SU1741945A1 - Способ реверсивной прокатки - Google Patents

Abstract

Использование: прокатное производство , в частности реверсивна  прокатка, содержаща  правку раската приложением силы, и может примен тьс  на сл бингах, блюмингах, реверсивных клет х толстолистовых , заготовочных прокатных станах при прокатке слитков в сл бы, блюмы или литых заготовок в толстый лист. Сущность изборе- тени : дл  устранени  изгибов концов приложение усили , компенсирующего изгиб раската, осуществл ют в процессе прокатки путем сообщени  валкам ускорени  разного знака, при этом при прокатке переднего конца собщают отрицательное ускорение, при прокатке заднего конца - положительное ускорение, определ емое по регламентированной зависимости. 3 ил., 1 табл. сл С

Description

Изобретение относитс  к прокатному производству, в частности к реверсивной прокатке, включающей устранение изгибов (правку) раската непосредственно в ходе технологического процесса.

Известен способ прокатки с устранением изгиба переднего конца раската, содержащий измерение изгиба и определение необходимости правки, и в случае превышени  изгиба допустимого предела - приложение к раскату силы, выравнивающей изгиб, прижатием правильного ролика приводом его подачи.

Однако габариты правильного ролика и энергоемкость его привода подачи дл  правки многотонных(10-40 т) раскатов, прокатываемых на обжимных реверсивных станах , соизмеримы с габаритами и энергоемкостью основного оборудовани 

стана. Кроме того, увеличиваетс  число механизмов , задействованных в технологическом процессе, усложн етс  компоновка оборудовани  центральной части прокатного стана; дл  человека-оператора ухудшаетс  визуальное наблюдение над процессом прокатки. Все это делает известный способ прокатки технически и экономически невыгодным при прокатке многотонных слитков на реверсивных обжимных станах.

Известен способ предотвращени  загибани  переднего конца раската при несимметричном способе прокатки, содержащий охлаждение области изгиба в одном месте и одновременно нагрев области изгиба в другом месте, вызывающие силы, выравнивающие изгиб за счет разности температур областей изгиба.

ч

Јь

Ч)

сл

Однако при реверсивной прокатке на обжимных и толстолистовых станах из-за больших объемов и масс прокатываемых раскатов нагрев и охлаждение областей изгиба происходит медленно. Это снижает темп и производительность прокатки. Кроме того, локальные охлаждени  раската при продолжении прокатки привод т к возникновению в оборудовании прокатного стана недопустимых больших нагрузок, снижаю- щих надежность его работы. После применени  локального охлаждени  необходимо вновь нагревать раскат, чтобы завершить прокату, что дополнительно снижает производительность и экономическую зффектив- ность процесса прокатки.

Наиболее близким по своей те хниче- ской сущности к предлагаемому  вл етс  способ реверсивной прокатки на обжимных станах, включающий приложение усили  в раскатку, компенсирующего изгиб его концов , причем усилие передают через линейки манипул тора.

Несмотр  на широкое применение этого способа прокатки он обладает тем недо- статком, что при устранении изгибов раската снижаетс  темп и производительность прокатки из-за транспортировани  раската от валков к манипул тору с кантователем , кантовки раската на 90° перед при- ложением усили , компенсирующего изгиб его концов, кантовки раската на 90° после приложени  усили , компенсирующего изгиб его концов, транспортировани  раската обратно к валкам дл  продолжени  прокат- ки. Кроме того, при прокатке сравнительно тонкого, широкого и длинного раската правка может или не реализована, или дополнительно , искажена геометри  проката из-за неустойчивости раската при кантовках и ограниченной длине линеек манипул тора, что приводит к нарушению технологического процесса, простою стана, снижению качества раската, иногда с удалением дополнительно искривленного раската в брак, а следовательно, дополнительно к снижению производительности и к уменьшению выхода годного, что экономически неэффективно.

Цель изобретени  - повышение произ- водительности реверсивной прока гки и качества проката путем приложени  к раскату усили , компенсирующего изгиб, непосредственно в процессе прокатки.

