способ намотки холоднокатаных полос в рулон
Классы МПК: | B21C47/02 намотка или навивка |
Автор(ы): | Божков А.И., Титов Е.В., Настич В.П., Чернов П.П., Кукарцев В.М., Ракитин С.А., Складчиков В.М. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат", Липецкий государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-06-15 публикация патента:
20.09.2003 |
Изобретение относится к области прокатного производства, в частности к способам намотки холоднокатаных полос на барабан моталки. Сущность изобретения: способ намотки холоднокатаных полос в рулон на барабан моталки заключается в заправке полосы на барабан с натяжением в 2-2,5 раза больше технологического, последующим снижением натяжения по линейному закону до технологического и намотки полосы до конечного диаметра рулона с постоянным технологическим натяжением, отличающийся тем, что снижение натяжения производят до диаметра рулона 900-1000 мм, при этом в процессе намотки изменение натяжения по ширине полосы на текущем участке по диаметру рулона осуществляют по определенному выражению. Изобретение обеспечивает предотвращение потери устойчивости внутренних витков рулона после снятия его с барабана моталки, снижение свариваемости витков при отжиге в колпаковых печах и уменьшение, таким образом, вероятности возникновения дефектов поверхности готового проката типа "излом", "пятна слипания сварки", "полосы, линии скольжения", выравниванию механических свойств проката в рулоне по его высоте и радиусу в процессе отжига в колпаковых печах. 2 ил., 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
Способ намотки холоднокатаных полос в рулон на барабан моталки заключается в заправке полосы на барабан с натяжением в 2-2,5 раза больше технологического, последующим снижением натяжения по линейному закону до технологического и намотки полосы до конечного диаметра рулона с постоянным технологическим натяжением, отличающийся тем, что снижение натяжения производят до диаметра рулона 900-1000 мм, при этом в процессе намотки изменение натяжения по ширине полосы на текущем участке по диаметру рулона осуществляют по выражению![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
где
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212296/2212296-3t.gif)
где k - коэффициент, определяющий уровень натяжений в зависимости от толщины и ширины холоднокатаной полосы, МПа;
k= -279+2458
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212027/8226.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212027/8226.gif)
hcp, В - среднее значение толщины по ширине холоднокатаной полосы и ширина полосы, мм;
h(B) - толщина холоднокатаной полосы по ее ширине, мм,
причем минимальные значения
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к прокатному производству, в частности к способам намотки холоднокатаных полос на барабан моталки. Известен способ, заключающийся в намотке полосы на барабан моталки с изменением натяжения на участках с длиной полосы от L1 до L2 и от L3 до L4 по линейному закону и постоянным натяжением на участках на длине полосы L1, от L2 до L3, от L4 до Lnoл, причем при заправке полосы на барабан натяжение принимают равным удвоенному технологическому натяжению ([1], А.с. 1639822 СССР, В 21 С 47/02, 07.04.1991 г., бюл. 13). Недостатком данного способа является то, что повышенные натяжения на участках от L3 до L4 и от L4 до Lnoл приводят к увеличению межвиткового давления, свариванию витков в процессе отжига в колпаковых печах и возникновению дефекта "излом" при размотке на дрессировочном стане. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ намотки холоднокатаной полосы в рулон, по которому первые пять витков наматывают с повышенным натяжением, например, для углеродистых сталей в 2-2,5 раза больше технологического, с последующим снижением натяжения до технологического на 50-100 оборотах моталки ([2], А.с. 332883 СССР, В 21 С 47/02, 21.03.1972 г., бюл. 11). Недостаток известного способа состоит в том, что его целью является только предотвращение потери устойчивости внутренних витков рулона после снятия его с барабана моталки и параметры намотки не учитывают перераспределение межвиткового давления по высоте рулона, которое при неблагоприятном сочетании поперечного профиля полосы и распределения натяжений по ее ширине на выходе стана могут способствовать возникновению очагов сваривания витков на отдельных участках по высоте рулона при его отжиге в колпаковых печах. Техническая задача изобретения - предотвращение потери устойчивости внутренних витков рулона после снятия его с барабана моталки, снижение свариваемости витков при отжиге в колпаковых печах и уменьшение, таким образом, вероятности возникновения дефектов поверхности готового проката типа "излом", "пятна слипания сварки", "полосы, линии скольжения". Кроме того, как показано и экспериментально обосновано в работе ([3] А.