способ дрессировки отожженной стальной полосы
Классы МПК: | B21B1/28 холодной |
Патентообладатель(и): | Трайно Александр Иванович (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2011-05-31 публикация патента:
20.10.2012 |
Изобретение относится к металлургии, конкретно к прокатному производству, и может быть использовано при получении холоднокатаной листовой стали с высоким качеством отделки поверхности. Способ включает прокатку полосы с относительным обжатием 0,5-3,0% в валках с регламентированной шероховатостью и с приложением к полосе переднего и заднего натяжений, при этом заднее натяжение устанавливают согласно соотношению: где T0, T1 - заднее и переднее натяжение полосы, соответственно, кгс; p - нормальное давление прокатки, кгс/мм2; B - ширина полосы, мм; R - радиус валка, мм; - угол захвата, рад; H - абсолютное обжатие, мм; =arctgf - угол трения, рад; f - коэффициент трения. Изобретение обеспечивает снижение анизотропии шероховатости поверхности полосы. 1 табл.
Формула изобретения
Способ дрессировки отожженной стальной полосы, включающий прокатку полосы с относительным обжатием 0,5-3,0% в валках с регламентированной шероховатостью и с приложением к полосе переднего и заднего натяжений, отличающийся тем, что заднее натяжение устанавливают согласно соотношению:
где T0, T1 - заднее и переднее натяжение полосы соответственно, кгс;
p - нормальное давление прокатки, кгс/мм;
B - ширина полосы, мм;
R - радиус валка, мм;
- угол захвата, рад;
Н - абсолютное обжатие, мм;
=arctgf - угол трения, рад;
f - коэффициент трения.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к металлургии, конкретно к прокатному производству, и может быть использовано при получении холоднокатаной листовой стали с высоким качеством отделки поверхности.
Известен способ дрессировки отожженной стальной полосы, согласно которому осуществляют ее прокатку в валках с регламентированной шероховатостью (шлифованных или насеченных) и с приложением к полосе переднего и заднего натяжений [1].
Известен также способ дрессировки отожженной стальной полосы, согласно которому величину переднего натяжения устанавливают по математической зависимости, исходя из ее сечения и температуры [2].
Недостатки известных способов состоят в том, что полоса в процессе дрессировки приобретает анизотропную шероховатость поверхности.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ дрессировки отожженной стальной полосы, включающий ее прокатку с относительным обжатием 0,5-3,0% в валках, имеющих регламентированную шероховатость. Регламентированную шероховатость валков создают путем их электроэрозионной обработки (насечки). Прокатку осуществляют с приложением к полосе переднего и заднего натяжений.
Недостаток известного способа состоит в том, что вследствие контактного скольжения полосы по микровыступам шероховатых валков в зоне опережения очага пластической деформации на поверхностях полосы формируются продольные бороздки. В результате полоса приобретает анизотропную шероховатость поверхности: высота микронеровностей Ra и показатель плотности пиков N (штук на см длины) в поперечном направлении выше, чем в продольном. Это, в свою очередь, ухудшает функциональные свойства полосы, в частности штампуемость и окрашиваемость.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении анизотропии шероховатости поверхности полосы.
Для решения технической задачи в известном способе дрессировки отожженной стальной полосы, включающем ее прокатку с относительным обжатием 0,5-3,0% в валках, имеющих регламентированную шероховатость, и с приложением к полосе переднего и заднего натяжений, согласно изобретению проводят измерение или расчет нормального давления прокатки, а заднее натяжение устанавливают согласно соотношению
где T0, T1 - заднее и переднее натяжение полосы соответственно, кгс;
p - нормальное давление прокатки, кгс/мм2;
B - ширина полосы, мм;
R - радиус валка, мм;
- угол захвата, рад;
H - абсолютное обжатие, мм;
=arctgf - угол трения, рад;
f - коэффициент трения.
Сущность изобретения состоит в следующем. Для того чтобы уменьшить анизотропию шероховатости поверхности полосы, следует снизить ее контактное скольжение по шероховатым валкам. В идеальном случае перенос изотропной шероховатости с валков на полосу возможен, если всю протяженность очага деформации будет занимать зона прилипания. Однако при холодной прокатке отожженных стальных полос с относительным обжатием 0,5-3,0% зона прилипания в очаге деформации отсутствует.
Но если заднее натяжение полосы деформации установить согласно предложенной зависимости, скольжение полосы по поверхностям валков будет близко к нулю. Изотропная шероховатость валков будет с минимальными искажениями отпечатываться на поверхности полосы. Это снизит анизотропию шероховатости поверхности полосы.
