Способ образования мотка

Способ образования мотка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к прокатно1 производству, в частности к способам образования мотков, преимущественно рулонов горячекатаной полосы . Цель изобретения - повышение механическ1гк свойств рулона за счет равномерного распределения температуры по виткам сматываемой полосы. При образовании рулона производят свертывание полосы в спираль в виде рлсходящегося конуса с диаметром каждого последующего витка, равным 1,002- 1,0025 диаметра предьиушего витка для полос малых толщин и 1,03-1,04 для полос больших толщин. При оГфазовании спирали производят наложение кромок последующего витка на предыдущий с шагом, равным 0,005-0,050 щирины полосы. Наложение кромок последующего витка на предыдугрш ведут с гарантированным зазором и перед формованием рулона во внутреннюю полость спирали подают охладитель по винтовой линии формирования ее витков. Лиаметр первого витка в спирали формируют равным 0,975-1,025 от внутреннего диаметра рулона. 4 з.п. ф-лы, 1 ил. 4 табл. с ifi (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (s?) 4 В 21 С 47/00

/гу г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4161535/23-27 (22) 15. 12. 86 (46) 30.04.88 Бюл. ?."- 16 (71) Институт черной металлургии (72) В.В.Костяков, В.Л.Мазур, В.А.Тригуб и A.Í.ÈàðêîB (53) 621.772.068(088.8) (56) Королев A.À. Механическое оборудование прокатных цехов ° М.:

Металлургия, 1959, с. 487-489. (54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ МОТКА (57) Изобретение относится к прокатному производству, в частности к способам образования мотков, преимущественно рулонов горячекатаной полосы. Цель изобретения — повышение механических свойств рулона за счет равномерного распределения температуры по виткам сматываемой полосы. При образовании рулона производят свертывание полосы в спираль в виде рас— ходящегося конуса с диаметром каждого последующего витка, равным 1, 0021,0025 диаметра предыдушего витка для полос малых толщин и 1,03-1,04 для полос больших толщин. При пбразовании спирали производят наложение кромок последующего витка на предьгдущий с шагом, равным 0,005-0,050 ширины полосы. Наложение кромпк последующего витка на предыдукрш ведут с гарантированным зазором и перед формованием рулона во внутреннюю полость спирали подают охладитель по винтовой линии формирования ее витков. Диаметр первого витка в спирали формируют равным 0,975-1,025 от внутреннего диаметра рулона.

4 з.п. ф-лы, 1 ил. 4 табл.

1391758

И 1обретение относится к прокатному производству, в частности к способам образования мотков преимущественно рулонов горячекатаной полосы.

Цель изобретения — повышение мехаггггческих свойств рулона путем равномерного распределения температуры по виткам сматываемой полосы.

На чертеже показана схемаобразова-10 ния рулона (где P — сила сжатия спирали, D„„ диаметр первого витка, НО Ч

D„,„- диаметр последующего витка) .

Спираль при свертывании полосы формируют в виде расходящегося кону-15 са с диаметром каждого последующего витка, равным 1,002-1,0025 диаметра предыдущего витка для полос малых толщин и 1,03-1,04 для полос больших толщин, причем свертываниИ ведут 20 с наложением кромок последующего витка на предыдущий, а формирование рулона ведут путем сжатия силой P c двух сторон полученной спирали до перекрытия витков по всей ширине сма- 25 тываемой полосы. Кроме того, наложение кромок последующего витка на предыдущий ведут с шагом, равным 0,0050,050 ширины полосы и наложение кромок осуществляют с гарантирован- 30 дым зазором, при этом диаметр первого витка формируют равным 0,975-1,025 от внутреннего диаметра рулона, а перед формированием рулона во внутреннюю полость спирали подают охлалитель по винтовой ликии формирова—

35 ния ее витков.

Количественные значения величины перекрытия витков выбраны иэ следующих соображений. Uar наложения 40 последующего витка на предыдущий менее 0,005 ширины полосы не обеспечивает устойчивого состояния свернутой полосы в спираль по винтовой линии вследствие восстановления поло- 45 сы за счет упругих свойств ее металла. Величина шага наложения последующего витка на предыдущий более

0,050 ширины полосы нецелесообразна, так как происходит значительное лереэО крытие двух витков, а в месте наложения температура металла и условия охлаждения отличаются от температуры и условий охлаждения металла без наложения кромок. Кроме того, так как кромки полосы являются наиболее

