способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков сортопрокатной клети

Классы МПК:B21B1/16 для прокатки проволоки и прочих изделий малого сечения 
Автор(ы):, , , , , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-07-30
публикация патента:

Изобретение предназначено для обеспечения возможности прокатки качественных сортовых профилей в полном соответствии с действующими стандартами и повышения выхода годного. Способ включает прокатку с регламентированием упругого перемещения ручьев калибра по оси X и по оси Y. Расширение диапазона регулирования режима деформации обеспечивается за счет того, что регламентирование упругих перемещений ручьев калибра валков сортопрокатной клети осуществляют в виде зависимости способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 , которая обеспечивается взаимосвязью между жесткостями клети по осям Х - Мх и Y - My в виде способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 где способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 - угол отклонения усилия прокатки Р от оси Y. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

Формула изобретения

1. Способ прокатки круглых профилей, включающий регламентирование упругих перемещений ручьев калибра валков сортопрокатной клети, отличающийся тем, что устанавливают взаимосвязь между величинами упругих перемещений ручьев калибра валков по осям Х и Y в каждый момент прокатки в соответствии с соотношением:

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

где способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 х - упругое перемещение ручья калибра по оси X;

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у - упругое перемещение ручья калибра по оси Y.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что устанавливают взаимосвязь между величинами колебаний усилий прокатки по осям Х и Y в любой момент прокатки в соответствии зависимостью:

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 Px/способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 Py=tgспособ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 ,

где способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 Рх - колебание усилия прокатки Р по оси X;

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 Ру - колебание усилия прокатки Р по оси Y;

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 - угол отклонения усилия прокатки Р от вертикальной оси Y.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что устанавливают взаимосвязь между величинами жесткостей клети по осям Х и Y в соответствии с уравнением:

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

где Мх - жесткость клети по оси X;

My - жесткость клети по оси Y.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургического машиностроения и может быть использовано при создании рабочих клетей сортовых прокатных станов. Вопросы регламентирования упругих перемещений ручьев калибра при прокатке сортовых профилей играют практически важную роль, так как определяют степень соответствия прокатываемого профиля действующим стандартам, а также выход годного проката.

Определяющим фактором при регламентировании упругих изменений положения ручьев калибра при прокатке сортовых профилей является взаимосвязь между упругими перемещениями ручьев калибра по осям Х - способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 х и Y - способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 y.

Известно два способа регламентирования упругих перемещений ручьев калибров валков сортопрокатных клетей.

В 1-м способе, который принят за аналог, "Сапожников А.Я. Предварительно напряженные клети повышенной нагрузочной способности для точной прокатки сортового металла. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 1968, с.167" за базу регламентирования принято положение, "что для получения одинаковых отклонений размеров проката изменения деформаций клети в осевом и радиальном направлениях должны быть равны", но как показала эксплуатация клетей с таким регламентированием, равенство деформаций клети в осевом и радиальном направлениях сокращает диапазон регулирования режима деформаций и снижает выход годного проката.

Во 2-м способе регламентирования, который принят за прототип, «Бурлачков Ю.П. Создание, исследование и внедрение клетей новой конструкции для прокатки сортовых профилей повышенной жесткости. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 1975, с.44» за основу регламентирования принято положение "равенство потерь допуска по причинам радиальной и осевой деформаций клети", а "деформации клети определяются через усилия и жесткости", что является недостатком рассматриваемого способа, т.к. изменения размеров прокатываемого профиля являются следствием колебаний усилий прокатки, а не абсолютными их значениями. В принципе, оба известных способа регламентирования базируются на одном условии

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

поэтому сокращение диапазона регулирования режима деформаций и уменьшение выхода годного проката будет иметь место не только в 1-м, но и во 2-м способе регламентирования, что подтверждается также исследованиями, приведенными ниже.

Влияние перемещений ручьев на размеры калибра и, соответственно, прокатываемого в нем профиля, рассмотрено на примере изменения положения ручьев диагонального квадрата. Так как процесс симметричный, то рассмотрены перемещения только верхнего ручья. Перемещения по оси Y, как следует из равнобедренного и прямоугольного способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 АВС, изменяется на одинаковую величину, равную

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

Перемещение способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 х, если рассматривать равнобедренный и прямоугольный способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 CDE, одну из сторон квадрата уменьшает, а другую увеличивает на величину

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

А так как

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

то, следовательно, разность между сторонами квадрата

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

При прокатке круга

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

а овальность

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

Из уравнений (3), (7) и (9) получено, что

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

а с учетом условия (1)

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

Стандартами точность круглых профилей регламентируется предельными отклонениями диаметра круга способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 уро и овальностью, которая не должна превышать 50% от величины способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 уро.

Если обе части уравнения (11) разделить на параметр способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 уро, то получим выражение

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

Из уравнения (12) следует, что отношение предельной овальности к предельному отклонению диаметра круга, равное 0,5, достигается при отношении способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у/способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 уро=0,353. При способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у/способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 уро>0,353 будет иметь место брак по овальности.

Таким образом, условие равенства перемещений по осям Х и Y (1) сокращает диапазон регулирования режима деформации и способствует снижению выхода годного по овальности.

Техническим результатом предлагаемого способа регламентирования упругих перемещений ручьев калибров валков сортопрокатных клетей является прокатка сортовых профилей в полном соответствии с требованиями стандарта.

Технический результат достигается тем, что в его основу в полной мере заложены требования стандарта, а именно, что предельная овальность не должна превышать половины предельного отклонения по диаметру, т.е.

