Патент на изобретение №2311975
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УСТРОЙСТВО, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СЛЯБОВ, ЛИСТА ИЛИ ПОЛОСЫ, А ТАКЖЕ ПРОДУКЦИЯ, ПОЛУЧЕННАЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭТОГО УСТРОЙСТВА
(57) Реферат:
Устройство предназначено для повышения качества обработки металлических слябов, листа или полосы. Устройство содержит прокатную клеть с зазором между двумя приводными валками. Возможность измельчения зерна и закрывания пор, образовавшихся в металле при литье, обеспечивается за счет выполнения устройства таким образом, чтобы прокатывать между валками металлические слябы, лист или полосу, подаваемые под углом от 5 до 45° к линии, перпендикулярной к плоскости, через которую проходят центральные оси валков, или валками, имеющими различные окружные скорости, разница между которыми составляет не менее 5% и не более 100%, при условии, что прокатку металлических слябов, листа или полосы производят с одинаковым сдвигом по их толщине. Металлические слябы, лист или полоса, полученные с помощью устройства, имеют одинаковый сдвиг по их толщине и могут быть выполнены из алюминия, стали, меди, магния или титана или сплавов этих металлов. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил. к плоскости Р, причем угол Опорные и направляющие валки 15a, b, 16a, b, 17a, b и 18a, b размещаются между прокатными клетями для того, чтобы направлять сляб 12 в прокатные клети 12 и 13 после того, как он будет прокатан в прокатной клети 11, и для того, чтобы служить ему опорой при транспортировке. Валки 11а и 11b имеют различный диаметр, так что при данной одинаковой угловой скорости они имеют различные окружные скорости. Валки 12а, 12b также имеют различные диаметры, однако в этом случае различие является обратным. Такая компоновка означает, что сдвиг в слябе 2 во время его прохождения через прокатные клети 11, 12 будет иметь обращенный профиль. Материал, смещенный во время прохождения через прокатную клеть 11, некоторым образом смещается в обратном направлении при прохождении через прокатную клеть 12. В этом приведенном в качестве примера варианте реализации прокатная клеть 13 имеет валки 13а и 13b с одинаковым диаметром. Эта клеть прокатывает сляб 2 обычным образом, но и валкам 13а, 13b может быть придана различная скорость вращения и, соответственно, различная окружная скорость. В последнем случае прокатная клеть 13 также будет способствовать сдвигу в слябе 2. Очевидно, что устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, может использоваться для прокатки слябов, листа и полосы из различных металлов, таких как сталь, алюминий, нержавеющая сталь, медь, магний или титан, и может прокатывать также два или более сляба, уложенных поверх друг друга. Слябы могут состоять из металлов или сплавов, отличающихся друг от друга. В случае необходимости можно внести в устройство изменения, находящиеся в пределах возможностей специалистов в данной области техники. Устройство, которое описано выше и проиллюстрировано на чертеже, позволяет направлять через устройство слябы, лист или полосу и прокатывать их в устройстве с образованием рулона. Ясно, что прокатные клети могут быть также иным образом расположены относительно друг друга, чтобы позволять использовать больше или меньше прокатных клетей, и что устройство может также использоваться всего с одной прокатной клетью 11. Валки могут также по желанию иметь различные диаметры и/или вращаться с различными угловыми скоростями. Поддержка и/или направление слябов, листа или полосы может также осуществляться с использованием других средств. Можно также заменить подающую поверхность 10 другими подающими средствами, такими как рольганг или единственный подающий валок для полосового материала, этот подающий валок должен быть размещен таким образом, чтобы полосовой материал пропускался в зазор между валками прокатной клети 11 под углом Другой непоказанный вариант реализации устройства, являющегося предметом настоящего изобретения, заключается в отказе от подающей поверхности 10 и в наличии по меньшей мере двух прокатных клетей, например прокатной клети 11 и прокатной клети 12, причем валки этих прокатных клетей имеют различную окружную скорость и различие в окружной скорости составляет не менее 5% и не более 100%. Размещение и дальнейшая конструкция прокатных клетей могут быть идентичными тому, что показано на чертеже, и могут аналогичным образом изменяться. Изобретение будет объяснено со ссылкой на пример реализации. Были проведены опыты с использованием слябов из алюминия марки АА7050 толщиной 32,5 мм. Эти слябы прокатали один раз в устройстве для обработки с двумя валками, из которых верхний валок имел диаметр 165 мм и нижний валок имел диаметр 135 мм. После прокатки толщина слябов составила 30,5 мм. Слябы подавали под различным углом в диапазоне от 5° до 45°. Температура слябов при их вводе в устройство составляла приблизительно 450°С. Привод двух валков осуществлялся со скоростью 5 оборотов в минуту. После прокатки сляб обладал некоторой кривизной, в значительной степени зависевшей от угла подачи. Прямизна сляба после прокатки может в значительной степени определяться углом подачи, в этом контексте оптимальный угол подачи будет зависеть от степени обжатия сляба, типа материала или сплава и от температуры. Для алюминиевого сляба, прокатанного в ходе описанного выше опыта, оптимальный угол подачи составил приблизительно 20°. Угол сдвига в 20° был измерен на алюминиевых слябах, которые были прокатаны в соответствии с опытом, описанным выше. Используя эти измерения и обжатие сляба, можно рассчитать эквивалентную деформацию в соответствии со следующей формулой: Эта формула используется для представления деформации в одной размерности и известна из книги “Fundamentals of metal forming” by R.H.Wagoner and J.L.Chenot, John Wiley & Sons, 1997. Следовательно, в слябах, прокатанных в соответствии с опытом, эквивалентная деформация равна В случае прокатки обычными валками сдвиг по толщине листа не имеет места и эквивалентная деформация составит только (обработка на основе однородной деформации по всей толщине листа). Следовательно, прокатка с использованием способа, являющегося предметом настоящего изобретения, позволяет получить эквивалентную деформацию, которая в три-четыре раза превышает ту, которая получается при обычной прокатке без разницы в окружной скорости. Большая эквивалентная деформация означает уменьшение пор в материале, увеличение рекристаллизации и, следовательно, усиление измельчения зерна, и более обширное разрушение частиц вторичной фазы в слябе. Эти результаты в целом известны специалистам в этой области техники в случае возрастания эквивалентной деформации. Поэтому прокатка в соответствии с изобретением означает значительное улучшение полученных свойств материала в результате использования способа, являющегося предметом настоящего изобретения.