Цель достигаетс  тем, что согласно спо- собу реверсивной прокатки, включающему приложени  к раскату усили , компенсирующего изгиб концов приложени  усили  к раскату осуществл ют в процессе прокатки путем сообщени  валкам ускорени  разного

знака, при этом при прокатке переднего конца сообщают отрицательное ускорение, при прокатке заднего конца - положительное ускорение, определ емое по формуле

. О2

6 RpE Л

(- + cos р - 1)

где i - ускорение валков, м/с2;

о- сопротивление пластической деформации материала раската, н/м ;

р- плотность материала раската, кг/м3;

Е - модуль упругости материала раската , н/м2;

R - радиус изгиба конца раската, м;

р- центральный угол изгиба конца раската , рад.

Главный отличительный признак предлагаемого способа реверсивной прокатки, заключающийс  в приложении к раскату усили , компенсирующего изгиб конца, в процессе прокатки путем сообщени  валкам ускорени  разного знака, причем при прокатю переднего конца раската -отрицательного , а при прокате заднего конца - положительного ускорени , выполн ет функцию устранени  изгиба, непосредственно в ходе обжати , т.е. не выбрасыва  раскат из валков, за счет инерционных сил соответствующего знака, возбуждаемых в раскате при отрицательном или положительном ускорении валков.

На фиг.1 схематично изображены раскат с искривленным передним концом при прокатке вперед и устройство дл  осуществлени  способа прокатки; на фиг.2 - раскат с искривленным задним концом при прокатке назад ; на фиг.З - графики зависимости ускорени  валков раската от величины центрального угла изгиба дл  различных радиусов изгиба концов раската.

На фиг.1 и 2 обозначены раскат 1 с искривленным передним (задним) концом при прокатке вперед (назад), валки 2, приводы 3 валков, устройство 4 дл  регулировани  скорости приводов валков, содержащее командозадающий блок 5, устанавливаемый автоматически по программе или с помощью ручной привода человеком-оператором в положени : 0 - нулевое, В - прокатка вперед. Н - прокатка назад ; задат- чик 6 интенсивности с возможностью дискретно или плавно измен ть интенсивность нарастани  или спада выходного иг- нзла путем воздействи  на переключатель 7, блок 8 подчиненного регулировани  параметров (тока, напр жени , частоты вращени  и др.) приводов, рольганги 9

На фиг.З линии 10-12 - графики зависимости ускорени  валков и раската от центрального угла изгиба конца раската дл  различных радиусов изгиба концов ра ската, где обозначено:

R - радиус изгиба конца раската; р- центральный угол изгиба конца раската; Вд - допустима  по технологии высота переднего (заднего) конца раската над уровнем рольганга; FT, Fp - соответственно, тормозные или разгонные силы, прикладываемые от приводов через валки к раскату, пропорцинальные ускорению (отрицательному или положительному) валков; FCn - сила сопротивлени  прокатке; F, Рд - сила инерции и сила т жести, действующие на элементарный объем искривленной части раската; F - результирующа  выравнивающа  сила, действующа  на элементарный объем искривленной части раската; Х- плечо силы F; i - ускорение валков и раската; V - скорость прокатки.

Пример. Пусть на универсальном сл бинге 1150 прокатываетс  слиток размерами 1870x840x2200 мм в сл б 125x1600 м по схеме обжатий, представленной в таблице .

Основна  техническа  характеристика сл бинга 1150: привод горизонтальных валков индивидуальный, число приводов номинальный момент привода валка Мн 135 т.м.; коэффициент перегрузки приводов по моменту Я 2,5; суммарный, приведенный к валу привода, момент инерции линии привода I 10,7 т.м2; коэффициент пропорциональности, св зывающий между собой линейное и угловое ускорение валков с учетом диаметра К 1 74 с /м2; ускорение валков номинальное iH 3 м/с ; номинальна  скорость прокатки VH 3 м/с; прокатный стан не оборудован датчиками, измер ющими параметры изгиба концов раската и вычислительным устройством дл  определени  ускорени  валков.

Основна  характеристика прокатываемого материала: сопротивление пластической деформации а 5 -10 н/м ; плотность р-7,8 10 кг/м : модуль упругости Е 5 108н/м2.

Основна  характеристика технологического процесса прокатки: искривление концов раската имеет место преимущественно в 7,9,11 проходах (пропусках); радиус изгиба концов раската R 3-5 м: центральный угол изгиба концов раската р 0,5-1,25 рад.