"холодгиг пг" участками полос вследствие худших по сравнению с другими

v tа, тками словийг (приток тепла идет только в одном направлении от средних участков, а отток — в трех направлениях: вверх и в сторону — излучением и конвекцией — и вниз — излучением и теплоотдачей роликам рольганга и охлаждающей их воде), перекрытие кромок полосы при свертывании ее по винтовой линии с шагом, равшлм

0,005-0,050 ширины полосы, позволяет на наиболее "холодных участках полосы (по ширине полосы) создать условия для повышения температуры холодных участков до температуры остального металла и тем самым создать условия охлаждения одинаковыми для всех участков металла полосы. Свертывание полосы в спираль по винтовой линии с незначительным перекрытием кромок витков позволяет всем виткам свернутой полосы остывать в идентичных условиях и тем самым исключить условия неравномерного остывания витков средней части рулона (по толщине намотки) и наружных и внутренних. Это ведет к повышению механических свойств металла полосы вслед; ствие равномерного распределения температуры по Виткам сматываемой полосы.

Величины увеличения диаметра последующих витков по отношению к диаметру предыдущего и диаметр первого витка выбирают исходя из того, что диаметр барабана разматывателя на стане холодной прокатки предусматривает установку на него рулона после горячей прокатки полос с внутренним диаметром, равным диаметру барабана мотал-ки стана горячей прокатки полос или изменение внутреннего диаметра с допуском +ЗЯ. Величина диаметра первого витка, равная 0,975-1,025 от

Внутреннего диаметра рулона (который определяется требованием для внутреннего диаметра рулона при по— следующем переделе), обеспечивает как раз допуск +37. Например, при диаметре барабана моталки или разматывателя 850 мм диаметр (внутренний) рулона после сжатия с двух сторон полученной спирали до перекрытия витков по всей ширине сматываег1ой полосы составляет 0,975 х 850

828,75 мм, 1,025 х 850 = 871,25 мм, т.е. не выходит за допуск +2 мм лля внутреннего диаметра рулоггов.

При наружном диаметре рулонов

2700 мм и внутреннем 850 мм при смотке в рулон полосы толщиной 2 Mtt в

1391 /58 рулоне находится порядка 450 витков (2700-850):2:2, л при, смотке в рулон таких же размеров полосы толщиной 30 мм — порядка 30 витков

5 (2700-850): 2: 30. Для рулонов с большим (максимальным) количеством витков (450) диаметр каждого последующего витка в 1,002-1,0025 больше диаметра предыдущего. Так, если дилметр10 первого витка равен 850.мм, то диаметр последнего витка 850 х 1,002 х х 450 = 2088 м11 или 850 х 1,0025 х х 450 = 2614,46 мм. Увеличение диа— метра последу>зщего витка свыше 15

1,0025 раз от диаметра предыдущего ведет к тому, что нлружный1 диаметр рулона после сжатия с двух сторон спирали до перекрытия витков по всей ширине сматываемой полосы становится 20 очень большим и для таких больших рулонов затруднена обработка и перевозка, так как все транспортное и перерабатывающее оборудование рассчитано на рулоны с наружным диаметром не t>o-25 лее 2700 мм. уменьшение диаметра последующего витка менее 1,0020 рлэ lto отношению к диаметру предыдущего также нецелесообразно, так как в этом случае потребуются значительные усилия для сжатия полученной спирали в период формирования рулона вгледствие возникновения значительных снл трения в месте наложения одного витка на другой и при дальнейшем сжатии полученной спирали до перекрытия витков по всей ширине сматываемой полосы. Аналогично для рулонов с малым количеством витков (30) нецелесообраэ но увеличивать диаметр последующего

40 витка свыше 1,04 диаметра предыдущего вследствие значительных габаритов рулонов и уменьшать диаметр последующего витка ниже 1,03 диаметра предыдущего вследствие возникновения значительных сил тре1птя на контактной поверхности в месте наложения одного витка на другой и при дальнейшем формировании рулона.

Кроме того, для ускорения процесса остывлния свернутой в спираль полосы по винтовой линии предусматривается подача во внутреннюю полость спирали охладителя по винтовой линии формирования ее витков.Это обеспечивает равномерный отбор тепла по всей ширине свернутой спирали перед формированием рулона, л также равномерное охлажцение всех витков спирали.Наложение кромок последующего витка нл прелы,уп(ий г 1лрлнтированным, зазором н«обх,.lt. (о;11я того, чтобы при формирован>ьн ру 1 >1<л путем сжатия спирали с двух «т<>t>(>tt до перекрытия витков ITo I<««11 яя<ри>1( сматываемой пс lochf рулон н«Г>,(. I t>;Tctli — щен (т.е. в готовом руд< и« tl(t l>ttсутствовали большие зазоры,(< >н 1, 1<1<т— ками, что при манипуляциях г р "1< ном может привести к порче нить«н It гнижению выхода годного ли«то(<«>го tip«> ката).

