Патент на изобретение №2254945

(54) НЕРЕВЕРСИВНЫЙ СТАН ДЛЯ ПРОКАТКИ ТОНКИХ И ТОНЧАЙШИХ ЛЕНТ

(57) Реферат:

Изобретение относится к прокатному производству, точнее – к прокатке тонких и тончайших лент из стали и цветных металлов. Задача изобретения – повышение плоскостности лент. Нереверсивный стан для прокатки тонких и тончайших лент включает нажимной и натяжные механизмы, главный привод, предварительно взаимно прижатые друг к другу бочками опорные и рабочие валки, причем рабочие валки разного диаметра и один из них соединен с главным приводом. В соответствии с изобретением диаметр бочки приводного рабочего валка выполнен в 2…6 раз больше диаметра бочки неприводного рабочего валка. На бочке приводного рабочего валка по краям изготовлены бурты, расстояние между которыми выполнено по основанию на 10…15%, по вершинам на 15…20% шире прокатываемой ленты. Высоту буртов определяют в зависимости от технологических параметров прокатки и конструктивных размеров валка. Изобретение обеспечивает выравнивание поперечной разнотолщинности и создание условий для обжатия боковых кромок ленты без их пережатия. 4 ил.

Изобретение относится к металлургии, конкретно к производству листовой продукции, преимущественно к прокатке тонких и тончайших лент из стали и цветных металлов, и может быть использовано на предприятиях, производящих фольгу и тончайшие ленты.

Известен принятый в качестве аналога прокатный стан кварто, включающий натяжные устройства, рабочие валки разного диаметра и опорные валки, при этом приводными являются рабочий валок большего диаметра и опорный, на который опирается рабочий валок, меньшего диаметра. К рабочим валкам подводят разные моменты, позволяющие достигать большие вытяжки и уменьшать усилие прокатки (А.С. №738695, кл. В 21 В 1/00 от 05.06.80 г.).

Недостатком этого стана при прокатке тонких и тончайших лент, когда сплющивание рабочих валков больше толщины прокатываемой ленты, является значительное трение между боковыми не контактирующими с прокатываемой лентой участками бочек рабочих валков, ведущее к образованию дефектов на бочках рабочих валков и значительно ухудшающее качество кромок ленты, приводя к частым разрывам ленты на выходе.

Известен стан, принятый в качестве прототипа, где в клетях комбинированного стана с моталками применяют рабочие валки, отличающиеся друг от друга по диаметру. Верхняя часть валкового комплекта такого стана составляет половину стана кварто, включая большой рабочий валок и требуемый опорный, а нижняя часть представляет собой половину валкового комплекта многовалкового стана с рабочим валком малого диаметра (Третьяков А.В. Резервы станов холодной прокатки. Металлургиздат, Свердловское отделение, 1962 г. стр.175-182.).

Недостатком этого стана является существенная разница жесткостей верхней и нижней частей валкового комплекта, что ведет к нарушению плоскостности полосы и разнице вытяжек по ширине.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение плоскостности готовых лент путем естественного выравнивания вытяжек по ширине очага деформации в заданных условиях прокатки.

Достигаемый при этом технический эффект – обеспечение условий прокатки при пониженном уровне натяжений ленты и с пониженным числом обрывов на выходной стороне стана, а также с повышенным качеством в части точности геометрических размеров готовой ленты по ширине.

Поставленная задача и получаемый при этом технический эффект обеспечиваются тем, что нереверсивный стан для прокатки тонких и тончайших лент, включающий нажимной и натяжные механизмы, главный привод, предварительно взаимно прижатые друг к другу бочками опорные и рабочие валки, где рабочие валки разного диаметра и один из них соединен с главным приводом, причем диаметр бочки приводного рабочего валка выполнен в 2… 6 раз больше диаметра бочки неприводного рабочего валка и на бочке приводного рабочего валка по краям выполнены бурты, расстояние между которыми по основанию на 10… 15%, а по вершинам на 15… 20% шире прокатываемой ленты, при этом высота буртов составляет:

где h₁ – выходная толщина прокатываемой ленты в мм;

Р_бурта – усилие взаимного прижатия друг к другу рабочих валков по буртам приводного рабочего валка, тс· м;

L – длина бочки рабочих валков, мм;

А – расстояние между основанием буртов, мм;

– коэффициент пропорциональности, принимаемый равным 3,0 т/мм² при стальных валках и равным 8,0 т/мм² при твердосплавных валках, а

где М – крутящий момент на шпинделе приводного валка в тс· м;

D – диаметр бочки приводного валка в мм,

а диаметры бочек и шеек опорного валка для неприводного рабочего валка выполнены на 2… 10% больше, чем диаметры бочки и шеек опорного валка для приводного рабочего валка.

Предлагаемое изобретение представлено на фиг. 1… 4.

На фиг.1 показана схема нереверсивного стана для прокатки тонких и тончайших лент.

На фиг.2 показана конструкция и схема нагружения опорных и рабочих валков.

На фиг.3 показано продольное сечение, а на фиг.4 – вид в плане асимметричного обжатия подката h₀=h₁+ h + h_M.