Если прокатный стан не оборудован датчиками, измер ющими параметры изгиба концов раската и вычислительным уст- ройстром, определ ющим ускорени  валков, достаточных по величине дл  устранени  изгибов предложенным в сущности способом прокатки, то по приведенной там формуле с учетом характеристики прокатываемого материала рассчитывают ускорение валков дл  конкретных значений углов р, радиусов изгибов R и стро т графики i %) дл  соответствующих R.

Дл  исходных данных рассматриваемого примера на фиг.З построены графики i

0 f (f), где лини  10 соответствует радиусу изгиба R 3 м, лини  11 - дл  R 4 м, лини  12 - дл  R 5 м.

По данным технической характеристики прокатного стана с учетом схемы обжатий

5 дл  проходов с наибольшей веро тностью по влени  изгибов (по условию примера - в проходах 7-11) определ ют максимально- допустимое отрицательное ускорение ir.MaKc.q и максимально достижимое положи0 тельное ускорение ip.MaKc.q валков, реально реализуемое их приводами:

Я С IVL + Мсп.мин

IT.макс.g -

2,5 2

5

I К 135 + 197

46,88 м/с14;

10,7 1,74

Я С IVb - Men.макс

1р.макс.g -

2,5-2

I К 135-231

--отйж- 24м/с0 где Мсп.мин, Men.макс - моменты сопротивлени  прокатке, соответственно, минимальный и максимальный дл  проходов 7-11 (см таблицу схемы обжатий: Мсп.мин 197 т.м.,

Мсп.макс 231 Т.М.).

5 После этого (фиг.З) по оси ординат, соответствующей ускорению (отрицательному и положительному) валков и раската, откладывают величины (т.макс.  46,88 м/с , 1р.макс.д 24 м/с2 и через эти точки провод т,

0 соответственно, линию 13 и линию 14 параллельные оси абсцисс. На оси абсцисс из точек р 0,5 рад и (р 1,25 рад, соответствующих реальным значением угла р , восстанавливают перпендикул ры до

5 пересечени  с лини ми 13 и 14 и получают области ABCD и AEFD.

Анализиру  линии 10-12, проход щие в област х ABCD и AEFD, убеждаютс  в том. что значение ускорени  i ir.MaKc.q 46,88

0 м/с достаточно дл  устранени  изгибов передних концов раската с параметрами: R - 5 м, р 0,53 1,25 рад; R 4 м, / 0,59- 1,25 рад: R 3 м, у 0,665-1.25 рад. Значение ускорени  i ip.MaKc.q 24 м/с доста5 точно дл  устранени  изгибов задних концов раската с параметрами: R 5 м, 0,665 1,25рад:Р 4м, р 0,725-1,25 рад; R 3 м, р 0,75-1,25 рад. Исход  из результатов анализа с учетом максимального упрощени  работы оператора стана принимают решение: дл  осуществлени  предлагаемого способа прокатки с устранением изгибов раската сообщением валкам ускорени  разного знака установить на задатчи- ке 6 интенсивности (фиг.1) уставку интенсивности нарастани  или спада выходного сигнала, пропорциональную ускорению валков i - ip.MaKc.q 24 м/с , достаточную дл  устранени  изгибов как пере- днего, так и заднего концов раската с параметрами: R 3-5 м, (р 0,75-1,25 рад. Установив на задатчике интенсивности 6 уставку , пропорциональную i 24 м/с2, оператору стана предоставл ют возможность воздействием на переключатель 7 переключатьс  с номинального ускорени  валков i 3 м/с , примен емого при нормальной прокатке, т.е. при отсутствии изгибов концов раската, на ускорение (отрицательное или положительное) i 24 м/с , достаточное дл  устранени  изгибов как передних, так и задних концов раската с параметра- ми: Я 3-5м, 0,75-1,25 рад, после чего приступают к прокатке слитков по предла- гаемому способу.

Устранение изгиба переднего конца раската провод т следующим образом.

При нормальной прокатке, т.е. при отсутствии изгибов концов раската, управл - ют механизмами стана и приводами 3 валков 2, как обычно при реверсивной прокатке . Причем разгон и торможение приводов 3, валков 2 и раската 1 в каждом проходе осуществл ют с нормальным ускорением 1Н 3 м/с2.

