книги из ГПНТБ / Шор Э.Р. Новые процессы прокатки

Глава III

ПРОКАТКА ЛИСТОВ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ С НАТЯЖЕНИЕМ

При прокатке листов переменного сечения непрерывно изме­

няется давление металла на валки, вследствие чего изменяется упругая деформация (валков. Это приводит к появлению Хлопу­ нов, гофра и к короблению прокатываемых листов. Известно, что

при прокатке обычной полосы натяжение предотвращает появ­ ление указанных дефектов и способствует получению гладкой поверхности. В связи с этим целесообразно осуществить про­

катку листов переменного сечения с натяжением. При прокатке штучных листов с натяжением нельзя использовать намоточно­ натяжные барабаны, применяемые на обычных лентопрокатных станах, так как при этом большая часть листа (начиная с перед­ него конца) будет прокатываться без натяжения. Поэтому уст­ ройство для прокатки штучных листов с натяжением должно

обеспечить захват листа на ходу (по выходе из валков) и быст­ рое возрастание усилия натяжения до заданной величины. Необ­

ходимо также обеспечить плавное приложение натяжения к про­ катываемому листу, так как при ударном приложении нагрузки появляется опасность обрыва прокатываемых листов. Толщина листа переменного сечения непрерывно изменяется, поэтому для обеспечения постоянного удельного натяжения, общее усилие,

прилагаемое к переднему концу листа, должно изменяться в про­ цессе прокатки. Листы переменного сечения .можно прокатывать

и с постоянным общим усилием натяжения, но тогда удельное на­ тяжение в процессе прокатки будет изменяться.

Впервые конструкция натяжного устройства для прокатки штучных листов была разработана ВНИИМЕТМАШ и уста­ новлена на стане дуо 900', предназначенном для прокатки кли­ новых листов из легких сплавов.

1. НАТЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО

Основными узлами натяжного устройства (рис. 43) являют­ ся: зажимной механизм 1, натяжная каретка 2 и привод ее 3.

1 Натяжное устройство разработано под руководством инж. В. Л. Доб­ кина, по предложению и при участии автора и С. П. Грановского.

800 1340

родвигателя постоянного тока мощностью 100 кет через двухсту­ пенчатый редуктор i—15,75. Выходной вал редуктора соединен с валом, на котором насажены звездочки цепной передачи. Ра­ бота стана с натяжным устройством осуществляется следующим образом: каретка подводится в крайнее переднее положение — к

валкам. Автоматически включается пневматический цилиндр, с

помощью которого раскрываются губки механизма захвата ли­ ста. Стол задачи листа в валки при определенном растворе вал­ ков совершает движение, при котором зажатый прижимом лист захватывается валками, а конечный выключатель, установлен­ ный на пути стола, дает импульс на включение (с определенной

выдержкой времени) пневматического цилиндра механизма за­ хвата листа н привода каретки. Груз механизма захвата падает и смыкающимися губками производится захват переднего конца

листа, а каретка начинает двигаться в сторону, противополож­

ную валкам.

Так как скорость движения каретки после разгона превыша­ ет установившуюся скорость прокатки, то создается натяжение

в листе.

Остановка каретки после прохода всего листа через валки производится на расстоянии, несколько большем, чем длина ли­ ста. Для свободного вытаскивания листа губки раскрываются под действием бокового рычага механизма захвата, который на­ езжает на линейку, установленную на раме натяжного устрой­ ства. После того как прокатанный лист вынут из губок, включает­

ся подъемный стол, поднимающий лист для удобства снятия его с рольганга. Затем подъемный стол опускается, а каретка и стол задачи возвращаются в исходное положение для прокатки но­ вого листа.

Прокатку можно проводить как с переменным, так и с посто­ янным усилием натяжения. При работе с постоянным натяжени­

ем величина натяжения определяется установкой реостата сель­ синного потенциал-регулятора, которая в процессе прокатки ли­

ста остается неизменной. В этом случае величина натяжения ог­

раничивается прочностью тонкого конца листа.

Переменное (уменьшающееся) натяжение к концу прокатки может быть осуществлено путем приложения усилия как к тон­ кому, так и к толстому концам листа. Для этого необходимо

включить в работу сельсин-датчик и приемник. Сельсинов-дат­ чиков имеется два. Один датчик работает в зависимости от из­

менения раствора валков, второй — в зависимости от изменения

длины прокатанной части листа.

Сельсин-приемник установлен в машинном зале на сельсин­ ном потенциал-регуляторе и через редуктор (с несколькими пере­ даточными числами) приводит во вращение ползун кругового реостата, изменяя тем самым сопротивление в обмотке возбуж­

76 Продольная прокатка листов и профилей переменного сечения

дения амплидина и, как следствие этого, скорость двигателя на­

тяжного устройства. Величина натяжения является функцией скорости двигателя натяжного устройства. Таким образом, с из­

менением сопротивления на круговом реостате меняется вели­ чина натяжения. Скорость изменения величины натяжения по длине листа будет зависеть от передаточного числа редуктора сельсинного потенциал-регулятора.

При проведении опытных работ были испытаны два способа прокатки листов с натяжением: 1) прокатка толстым концом ли­ ста вперед со сближением валков в процессе прокатки; 2) про­ катка тонким концом листа вперед с разведением валков в- процессе прокатки.

При первом способе прокатки предполагалось создать посто­ янное удельное натяжение листа, а при втором способе постепен­ но уменьшающееся усилие натяжения к концу прокатки каждо­

го листа. В первом случае выкатка листов должна улучшаться вследствие изменения опережения по ширине листа за счет при­ ложения натяжения. Во втором случае упругая деформация вал­ ков, а следовательно, и вытяжка по ширине листа должны быть-

постоянными ввиду постоянства усилия на валках.