с. 963595 СССР, В 21 С 47/00, 07.10.82, бюл. 37), выравнивание межвиткового давления в рулоне способствует выравниванию механических свойств проката в рулоне по его высоте и радиусу в процессе отжига в колпаковых печах. Решение поставленной задачи достигается за счет изменения натяжения по диаметру рулона таким образом, что заправку полосы на барабан моталки производят с натяжения в 2-2,5 раза больше технологического, последующим снижением натяжения по линейному закону до технологического до диаметра рулона 900-1000 мм и дальнейшей намотки полосы до конечного диаметра с постоянным технологическим натяжением, а также изменения натяжения по ширине полосы в зависимости от ее поперечного профиля, причем минимальное значение натяжения в каждом сечении по ширине полосы должно быть больше или равно значению погрешности измерения натяжения. Дефекты поверхности проката часто образуются при размотке рулона со "сваренными" витками. На "сваривание" витков при отжиге в колпаковых печах основное влияние оказывает характер распределения межвиткового давления по радиусу рулона и ширине полосы. Повышение межвиткового давления на отдельных участках по радиусу рулона и ширине полосы за счет неравномерности его распределения приводит к возникновению очагов "сваривания". Величина межвиткового давления находится в прямой зависимости от величины натяжения, с которым рулон был намотан на непрерывном стане. Для анализа напряженно-деформированного состояния рулона, снятого с барабана моталки, по его диаметру нами была использована теоретическая модель, представленная в [4] (Мазур В.Л. Производство листа с высококачественной поверхностью. К.: Технiка, 1982. - 166 с). Результаты, полученные с помощью данной модели, показали, что намотка с натяжением в 2-2,5 раза больше технологического и последующее снижение натяжения до технологического до диаметра рулона 900-1000 мм, при изменении внешнего диаметра рулона от 1800 до 2000 мм, обеспечивает минимальный перепад межвиткового давления по радиусу рулона. Как известно ([5], Павельски О., Расп В., Мартин Г. Дефекты, возникающие в результате сваривания витков рулонов холоднокатаной полосы при отжиге в колпаковых печах// Черные металлы. 1989. 4. с. 12-20), процесс "сваривания" витков происходит в период охлаждения рулона, когда результирующее межвитковое давление определяется его двумя составляющими - межвитковым давлением, обусловленным остаточными напряжениями в рулоне после снятия его с барабана моталки (максимальная величина составляет порядка 10-12 МПа), и сжимающими термическими напряжениями, возникающими за счет температурного градиента по радиусу рулона после нагрева (максимальная величина составляет порядка 20-25 МПа). Намотка рулона с предложенным изменением натяжения по его диаметру дает возможность снизить максимальное значение суммарного межвиткового давления в период охлаждения на 5-7 МПа, что позволяет уменьшить степень сваривания витков. Как показал расчет напряженного состояния рулона, увеличение натяжения в начале намотки в 2-2,5 раза от технологического не приводит к потере устойчивости внутренних витков после снятия рулона с моталки. Таким образом была установлена величина натяжения при заправке и диаметр рулона, до которого происходит снижение натяжения до технологического, т.е. получен закон изменения натяжения по диаметру рулона![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212030/948.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
где
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212296/2212296-2t.gif)
k=-279+2458
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212027/8226.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212027/8226.gif)
hcp, В - среднее значение толщины по ширине холоднокатаной полосы и ширина полосы, мм;
h(B) - толщина холоднокатаной полосы по ее ширине, мм. Уравнение зависимости коэффициента k от толщины и ширины холоднокатаной полосы было получено в результате статистической обработки экспериментальных данных. Для снижения вероятности появления дефектов поверхности полосы необходимо прокатывать со "скрытой" неплоскостностью ([6], Божков А.И., Настич В. П. Плоскостность тонколистового проката. М.: ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 1998. - 264 с. ). Намотка с "явной" неплоскостностью может привести к свариванию витков рулона по его высоте на участках с искажениями плоскостности. Из-за случайного наложения неплоских участков друг на друга площадь контакта между витками уменьшается и в данных местах под действием межвиткового давления процесс их сваривания протекает более интенсивно по сравнению с плоскими участками. Поэтому полосы необходимо прокатывать с таким распределением натяжений по ее ширине, чтобы в каждом отдельном сечении выполнялось условие
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212041/8805.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212020/916.gif)
где
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212020/916.gif)
![способ намотки холоднокатаных полос в рулон, патент № 2212296](/images/patents/258/2212052/963.gif)
Класс B21C47/02 намотка или навивка