Предлагаемый стан включает: натяжные устройства на входе 1 и на выходе 2, рабочие валки, где неприводной малого диаметра 3 и приводной 4 большего диаметра в 2… 6 раз. Опорные валки для приводного рабочего валка 5 и с увеличенным по отношению к нему на 2… 10% бочкой и шейками, опорные валки 6 для неприводного валка малого диаметра. Нажимное гидравлическое устройство 7, предварительно прижимающее опорные и рабочие валки друг к другу.

На краях бочки приводного рабочего валка большого диаметра (см. фиг.2) выполнены бурты 8 согласно зависимостям (1) и (2). Расстояние между основаниями буртов “А” выполнено на 10… 15%, а между вершинами буртов на 15… 20% шире прокатываемой ленты. Длина бочки рабочих валков L и их диаметры, выполненные: для D – приводного – исходя из обеспечения требуемого сплющивания в месте контакта приводного рабочего валка и его опорного _оп= , а для d – неприводного – исходя из обеспечения сплющивания p= -h_1, достаточны для гарантированного сцепления приводного и неприводного рабочих валков при прокатке.

Работа предложенного стана производится следующим образом: исходный подкат от натяжного устройства на входе подается и зажимается в натяжном устройстве на выходе; рабочие валки неприводной малого диаметра и приводной большего диаметра и их опорные валки гидравлическим устройством предварительно нагружают раскат с усилием, равным Р=Р_пр+Р_бурта (где Р_пр – усилие прокатки). Включают главный привод и производят асимметричную прокатку, где валок малого диаметра с большей степенью обжимает раскат из-за большей кривизны его дуги захвата l_с.

Асимметрия обжатий создает растягивающие напряжения в очаге деформации за счет противоположной направленности сил трения очага деформации на контакте металла с приводным рабочим валком большего диаметра _б и неприводного рабочего валка малого диаметра _м (см. фиг.3).

Это растяжение металла равномерной по ширине величиной напряжения _т производится между значительными, затрудняющими неравномерность вытяжек по ширине, зонами сплющивания (см. фиг.4): В’В_оС_оС’ – в зоне выхода и А_оА’D’D_o – в зоне входа очага деформации, что в пластической зоне очага А’В’С’D’ 9 производит самовыравнивание вытяжек по ширине (плоскостность) за счет образования поперечных напряжений _в, обеспечивающих перетекание металла по ширине.

Высокая точность равномерного по величине h₁ (см. фиг.2) межвалкового зазора между рабочими образующими неприводного и приводного рабочих валков обеспечена равенством жесткостей приводного рабочего валка и его опорного и неприводного рабочего валка и его опорного увеличением на 2… 10% диаметров бочки и шеек на опорном валке для неприводного рабочего валка.

Способность в предложенном стане передавать крутящий момент за счет трения между буртами приводного валка и бочкой неприводного валка показана на частном примере.

Исходные данные: D=170 мм; d=80 мм; L=400 мм; В=205 мм; h₁=0,25 мм; подкат h₀=0,050 мм; Р_пр=40 тc; h= h + h_M=0,025 мм; l=1,25 мм.

1. Определяем момент прокатки М=Р_пр· 1=40· 10^-3· 1,25=0,05 тс· м.

2. Момент на каждом из валков

3. При коэффициенте трения =0,1 необходимое усилие на буртах передачи момента М_м составит:

4. Фактическое усилие прижатия Р_бурта, определяемое по формуле (2):

5. В результате

что гарантирует требуемую работу стана.

Предложенный нереверсивный стан для прокатки тонких и тончайших лент позволяет естественным путем выравнивать поперечную разнотолщинность и создает предпочтительные условия для качественного обжатия боковых кромок без их пережатия. Эти особенности позволяют на предложенном стане получать высокоточные и планшетные ленты при значительном уменьшении числа обрывов лент по причинам некачественных кромок.

Формула изобретения

Нереверсивный стан для прокатки тонких и тончайших лент, включающий нажимной и натяжной механизмы, главный привод, предварительно взаимно прижатые друг к другу по бочкам опорные и рабочие валки, где рабочие валки разного диаметра и один из них соединен с главным приводом, отличающийся тем, что диаметр бочки приводного рабочего валка выполнен в 2…6 раз больше диаметра бочки неприводного рабочего валка и на бочке приводного рабочего валка по краям изготовлены бурты, расстояние между которыми равно по основанию на 10…15%, по вершинам на 15…20% шире прокатываемой ленты, при этом высота буртов, , составляет

где h₁ – выходная толщина прокатываемой ленты, мм;

Р_бурта – усилие взаимного прижатия друг к другу рабочих валков по буртам приводного рабочего валка, тс·м;

L – длина бочки валков, мм;

А – расстояние между основание буртов, мм;

– упругая постоянная материала валков, принимаемая равной 3,0 т/мм² при стальных валках и 8,0 т/мм² при твердосплавных валках, а

где М – крутящий момент на шпинделе приводного валка, тс;

D – диаметр бочки приводного валка, мм,

а диаметры бочек и шеек опорного валка для неприводного рабочего валка выполнены на 2…10% больше, чем диаметры бочки и шеек опорного валка для приводного рабочего валка.

РИСУНКИ