Предлагаемый(слогot> <я i.t;t(«гн >яется следую(цим образом.

Для реализации спосоГл н«(: (<и.l(> устлновить сразу цосле по(. T(: 11(tt к.<«вЂ”

wиc Tonoй гpyrrttht tttttpot, oп o.. I oг н (> г п стл на горячей прокатки lн;1 уг трой<- т— вл: устройство для сперт<,1н;1ния Itutln-.

cht, выходящей из посл ;Ill(и кл(. Tlt ста†на в спираль по винтовой дини<, и уcT ройство для сжатия с двух T<>p< tt полученной спирали до перекрытия витков по всей ширине сматывлем< и п(>лог ы (т. е. для окончательного (1>орм<(ро1<л— ния рулона). Кроме того, способ предусматривает также нлttt«t»c у(.тройгт— ва для подачи внутрь получ(нно11 спирали охладителя по винтовой я<инни фор1(ирования ее витков. По 1огл горячекатаного металла, выходя пз последней чистовой клети, поплдлет в устройство для свертывания IT(T 1(>(в спираль по винтовои лини<1 ?? ?????????????????????? ????????????, ?? ??????????????????????1(????111 <???????????? ?? ?????????????????????? ?????????????? ?? ?????????????? ???????????????????????? ?????????? ???? ?????????????????? ?? ??????????????????????. ?????????????????????? lto.(to??t,l ?? ?????????????? ???????????????????? ???? ????>(ентл вь(хода хвостового участка полосы из последней клети стана. При >том;<илметр первого витка равен задлвл«мому дилметру. После свертывания вг ей полосы в спираль во внутреннюн попоет>, полученной спирали осуществляют подлчу охладителя по винтовой линии формирования ее витков. Охллд<<в тл>.»ht образом полученную спирлдь до .<лялиной температуры, прекрлщлют 1<о;(лчу охладитепя и спираль с двух сторон с;кимают с помощью специл..(ьно>о мающего устройства да перонt>l ITII>1 (« витков по всей ширине смлт(п<лг".1<>й оолосы, Получения(й таким обрл зом рудо(1 направляется дальше для по(н(« tel<>ltt(го передела. При этом охладит< .11ь,"1 >ж(<о и не подавать (исходя иэ трс Г(>tl;I lift . по ь!ехд ннче(»им с T

Пример. Проклтынлют н горч«тет»

СОСТОЯНИИ тРИ Tr<«:1(TCгш тОЛШИНОй 2 МТ! и ширинс и .300 мм из стали «сп.

Одну полосу с!»лтынлют пл моталке ° в рулон с внутренним диаметром 100 мм и нлружшгм 200 «»т», рулон охлаждают на воздухе, вторую свертынают в спи- 10 раль в виде расходящегocÿ коши с диаметром liPðíîãо нитка 100 MM и диаметр каждого последуя«щего витка увеличивают в 1,0025 раз по отношению к днзметру первого витка, а пало- 15 жение кромок последующего витка на предыдущии составляет 0,05 (1,5 мм) ширины полосы. Полученную спираль

Охлаждают нл воздухе. Третью полосу свертывлют в спираль с плрдт 1етра- 20 ми технологии, аналогичными свертыванию второй полосы, но охлаждение полученной спг»рлл«! осуществляют Hp нл спокойном воздухе, л путем подачи во внутреннюю полость охллдителя 25 (воды) ысллд»«нл«с>т термоплры через определенное количег7 I»o Н7»»с тлнных витков (для измерения температуры витков), Всего было усTà!«oëëåHo термопар (<>-е после намотки клждых 5 витков полосы — ".,10,15 и 20 витков и 2-е

3S после нлт»отки первого витка и перед нлт!Откой последнег о нитка) . Температуру соответствующт»х нитков после свертывания полосы н спираль изме- 40 ряют контактной термопарс и.

Результаты измерения температуры витков каждой из полос показаны в табл.1.