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

Из уравнения (13) следует, что предельная овальность круга имеет место только при предельном отклонении диаметра круга, а в остальных она меньше этой величины и пропорциональна способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у, что улучшает геометрические свойства круга и других сортовых профилей.

Перемещения способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 х и способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у определяются изменениями усилий прокатки способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 Рх и способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 Ру, а также жесткостями Мх и My по уравнениям

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

Вследствие неточностей изготовления ручьев калибров и их взаимного расположения, а также погрешностей настройки привалковой арматуры относительно ручьев калибра усилие прокатки Р отклоняется от вертикали на угол способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 , причем отклонения равновероятны как в одну, так и в другую стороны от вертикали. Взаимосвязь между усилиями Рх и Ру определяется очевидным соотношением

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

Так как колебания способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 Рх и способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 Ру являются малыми величинами более высокого порядка, то

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

из которого следует, что

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

Из совместного решения уравнений (3), (7) и (13) найдено, что

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

Из соотношений (17), (18) и (19) получено, что

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

а из выражений (18) и (20) найдено, что

способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444

Предложенный способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков сортопрокатной клети поясняется чертежами, где на:

- фиг.1 рассмотрено влияние упругих перемещений ручьев способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 х и способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у на изменение размеров диагонального квадратного калибра;

- фиг.2 определяется влияние упругих перемещений ручьев способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 х и способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у на

изменение размеров круглого калибра;

- фиг.3 приведена пояснительная схема к определению взаимосвязи между силами Рх и Ру;

- фиг.4 показано влияние изменения положения овального сечения на перемещения ручьев круглого калибра по оси X.

Предлагаемый способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибров валков сортопрокатных клетей осуществляют следующим образом:

1. Находят зависимость между упругими перемещениями ручьев калибра по осям Х - способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 х и Y - способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у, которая бы максимально учитывала требования действующих стандартов к форме и размерам прокатываемых профилей. В рассматриваемом случае таковым является выражение (19).

2. Задают величину угла способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 . Исследованиями работы сортовых прокатных станов установлено, что способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 5°.

3. По зависимости (21) находят отношение осевой и радиальной жесткостей способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 .

4. Расчетом по известным методикам определяют жесткость клети My, далее по найденному в п.3 отношению Мx/Му=0,247 находят осевую жесткость Mx.

5. Проектируют клеть с расчетными в п.4 величинами жесткостей My и Mx. Сравнение изменений овальности в функции радиальных перемещений способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у при известном условии (1) и предлагаемом регламентировании в виде соотношения (19) приведено в таблице. В качестве исходных данных принят ГОСТ 2590-88, в котором прокат стальной горячекатаный круглый 05способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 19 мм обычной точности имеет предельные отклонения по диаметрам - 0,8 мм и по овальности - 0,4 мм.

№ № пп способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у, мм Изменение овальности в условиях, мм
способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 x=способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 успособ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444
10,1 0,140,05
2 0,20,28 0,10
3 0,3 0,420,15
4 0,40,57 0,20
5 0,5 0,710,25
6 0,60,85 0,30
7 0,7 0,990,35
8 0,81,13 0,40

Анализ табличных результатов расчета показывает, что при известном условии способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 х=способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у предельная овальность, равная 0,4 мм, достигается при способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у=0,28 мм, а при предельном отклонении по диаметру, равном 0,8 мм, т.е. способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у=0,8 мм, овальность составит 1,13 мм, что превышает предельную овальность 0,4 мм в 2,83 раза. Таким образом, условие способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 х=способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у сокращает диапазон регулирования режима деформации и снижает выход годного проката по причинам превышения предельной овальности. Кроме того, сокращенный диапазон регулирования требует более частых остановок стана для подстроек режима деформации, что, в свою очередь, уменьшает производительность.

Предлагаемый способ регламентирования упругих перемещений ручьев валков сортопрокатной клети устраняет отмеченные выше недостатки, т.к. в полной мере учитывает требования ГОСТ 2590-88, а именно, что предельная овальность не должна превышать половины предельного отклонения по диаметру. Из этого условия следует, что предельная овальность круга имеет место только при предельном отклонении диаметра круга, а в остальных случаях она меньше этой величины и пропорциональна способ регламентирования упругих перемещений ручьев калибра валков   сортопрокатной клети, патент № 2408444 у, что, в свою очередь, улучшает геометрические свойства круга и других сортовых профилей.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2408444

patent-2408444.pdf

Класс B21B1/16 для прокатки проволоки и прочих изделий малого сечения 

способ производства металлических ромбических профилей -  патент 2515781 (20.05.2014)
высокопрочный, высоковязкий тонкий стальной пруток и способ его изготовления -  патент 2494165 (27.09.2013)
способ производства круглого сортового проката из автоматной стали -  патент 2493267 (20.09.2013)
способ производства катанки -  патент 2491358 (27.08.2013)
способ прокатки стальных сортовых профилей -  патент 2465079 (27.10.2012)
способ производства горячекатаной канатной катанки -  патент 2457911 (10.08.2012)
способ транспортировки проката для укладки на холодильник и устройство для его осуществления -  патент 2390394 (27.05.2010)
прокатный стан с несколькими выходными секциями -  патент 2380178 (27.01.2010)
способ производства круглого сортового проката в бунтах и устройство для его реализации -  патент 2368436 (27.09.2009)
способ производства проволоки -  патент 2350410 (27.03.2009)
Наверх