Пусть при прокатке одного из слитков в одном из проходов 7,9 и 11 вперед образовалс  изгиб переднего конца раската лыжей вверх с параметрами R 3,5 м, р 1,2 рад. Дл  устранени  этого изгиба оператор стана переводит ручной привод командоза- дающего блока 5 (фиг.1) из положени  В в положение 0 и одновременно, например, ногой воздействует на переключатель 7. При этом выходной сигнал с командозада- ющего блока 5 поступает на вход задатчика 6 интенсивности. Одновременно измен етс  уставка задатчика 6 интенсивности со значени , пропорционального номинально- му отрицательному ускорению валков i -3 м/с , до значени , пропорционального отрицательному ускорению валков -24м/с , т.е. достаточного дл  устранени  изгиба силами инерции. Сигнал, пропорциональный этой величине, с выхода задатчика 6 интенсивности поступает в блок 8 подчиненного регулировани  параметров приводов. Приводы 3 измен ют знак вращающего момента на противоположный, например с положительного +М на отрицательный -М, и через валки 2 прикладывают тормозные силы FT к очагу деформации раската 1. Тормозные силы FT и силы сопротивлени  прокатке Fc.n., действу  согласно, т.е. в одну и ту же сторону, затормаживают систему приводы 3 - валки 2 - раскат 1 с отрицательным ускорением i -24 м/с от номинальной скорости прокатки VH 3 м/с до нул . Торможение системы приводы 3 - валки 2 - раскат 1 вызывает и обеспечивает приложение к раскату 1, в том числе и к его изгибу, распреде- ленных сил инерции FJ, направление которых противоположно, а их сумма равна

результирующей силе торможени , т.е. 2 Fi

2FT + Fen. Одновременно на раскат 1, в том числе и на его изгиб, действуют также распределенные силы т жести Fq. На фиг.1 изображен вектор силы инерции FI, действующий на элементарный объем искривленной части раската в определенный момент времени, и вектор силы т жести Fq, действующий на тот же объем. Результирующа  сила

F F,

т Fq, действующа  на

элементарный объем искривленной части раската, создает сначала относительно линии касани  раската 1 нижнего валка 2, а впоследствии (по мере устранени  изгиба) относительно линии касани  раската 1 роликов рольганга 9 компенсирующий (выравнивающий ) изгиб момент силы Мв г -X, действующий на элементарный объем искривленной части раската. Сумма моментов сил, действующих на искривленную часть раската, устран ет изгиб до допустимого по технологии прокатки значени . Среднее врем  устранени  (компенсации) изгиба составл ет

т - - 0 125с т . 24 L..

После устранени  изгиба оператор стана снимает воздействие с переключател  7 и одновременно переводит ручной привод командозадающего блока 5 из положени  О в положение В. При этом измен етс  уставка задатчика 6 интенсивности от значени , пропорционального ускорению валков i 24 м/с . на значение, пропорциональное номинальному ускорению валков 1Н 3 м/с2 Выходной сигнал задатчика 6 интенсивности, пропорциональный номинальному ускорению валков поступает в блок 8 подчиненного регулировани  параметров приводов. Приводы 3 измен ют знак вращающего момента с отрицательного -М на положительный + М и через валки 2 прикладывают

разгонную силу, пропорциональную номинальному ускорению н 3 м/с2, к очагу деформации раската, При этом система приводы 3 - валки 2 - раскат 1 разгон етс  с номинальным ускорением iH 3 м/с до номинальной скорости VH 3 м/с. Далее прокатку заканчивают, как обычно при нормальной прокатке. В период реализации предлагаемого способа прокатки при устранении изгибов увеличивают подачу охлаждающей воды на валки 2.

Устранение изгиба заднего конца раската провод т следующим образом.