Формула изобретения
1. Устройство для обработки металлических слябов, листа или полосы, содержащее прокатную клеть с двумя приводными валками с зазором между ними для прокатки между валками металлических слябов, листа или полосы, характеризующееся тем, что оно снабжено средством подачи, которое выполнено с возможностью подачи слябов, листа или полосы между валками под углом от 5 до 45° к линии, перпендикулярной к плоскости, через которую проходят центральные оси валков, для прокатки слябов, листа или полосы с одинаковым сдвигом по их толщине. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство подачи выполнено с возможностью подачи слябов, листа или полосы между валками под углом от 10 до 25° к линии, перпендикулярной к плоскости, через которую проходят центральные оси валков, предпочтительно под углом от 15 до 25° и более предпочтительно под углом порядка 20°. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что средство подачи представляет собой поверхность подачи или рольганг. 4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что угол между средством подачи и прокатной клетью может регулироваться. 5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что прокатная клеть выполнена таким образом, что в процессе работы валки прокатной клети имеют различные окружные скорости, и различие между этими окружными скоростями составляет не менее 5% и не более 100%, и предпочтительно не менее 5% и не более 50%, и еще более предпочтительно не менее 5% и не более 20%. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что валки имеют различный диаметр и/или могут приводиться во вращение с различной скоростью вращения. 7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что устройство содержит несколько последовательно расположенных в направлении прокатки прокатных клетей с приводными валками. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что в процессе работы металлический сляб, лист или полоса подаются под углом от 5 до 45° по меньшей мере в одну из общего количества последовательно расположенных прокатных клетей, предпочтительно под углом от 10 до 25° и более предпочтительно под углом от 15 до 25°, причем угол предпочтительно может регулироваться. 9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из общего количества последовательно расположенных прокатных клетей выполнена таким образом, что в процессе работы валки имеют различную окружную скорость, причем валки предпочтительно имеют различный диаметр и/или могут приводиться во вращение с различными скоростями вращения. 10. Устройство по одному из пп.7-9, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из общего количества последовательно расположенных прокатных клетей имеет зазор между валками, расположенный за пределами плоскости симметрии зазора между валками других прокатных клетей. 11. Устройство по одному из пп.7-10, отличающееся тем, что опорные ролики расположены перед одной или несколькими последующими прокатными клетями относительно направления прокатки, чтобы служить опорой и/или направлять металлический сляб, лист или полосу. 12. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оборудовано с обеих сторон средствами подачи, которые сконструированы для подачи слябов, листа или полосы между валками под углом от 5 до 45° к линии, перпендикулярной к плоскости, через которую проходят центральные оси валков, более предпочтительно под углом от 10 до 25°, причем угол между средствами подачи может регулироваться в пределах от 0 до 45°, а валки могут приводиться во вращение в обоих направлениях. 13. Устройство для обработки металлической полосы, содержащее прокатную клеть с зазором между приводными валками, причем клеть предназначена для прокатки металлической полосы между валками, характеризующееся тем, что оно снабжено одной или несколькими последующими прокатными клетями с приводными валками, причем прокатная клеть и одна или несколько последующих клетей выполнены с возможностью прокатки в валках, имеющих различные окружные скорости, отличающиеся не менее чем на 5% и не более чем на 100%, с одинаковым сдвигом по толщине полосы. 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что разница между окружной скоростью составляет не менее 5% и не более 50% и предпочтительно не менее 5% и не более 20%. 15. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что валки прокатной клети или последующих прокатных клетей имеют различный диаметр и/или могут приводиться во вращение с различной скоростью вращения. 16. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из общего количества последовательно расположенных прокатных клетей имеет зазор между валками, расположенный за пределами плоскости симметрии зазора между валками других прокатных клетей. 17. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что опорные ролики расположены перед одной или несколькими последующими прокатными клетями относительно направления прокатки, чтобы служить опорой и/или направлять металлический сляб, лист или полосу. 18. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что средства подачи размещены перед прокатной клетью относительно направления прокатки и выполнены таким образом, чтобы направлять полосу между валками под углом от 5 до 45° к линии, перпендикулярной к плоскости, через которую проходят центральные оси валков, предпочтительно под углом от 10 до 25° и более предпочтительно под углом от 15 до 25°, причем средство подачи предпочтительно представляет собой поверхность подачи или рольганг. 19. Металлический сляб, лист или полоса, произведенные с использованием устройства по одному из пп.1-12, характеризующиеся тем, что имеют одинаковый по толщине сдвиг. 20. Металлический сляб, лист или полоса по п.19, отличающиеся тем, что выполнены из стали, нержавеющей стали, алюминия, меди, магния или титана или же одного из сплавов этих металлов. 21. Металлическая полоса, произведенная с использованием устройства по одному из пп.13-18, характеризующаяся тем, что имеет одинаковый по толщине сдвиг. 22. Металлическая полоса по п.21, отличающаяся тем, что выполнена из стали, нержавеющей стали, алюминия, меди, магния или титана или же одного из сплавов этих металлов.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
обычно равен приблизительно 20°. Угол