first pass are removed and replaced with gaskets for the second pass. And repeat the entire rolling cycle described above for the entire batch of metal in the second pass. And so for all the remaining passages.

В том случае, если ведется прокатка не листов, а полос, смотанных в рулоны, то процесс прокатки остается таким же, как описано выше, но добавляется процесс регулирования толщины полосы по ее длине (например, по показаниям толщиномера, установленного на выходе из прокатной клети).In the event that the rolling is carried out not of sheets but of strips wound into coils, the rolling process remains the same as described above, but the process of regulating the thickness of the strip along its length is added (for example, according to the readings of the thickness gauge installed at the exit of the rolling stand )

В отличие от классического ГНУ, где перемещение плунжеров гидроцилиндров осуществляют по сигналу от датчиков положения плунжеров, в данном техническом решении перемещение плунжеров в гидроцилиндрах 13 происходит как следствие упругой деформации изгиба распорных скоб 10 и 11.In contrast to the classical GNU, where the movement of the plungers of the hydraulic cylinders is carried out by a signal from the sensors of the position of the plungers, in this technical solution, the movement of the plungers in the hydraulic cylinders 13 occurs as a result of elastic deformation of the bending of the spacers 10 and 11.

В данном случае регулирование межвалкового зазора осуществляют, варьируя приращениями усилия предварительного напряжения Р_ПНК прокатной клети в диапазоне от -P₁ до +P₁. Приращение межвалкового зазора определяют по формулеIn this case, the regulation of the roll gap is carried out by varying the increments of the prestressing force P of the _{PNA of the} rolling stand in the range from -P ₁ to + P ₁ . The increment of the roll gap is determined by the formula

Где Е=2,1×10⁴ кгс/мм² - модуль упругости первого рода для металла распорных скоб 10 и 11;Where E = 2,1 × 10 ⁴ kg / mm ² - modulus of elongation for the metal staples 10 and spacer 11;

Р_ПНК - номинальное значение усилия предварительного напряжения прокатной клети в кгс;R _PNK - the nominal value of the pre-stress of the rolling stand in kgf;

S₁ - приращение межвалкового зазора в мм.S ₁ is the increment of the roll gap in mm.

Остальные параметры, входящие в формулу (1), обозначены на фиг.3. На ней l₁ - высота в мм нейтральной оси стенки скобы; l₂ - длина в мм нейтральной оси полок скобы; b и h - ширина и высота в мм поперечного сечения стенки и полок скобы (F=b h).The remaining parameters included in the formula (1) are indicated in figure 3. On it l ₁ - height in mm of the neutral axis of the bracket wall; l ₂ is the length in mm of the neutral axis of the bracket shelves; b and h are the width and height in mm of the cross section of the wall and shelves of the bracket (F = bh).

В качестве примера рассчитаем процесс регулирования толщины для стана кварто 280/820×800, где диаметр рабочего валка D=280 мм и высота, занимаемая двумя рабочими валками, равна 2D=560 мм; следовательно, высота скобы Н=600 мм (см. фиг.3). Остальные параметры скобы имеют следующие значения l₁=450 мм, l₂=275 мм, b=h=150 мм, Р_ПНК=300 тс, P₁=-100…+100 тс, (l₁/l₂)=1,64; (l₂/h)=1,83; F=2,25×10⁴ мм².As an example, we calculate the thickness control process for a quarto mill 280/820 × 800, where the diameter of the work roll D = 280 mm and the height occupied by two work rolls is 2D = 560 mm; therefore, the height of the bracket H = 600 mm (see figure 3). The remaining parameters of the bracket have the following values l ₁ = 450 mm, l ₂ = 275 mm, b = h = 150 mm, P _PNK = 300 tf, P ₁ = -100 ... + 100 tf, (l ₁ / l ₂ ) = 1 , 64; (l ₂ / h) = 1.83; F = 2.25 × 10 ⁴ mm ² .

По формуле (I): при изменении усилия P₁ в указанном диапазоне межвалковый зазор изменяется в диапазоне S₁=-1,4…+1,4 мм, что вполне достаточно для нормального процесса регулирования толщины, т.к. требуемый диапазон составляет всего -1…+1 мм.According to the formula (I): when the force P ₁ changes in the indicated range, the roll gap changes in the range S ₁ = -1.4 ... + 1.4 mm, which is quite enough for the normal process of thickness control, because the required range is only -1 ... + 1 mm.

Максимальное усилие Р_ПНК=300+100=400 тс. = 0,4×10⁶ кгс. Тогда максимальное напряжение изгиба в теле скобы составитMaximum force P _PNK = 300 + 100 = 400 tf. = 0.4 × 10 ⁶ kgf. Then the maximum bending stress in the body of the bracket will be

б_из=1,5(Р_ПНК/F)(l₂/h)=50 кгс/мм² b _of = 1.5 (P _PNA / F) (l ₂ / h) = 50 kgf / mm ²

Такое напряжение изгиба может выдержать только высоколегированная термообработанная сталь.Such bending stress can withstand only high alloy heat-treated steel.

Для примера, масса одной скобы равна [0,6+2(0,2+0,05)]0,15²×7,8=0,2 т = 200 кг.For example, the weight of one bracket is [0.6 + 2 (0.2 + 0.05)] 0.15 ² × 7.8 = 0.2 t = 200 kg.

В заключение отметим, что предложенное техническое решение позволяет решить проблему с регулированием толщины прокатываемой полосы в относительно небольших листопрокатных станах, где масса прокатной клети не превышает 5…25 т.In conclusion, we note that the proposed technical solution allows us to solve the problem of regulating the thickness of the rolled strip in relatively small sheet rolling mills, where the mass of the rolling stand does not exceed 5 ... 25 tons

Claims (1)

Прокатная клеть листового стана кварто, включающая две станины, каждая с выступами на стойках, обращенными внутрь окна станины, гидравлическое нажимное устройство, рабочие валки с подушками, сопряженными с гидроцилиндрами, установленными в выступах станин, опорные валки с подушками, размещенными в окнах станин, при этом нижний опорный валок сопряжен своими подушками с цилиндрами гидравлического нажимного устройства, а верхний - с гидроцилиндрами, установленными в выступах на стойках, отличающаяся тем, что между каждой парой нижних и верхних подушек опорных валков установлена пара распорных скоб С-образного вида. The rolling stand of the quarto sheet mill, including two beds, each with protrusions on racks facing the window of the bed, a hydraulic pressure device, work rolls with pillows interfaced with hydraulic cylinders installed in the protrusions of the bed, backup rolls with pillows located in the windows of the bed, this lower back-up roll is connected with its pillows to the cylinders of the hydraulic pressure device, and the upper - with hydraulic cylinders installed in the protrusions on the uprights, characterized in that between each pair of lower and upper these pillows back-up rolls, a pair of spacer brackets C-shaped form.

Images