Вторую и третью полосы затем сжи45 мают с двух сторон до получения перекрытия пс 1»се!» шир!!Не витков, . Зкспериментл.«>ьные данные показывают, ЧтО НЕРаВНОМЕРНОС"ГЬ РаСПРЕДЕЛЕНИЯ температуры по виткам сматывлемой полосы значительно снижается согллс— но !треп«!л«-lемому способ . Если для первогс р .«она рлзность Гемперлтур ме«тстт у «(р л«! н >-н»1» нитка«»и и . р ед ними

r Ос тля,тч (т с3 пл ч ля ы1»ТЙ и< РТ»од Ох— о ллж»»е««т»я < «Z 0, 7»o(че 1 ч охллжпе — 55

<« ния >О !., Г<«;т:«я гг< (1»>с I о p « . 1(«нл с nl

lTл« I«!<>1»«< cll<«(<«б< («н,l

c nc « « l< «ч (т 1 (. г «(1 I,«л< ", 1 «к»с ния

<- ?? ?? ?? ???????????? 1 ?? ?? ???????????? ?????????????????? ??????????????. ?????? ???????????????? ???????????? ?????????? ?????????????????? ?????????????????????? ???? ???????????? ?? ????????????> также снижается до 15 (; н начальп»п» период охлаждения и, кроме того, ускоряется процесс остынания свернутой в спираль полосы до ТрМ перлтуры, приемлемой для дальней>пей обработки рулона. После полногn ос тьгнлпия всех трех рулонов (перногo спустя 8,5 ч и второго спустя « ч) («тбирлют пробы от хвостовой, средней и головной члстей смотанной полосы для проведения механических испытаний.

Резульч лт»! мехлнг»ческих 1»сп>.!тлний

nпытн,Ix рулонов представлpíû в табл 2.

Результаты исп»!таний показывают, что механические свойства металла рулонов полос, произведенных соглдс— но предлагаемому способу, вследствие рлнпо«»ерного распределе«!Ня тет.«г«ературы по виткам смотанной полосы, характеризуются равномерностью распределения по длине полос и вследствие более быстрого охлаждения свернутой спирал!» имеют более высокое значение, чE!! металл цолосы, с«»о ганный н рулон на моталк» !» характер«»зующийся черавномернос«ью рас.прецеления температуры по витя";T pgлон-(.

Лналогг»чнг! исси довлния проводят при с7ормиронан!»»» рулона горячеклтлн(«го проката при смотке полосы толщиной

»1 мм из стали 3 с.п со«ласно предлагаемому и известному с:пособам. Идин рулон сматывают нл моталке с ннутрен— ним llHQMc TpoM 100 .»и и паруж«п и!

500 мм из полосы «ш»риной »00 мм.

Вторая попсса свернута в спираль н ниде рлс.ходящегося конуса диаметром первого витка 100 мм и диаметром клждого последующего нитка в 1,О< ра— за боль!пе, чем диаметр первого нитка и наложение кромок последующего витка нл предыдущий (oc7 71»l!srp Г 0,05 ширины полосы (15 мм) . Опирал» ох— ллждают на воздухе. Для третьей пол<— сы свертывание в спираль произ!»одят л налог ич но B Topolf Il oil ocp, Ho «хл!1ждают внутреннюю пс>лость водой по нинтОВОЙ лиlп»и (т«орме»рс«на«11»»1 ее Бит»(««l

II течей т»а 1 ч. Зл Г(;и прои 1 водят < «> ë— тие гторо»» и третьей l»o.l< сы il(T IIOZ«p.

КР»«ТИЯ ВИ ГК О В !ТО Г((.« I llllfP I»!T(. .Эк< перит!ентл««ь««О«. >««!«е teilñ «llrp Гем пераrypll по виткам ».1«1<(т»Т< х о «>, ««<ых

I 191758

Т а б л и ц а 1

Температура витков н местах установки термопар,еС, начиная с первого, внутреннего витка

Т- ГТехнология смотки

ПОЛОСЫ

15 20

Смотка по.,i« .61 на барабане (н рулон) и охлаждение ру»»она на воз470

450 400

410

425

455

215

230

245

260

250

210 дух е

Свертьгваниг !!О»осы н c и!!раль и охлажде н ие спира »и ll;I !»озду345

355

360

350

150

115

115

120

120

120

115 хе рулонон) и механичесKltf игпь»тания металла рулонов полог. показа!»ы в табл.3 и 4.

Резул ьтаты 1»е ха!!иче ск их испытании 5 полос толщиной R мм также показывают, что достигается поставленная цель — повышение механических свойств путем равномерного рагпределения температуры по виткам сьатываемой полосы. Проведенный эксперимент доказывает технологическую осуществимость способа и указывает на возможность выравнивания распределения тем15 пературы по виткам сматынаемой полосы и увеличения вследствие этого механических свойств металла полосы.

