СПОСОБ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ПОЛОС
METHOD FOR COLD ROLLING OF STRIPS

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении холоднокатаных полос и лент.
Известен способ производства листового проката, включающий последовательную деформацию полосы из прямоугольного в поперечном сечении профиля в волнообразный и снова в прямоугольный, причем полосе придают неравномерный волнообразный профиль в неравномерном волнообразном калибре, полушаг которого от середины бочки валка к периферии изменяют по соотношению
n
0
n
t=tk,
0
где t - начальный полушаг;
k- коэффициент, характеризующий интенсивность полушага, k>1;
n - порядковый номер полушага волны, считая от середины бочки валка к периферии (см. а.с. 719716 СССР, МКИ В21В 1/38).
В известном способе металл, наряду со смещением в продольном направлении, получает возможность перемещения в поперечном направлении. Однако такая возможность существенно ограничивается преобладанием продольного течения (плоской деформации) в объеме деформируемого металла. Поэтому неравномерность деформации по ширине неизбежно приводит к появлению значительной неплоскостности, а в случае использования подката с клиновидным поперечным профилем последняя будет сочетаться с серповидностью.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ прокатки полос, включающий деформацию заготовки между двумя цилиндрическими валками с регулированием формы полосы поворотом осей валков в плоскостях, параллельных плоскостям прокатки и с приложением к полосе переднего натяжения, при этом поворот осей валков осуществляют в одну сторону и на один угол, равный
,
где φ - угол поворота осей валков от положения, перпендикулярного оси прокатки, град;
β - величина угла исходной клиновидности полосы, рад;
α - угол захвата полосы в средней по ширине части;
причем ближайший к более толстой кромке полосы конец валков смещают в сторону выхода полосы из валков, а удельное натяжение к полосе прикладывают величиной, равной 0,68-0,85 предела текучести прокатываемого материала.
Недостатком известного способа является неравномерность деформации по ширине полосы, что неизбежно приводит к снижению качества полосы - появлению неплоскостности и серповидности, особенно при использования подката с клиновидным поперечным профилем.
Целью предлагаемого изобретения является повышение качества полосы путем устранения дефекта формы поперечного сечения полосы - клиновидность.
Указанная цель достигается тем, что в способе холодной прокатки полос, включающем деформацию заготовки между двумя цилиндрическими валками с регулированием формы полосы воздействием на оси валков в одну сторону, в плоскостях, параллельных плоскости прокатки, согласно изобретению воздействие на оси валков осуществляют путем деформирования валков и получения осей валков в виде линий второго порядка, расположенных в плоскостях, параллельных плоскости прокатки и ориентированных выпуклостью в сторону входа полосы в валки, при этом концы валков, расположенные со стороны более толстой кромки полосы, перемещают в сторону выхода полосы из валков, а концы валков, расположенные со стороны более тонкой кромки полосы, располагают перпендикулярно направлению прокатки.
Воздействие на оси валков путем деформирования валков и получения осей валков в виде линий второго порядка известно. Известно устройство для получения листового проката, включающее клеть, установленные в клети опорные и рабочие валки, подушки опорных валков и подушки рабочих валков, систему гидроизгиба рабочих валков, установленную в вертикальной плоскости, включающую в себя подушки опорных валков, установленных с каждой стороны клети и снабженных гидроцилиндрами, подушки рабочих валков, имеющие вертикальные отверстия, через которые проходят цилиндрические штоки, опирающиеся на плунжеры гидравлических цилиндров, пружины, удерживающие штоки в подушках рабочих валков, при этом плунжеры гидроцилиндров упираются непосредственно в подушки опорных валков. (см. А.А.Королев. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. - М., Машиностроение, 1985, с. 172-173). Однако воздействие на оси валков путем деформирования валков (посредством системы гидроизгиба рабочих валков) и получения осей валков в виде кривых линий осуществляют в вертикальной плоскости. Это обстоятельство снижает качество получаемой полосы, т.к. не обеспечивает исправление дефекта формы поперечного сечения полосы - клиновидность.
Отличительный признак: деформирование валков и получение осей валков в виде линий второго порядка, расположенных в плоскостях, параллельных плоскости прокатки, - неизвестен.
Отличительный признак: оси валков в виде линий второго порядка, ориентированных выпуклостью в сторону входа полосы в валки, - неизвестен.
Отличительный признак: концы валков, расположенные со стороны более толстой кромки полосы, перемещают в сторону выхода полосы из валков, - неизвестен.