Пусть при прокатке одного из слитков , например в 11-м проходе вперед, образовавшийс  изгиб переднего конца раската с параметрами R 4м, р 1,0 рад по какой- либо причине не устран ли. Искривленный передний конец раската по отношению к валкам из-за реверсивности прокатки в очередном 12-м проходе назад становитс  по отношению к валкам искривленным задним концом (фиг,2). Прокатка раската с изгибом заднего конца может также выполн тьс  предложенным способом. Дл  этого, как обычно, устанавливают заданный по схеме обжатий раствор валков. Перевод т ручной привод командозадающего блока 5 из положени  0 в положение Н, при этом приводы 3, валки 2 начинают разгон с номинальным ускорением iH 3 м/с2. Одновременно рольгангами 9 подают раскат 1 в раствор валков. На заданной скорости осуществл етс  захват раската 1 валками 2. После заполнени  очага деформации металлом, т.е. после надежного захвата, оператор стана воздействует на переключатель 7. В результате этого измен етс  установка задатчика 6 интенсивности от значени  пропорционального номинальному ускорению валков н 3 м/с . на значение пропорциональное i - 24 м/с2, и система приводы 3 - валки 2 - раскат 1 продолжает разгон с ускорением i 24 м/с2. Это приводит к тому, что к раскату 1, в том числе и к его изгибу заднего конца, прикладываютс  возбужденные ускорением распределенные силы инерции F, направление которых противоположно силам разгона Fp, а их сумма равна результирующей силе разгона , т.е. 2 fri 2FP+ Fen .На раскат 1, втом

числе и на его изгиб, действуют также распределенные силы т жести Fq. На фиг.2 изображены вектор силы инерции Fi, действующий на элементарный объем искривленной части раската и век гор силы т жести cq, действующий на тот же объем. Результирующа  сила F FI + Fq, действующа  на элементарный объем искривленной

части раската, создает относительно линии касани  раската 1 нижнего валка 2 выравнивающий (компенсирующий) изгиб момент силы Мв F X. Сумма моментов сил, действующих на всю искривленную часть раската , устран ет изгиб. После устранени  изгиба оператор снимает воздействие с переключател  7, Это приводит к изменению уставки задатчика 6 интенсивности от зна0 чени , пропорционального ускорению валков i 24 м/с2, на значение, пропорциональное номинальному ускорению валков iH 3 м/с 1. Дальнейший разгон системы приводы 3 - валки 2 - раскат 1

5 продолжаетс  с номинальным ускорением н 3 м/с и прокатку заканчивают, как обычно при нормальной прокатке.

Следует отметить, что в случае оснащени  прокатного стана датчиками дл  изме0 рени  параметров изгиба конца, раската, т.е. датчиками радиуса R и угла р , а также вычислительным устройством, определ ющим величину ускорени  валков, каждый изгиб может устран тьс  сообщением вал5 кам ускорени  конкретной величины,вычисл емой по формуле, приведенной в сущности изобретени .

Таким образом, предлагаемый способ реверсивной прокатки заготовок на обжим0 ных станах по сравнению с известным позвол ет сохранить темп, уменьшить цикл, а следовательно, повысить производительность процесса реверсивной прокатки, кроме того повышаетс  качество проката. Это

Claims (1)

1. 5 достигаетс  за счет приложени  к раскату усили  компенсирующего его изгиб в процессе прокатки путем сообщени  палкам ускорени  разного знака, при этом при прокатке переднего конца сообщают отри0 цательное ускорение, при прокатке заднего конца - положительное ускорение, определ емое по приведенной ранее формуле. Формула изобретени  Способ реверсивной прокатки, включа5 ющий приложение усили  к раскату, компенсирующего изгибы концов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества проката и производительности путем устранени  изгибов концов, приложе0 ни  усили  к раскату осуществл ют в процессе прокатки путем сообщени  валкам ускорени  разного знака, при этом при прокатке переднего конца сообщают отрицательное ускорение, при прокатке заднего

   5 конца - положительное ускорение, определ емое по формуле

   , о2 .Ч

   6R/9E Л

   (- + cos (/ - 1)

   .м/с

   о- сопротивление пластической деформации материала раската, н/м ;

   р - плотность материала раската, кг/м ;

   Е - модуль упругости материала раската , н/м ;

   R - радиус изгиба конца раската, м;

   р - центральный угол изгиба конца раската , м.

   r-iwv.jtfp.33

   4

   .te Sa-Vvj. f

   л.,м., вьлггКЛЛй iJ

   CWMTU i l J; flpusoq I1-7i

   Г

   V,

   v

   1/Ф/7.2

   0,25 Ј5 Ј75 f,0 /,25 Фм.З

   © Б1

   peg