Технико-экономический эффект 20 от внедрения изобретения по сравнению с базовым объектом обеспечивается повышением механических свойств готового проката вследствие более равномерного распределения температуры по виткам сматываемой в рулон полосы и их более быстрого охлаждения. Кроме того, применение данного способа н листопрокатных цехах при производстве горячекатаных полос позволяет сократить дчину отводящего конвейера, исключить из линии стана моталку для смотки полос н рулон, увеличить устойчивость рулона к образованию телескопичности, снизить

его деформацию в радиальном напранле35 нии (для рулонов, транспортируемых в горизонтальном по.1ожении) и уменьшить продолжительность охлаждения рулонов и, следовательно снизить капиталь!»ые затрать! на с троительство новых станов горячей прокатки.

p tf v Jl а и з О б р <1 т < !! !» tl

1. Способ обра.»онания »отк,l, прс— имущественно рудо»»а горячоl,ат,»»f<)»» пОЛОсы нключающl»Й сверть»на! I»f< »lочо сы и спираль lto винтовой Jllf!litt! <» !»оследующее формирование ру. Iît»:l < т— л -» ч а ю шийся тем, что, г це— лью повышения механических гнойгтн рулона за счет равномерного распределения температуры по н» ткам гматывагмой полосы, спираль при свертывании полосы формируют в ниде расходящегося конуса с диаметром каждого последующего витка» равнь»м 1,002-1,0025 диаметра предыдущего витка для полос

ttaJI6Ix толщин и 1,03-1,04 для полос больших толшин, причем свертывание ведут с наложением кромок последующего витка на предыдущий, а формирование рулона — путем сжатия с обеих сторон полученной спирали до перекрытия вигков по всей ширине сматываеttOIf ПОЛОС61 °

Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что наложение кромок последующего витка на предыдущий ведут с шагом, равным 0,005-0,050 ширины полосы.

3. Способ по п.1, о т л и ч а »ошийся тем, что перед формированием рулона во внутреннюю полость спирали подают охладитель по винтовой линии формирования ее витков.

4 ° Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что наложение кромок последующего витка на предыдущий ведут с гарантированным зазором.

5. Способ по п.1, о т л и ч а к шийся тем, что диаметр первого витка формируют равным 0,975-1,025 от внутреннего диаметра рулона.

1391751

Продолжение табл.1

Технология смотки попосы у,г

285

280

275

280

290

285

24

30

23 ее витков

П р и м е ч а н и е: В числителе дана температура витков, спустя 100 с после окончания прокатки и смотки полос в рулон при. свертывании в трубу, в знаменателе — температура витков спустя 1 ч с начала охлаждения.

Т а б л и ц а 2

Технология смотки полос

Механические свойства металла. полос г

Головная часть (виток 1) Средняя часть полосы (виток 15) Хвостовая часть (виток 25) G н/мм Q н/мм

6, н/мм 6, н/мм

Gg H/мм 4 H/MM

320

440

295

400

325 450

Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали на воздухе

370

490

485

380

390 500

420

545

530

430

435 540

Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали принудительно водой по винтовой линии формирования

CMOTKB на барабане в рулон и охлаждение рулона на воздухе

Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали водой а

Температура витков в местах установки термопар, С, начиная с первого, внутреннего витка

1 3917 >8

Таблица

Технология смотки полосы

Температура витков в местах установки тер.юпаг, (: начиная с внутреннего витка

r.Г Г480

510

530

500

470

290

320

340

310

280

410

390

400, 420

415

145

140

150

455

150

315

320

330

325

330

50

50

П р и м е ч а н и е: В числителе дана температура витков спустя 100 с после окончания прокатки, в знаменателе — температура витков спустя 1 ч с начала охлаждения.

Та блица 4

Механические свойства металла попос

Технология смотки полос

Хвостовая часть (виток 20) Средняя часть полосы (виток 10) Головная часть (виток 1) 5, н/мм 6 н/мм

425

390

310

260

300 420

480

460

360

340

350 470

400

510

530

395

400 520

Смотка полосы на барабане (в рулон) и охлаждение рулона на воздухе

Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали на воздухе

Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали принудительно водой по винтовой линии формирования ее витков

Смотка полосы на

Оарабане в рулон и охлаждение рулона на воздухе

Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали на воздухе

Свертывание полосы в спираль и охлаждение спирали водой

g н/мм g<,н/мм 5 H/èì (э, и/мм

1391758

Редзктор С П «сина

Составитель В Гринберг

Техред M дидь корректор М .. !емчцк

Заказ 1845/13 Тираж 709

ВНИИПИ Гос

Подписное осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Мос

Осква, Ж-35, Раушская наб., д 4/5 а ., д.

Производств лно-пол .играфическое предприятие r. Уж е, r. жгород, ул. 11роектлая, 4