Экспериментально установлено, что обеспечить изотропную шероховатость полосы возможно, если величину заднего натяжения Т0 , при которой скорость полосы на выходе из валков будет равна их окружной скорости, следует устанавливать, исходя из предложенного соотношения
Данное соотношение получено экспериментальным путем для случая прокатки отожженной полосы с относительным обжатием 0,5-3,0% в шероховатых валках. Переднее натяжение T1 в экспериментах устанавливали исходя из получения дрессированной полосы с минимальной неплоскостностью.
Экспериментально установлено, что при относительном обжатии менее 0,5% не устраняется площадка текучести на диаграмме растяжения образцов, ухудшается штампуемость полос, не обеспечиваются заданные параметры шероховатости ее поверхности. При относительном обжатии более 3,0% возрастает анизотропия шероховатости поверхности полос, ухудшаются их вытяжные свойства.
Примеры реализации способа
Рабочие валки одноклетевого дрессировочного стана кварто 1200 с радиусом бочки R=150 мм подвергают насечке колотой чугунной дробью для создания шероховатости с параметрами: Ra =3,0 мкм, N=220 шт./см.
Насеченные рабочие валки заваливают в клеть. Рулон отожженной полосы толщиной H0 =0,5 мм и шириной B=900 мм из стали марки 01ЮТ устанавливают на разматывателе. Передний конец полосы заправляют в стан и моталку. Нажимными механизмами устанавливают относительное обжатие полосы =2,0%. С помощью электродвигателей разматывателя и моталки создают предварительное заднее натяжение T0=14300 кгс и переднее натяжение T1=6000 кгс.
Производят дрессировку короткого участка полосы на заправочной скорости 0,5 м/с с усилием прокатки Р=27675 кгс и измеряют нормальное давление прокатки p=25,0 кгс/мм2.
Нормальное давление прокатки p при дрессировке может быть рассчитано по известным формулам Е.М.Третьякова и определено из усилия Р прокатки:
где H=0,01 мм - абсолютное обжатие, соответствующее значению =2,0%.
Коэффициент трения при дрессировке без смазки в насеченных валках по справочным данным составляет f=0,23. Исходя из него определяют угол трения :
=arctgf=arctg0,23=0,226 рад.
Рассчитывают угол захвата:
Рассчитывают требуемую величину заднего натяжения:
Заднее натяжение полосы увеличивают до значения T0=18258,9 кгс и осуществляют дрессировку всей полосы. В процессе дрессировки на полосе формируется изотропная шероховатость поверхности с заданными параметрами: Ra =1,6 мкм; N=190 шт./см, одинаковыми по всем направлениям измерения.
Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблице.
№ п/п | , % | Шероховатость поверхности полосы | |||
Вдоль | Поперек | ||||
Ra | N | Ra | N | ||
1 | 0,4 | 1,2 | 160 | 1,5 | 230 |
2 | 0,5 | 1,7 | 200 | 1,7 | 200 |
3 | 2,0 | 1,6 | 190 | 1,6 | 190 |
4 | 3,0 | 1,7 | 195 | 1,7 | 195 |
5 | 3,5 | 1,4 | 180 | 1,8 | 130 |
6 | 2,0 | 1,3 | 170 | 1,6 | 190 |
Технико-экономические преимущества предложенного способа дрессировки заключаются в том, что при установке заднего натяжения полосы по соотношению
обеспечивается наиболее полный перенос изотропной шероховатости с валков на полосу без искажений, поскольку в зоне выхода полосы из очага деформации, где окончательно формируется ее микрорельеф полосы, контактное скольжение полосы по поверхности валка отсутствует. Этот режим прокатки реализуется в предложенном способе за счет распространения зоны отставания на всю длину очага деформации, а опережение становится равным нулю.
Снижение анизотропии шероховатости стальной отожженной полосы повышает ее качество, способствует увеличению выхода металлопродукции с 1-й группой отделки поверхности, цена реализации которой выше. Это обеспечивает повышение рентабельности производства холоднокатаной листовой стали на 7-10%.
Литература
1. Комановский А.З. Листопрокатное производство. Справочник, М.: Металлургия, 1979, с.136.
2. Патент РФ № 2016680, МПК B21B 1/28, 1994 г.
3. Беняковский М.А., Масленников В.А. Автомобильная сталь и тонкий лист. Ч.: Издательский дом «Череповец», 2007, с.348-351.