Так как предлагаемое изобретение содержит неизвестные отличительные признаки, то предлагаемое изобретение соответствует условию «новизна».
Для специалиста в области холодной прокатки совокупность отличительных признаков: воздействие на оси валков осуществляют путем деформирования валков и получения осей валков в виде линий второго порядка, расположенных в плоскостях, параллельных плоскости прокатки и ориентированных выпуклостью в сторону входа полосы в валки (выпуклостью навстречу направлению прокатки), при этом концы валков, расположенные со стороны более толстой кромки полосы, перемещают в сторону выхода полосы из валков, а концы валков, расположенные со стороны более тонкой кромки полосы, располагают перпендикулярно направлению прокатки, - явным образом не следует из уровня техники, что эти отличительные признаки направлены на повышение качества полосы, а именно на устранение дефекта формы поперечного сечения полосы - клиновидность. Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретательский уровень.
Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже приведена схема осуществления способа.
ПКС
ТКС
РКС
На схеме (см. чертеж) изображены: прокатываемая полоса 1, имеющая исходный клиновидный профиль 2 поперечного сечения, и конечный профиль 3 прямоугольной формы поперечного сечения, рабочий валок 4, имеющий шейки 5. Позициями обозначены: 6 - ось прокатки, 7 - направление прокатки полосы 1, 8 - пятно контакта, 9 - изогнутая ось рабочего валка 4 (под действием горизонтального гидроизгиба). Оси валков в виде линий второго порядка ориентированны выпуклостью в сторону входа полосы в валки (выпуклостью навстречу направлению прокатки 7). Позицией 10 обозначена более толстая кромка и 11 - более тонкая кромка клиновидного профиля 2 прокатываемой полосы 1. Стрелками и символами на чертеже обозначены: F - усилия со стороны гидравлических цилиндров на подушки рабочих валков 4, V - продольная компонента скорости прокатываемой полосы 1, V - тангенциальная компонента скорости, V - результирующая компонента скорости, α - угол поворота осей шеек 5 рабочих валков 4 относительно друг друга.
ПКС
ТКС
ТКС
РКС
Способ осуществляется следующим образом. Перед прокаткой полосы 1, имеющей исходный клиновидный профиль 2, предварительно осуществляют следующие операции: через подушки рабочих валков 4 к шейкам 5 посредством гидравлических цилиндров системы гидроизгиба в горизонтальной плоскости прикладывают усилия F, в результате чего оси шеек 5 рабочих валков 4 поворачиваются на угол α относительно друг друга, оси 9 рабочих валков 4 деформируются и принимают вид линий второго порядка, при этом выпуклости осей 9 ориентируют (направляют) в сторону входа полосы 1 в рабочие валки 1 (выпуклостью навстречу направлению прокатки 7). Кроме того, расположенные со стороны более толстой кромки 10 полосы 1 концы рабочих валков 4 перемещают в сторону выхода полосы 1 из рабочих валков 4 (т.е. в направлении прокатки 7), а концы рабочих валков 4, расположенные со стороны более тонкой кромки 11 полосы 1, располагают перпендикулярно направлению прокатки 7 полосы 1. После этого прокатываемую полосу 1 задают в рабочие валки 4 и осуществляют ее деформирование. При этом металл, находящийся в области более тонкой кромки 11 прокатываемой полосы 1, деформируется с незначительным уширением, и направление продольной компоненты скорости V ориентировано параллельно направлению прокатки 7. Металл, находящийся в области более толстой кромки 10 прокатываемой полосы 1, деформируется как в направлении прокатки 7, так и в направлении тангенциальной компоненты скорости V (с уширением). Причем направление тангенциальной компоненты скорости V расположено параллельно изогнутой оси 9 рабочего валка 4, находящейся в области более толстой кромки 10 прокатываемой полосы 1. В итоге металл, находящийся в области более толстой кромки прокатываемой полосы 1, деформируется в направлении результирующей компонента скорости V. В результате чего в процессе прокатки конечный профиль 3 поперечного сечения прокатываемой полосы 1 принимает форму прямоугольника.
При прокатке полосы, клиновидность поперечного сечения которой направлена в другую сторону (т.е. более толстая кромка 10 полосы 1 и более тонкая кромка 11 полосы 1 меняются между собой местами), способ холодной прокатки полос осуществляют аналогичным образом.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что предлагаемый способ холодной прокатки полос работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе, что подтверждается примером осуществления способа. Холоднокатаная полоса, изготовленная по заявляемому способу, обладает высокой плоскостностью и прямоугольной формой поперечного сечения.