При прокатке листов переменного сечения без натяжения усилие на валках при прокатке тонкого конца листа обычнобольше, чем при прокатке толстого конца листа. Задавая наи­

большее усилие натяжения в момент прокатки тонкого конца листа и постепенно снижая натяжение к моменту прокатки тол­ стого конца листа, предполагалось достигнуть приблизительно'

постоянного усилия на валках в течение всего прохода. При про­ катке клиновидных листов с натяжением тонким концом листа, вперед предполагалось также осуществить правку растяжением,

переднего конца листа, прокатываемого без натяжения.

Опытная прокатка клиновидных листов с натяжением по указанным выше режимам показала, что наиболее целесообраз­ ной является прокатка толстым концом листа вперед. При зада­

че толстым концом листа обеспечивается наиболее надежный захват листа кареткой натяжного устройства. При ударном при­ ложении нагрузки наибольшее усилие воспринимается самой прочной частью листа, вследствие чего исключаются обрывы ли­ стов при прокатке с натяжением. При правильно подобранной схеме обжатий можно прокатку клиновидных листов осущест­ влять таким образом, чтобы передняя часть листа прокатыва­ лась ровной и без приложения натяжения, а остальная часть-

листа прокатывалась ровной благодаря применению натяжения.. Применение второго режима (прокатка тонким концом листа

■вперед) положительных результатов не дала, так как колебание

усилия натяжения в пределах от 0 до 15 т заметного изменения усилия на валках не вызывало. Передний конец листа не вы­

правлялся, так как усилие натяжения было недостаточным, что­ бы осуществить пластическую деформацию листа. Наиболее эффективно выравнивание усилия на валках достигнуто приме­ нением соответствующей схемы обжатия листов переменного сечения, при которой листы в первых проходах прокатывались с большей клиновидностыо, а в последних проходах с меньшей клиновидностыо. При этом в последних проходах обжатие на

тонком конце листа уменьшалось, а на толстом конце листа увеличивалось, что и приводило к выравннваию усилия на валках.

Опытная прокатка проводилась с натяжением как по всем проходам, так и комбинированным способом — в первых прохо­ дах листы прокатывались без натяжения, а в последних прохо­

дах с натяжениемКачество выкатки листов было в обоих слу­ чаях одинаковым, но при прокатке с натяжением во всех про­

ходах, вследствие увеличения вытяжки, удавалось сократить 1— 2 прохода.

Таким образом, в результате проведенных опытов выбран наиболее целесообразный режим прокатки листов с натяжением,

при котором прокатка ведется толстым концом листа вперед. При этом усилие натяжения сохраняется постоянным или посте­ пенно уменьшается к концу прокатки клиновидного листа и, та­ ким образом, удельное натяжение при этом сохраняется прибли­ зительно постоянным.

2.ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ КЛИНОВИДНЫХ ЛИСТОВ

СНАТЯЖЕНИЕМ

Основным назначением натяжного устройства является полу­ чение при прокатке ровных и гладких листов, поэтому при иссле­ довании процесса проводили сравнение качества листов перемен­ ного сечения, прокатанных с натяжением и без натяжения. Ров­ ность листа определяли измерением отставания листа от конт­ рольной плиты. Результаты замеров клиновидных листов раз­ мером 1,6—3 X 720 X 3400 мм, прокатанных из алюминиевого сплава Д16 с натяжением и без натяжения представлены в

табл. 6.

Из приведенных данных видно, что при применении натяже­

ния уменьшилось отставание листов от контрольной плиты. Так, среднеарифметическая величина отставаний по длинным кром­

кам листа уменьшилась с 32 до 19 мм, а по коротким кромкам с 54 до 6 лл. Уменьшилось также наибольшее отставание листа от плиты. Приведенные данные наглядно показывают, что приме­ нение натяжения значительно улучшает качество листов и обес­ печивает получение со стана ровных листов переменного сече­ ния, которые после последующей отделки могут быть использо­ ваны в качестве обшивочного материала.

каретки натяжного устройства, по которому можно определить минимальную длину переднего конца листа, прокатываемого без натяжения.

Для изучения процесса на осциллограммах одновременно фиксировались основные величины, характеризующие прокатку листов с натяжением: а) давление металла на валки P=f(t),

измеряемое с помощью проволочных датчиков, наклеенных на стойки станины рабочей клети стана; б) усилие натяжения листа

T — f(t), измеряемое с помощью проволочных датчиков, наклеен­ ных на вал приводных звездочек натяжного устройства; в) ток

двигателя натяжного устройства I=f(t); г) скорость вращения

валке.

Для проведения опытных работ прокатывали листы перемен­ ного сечения с включенным и выключенным гидробуфером.

На рис. 47 представлена типовая осциллограмма процесса прокатки листа при отключенном гидробуфере. Момент задачи листа в валки (сечение I), определяется скачком кривых Рлев = = f(t) и Рпр — j(t). При выходе листа из валков давление на валки падает до нуля, что также фиксируется скачком кривых

(Рлев=/(0 и Рправ= ДОПри задаче листа в валки включается двигатель привода каретки натяжного устройства. Начало дви­

чалом движения каретки регулируется установкой реле выдерж­ ки времени. При нормальном процессе прокатки за этот проме­ жуток времени передний конец листа проходит путь от зева вал­ ков до губок захвата каретки, после чего каретка начинает раз­

гоняться.

В период разгона каретки до скорости прокатки на листе об­ разовывается небольшая петля, так как лист выходит из валков с постоянной скоростью, а каретка разгоняется постепенно. Ког­ да скорость перемещения каретки превысит скорость прокатки

(сечение III) начинает выбираться петля. Далее скорость дви­ жения каретки продолжает возрастать, достигая величины, пре­ вышающей скорость прокатки приблизительно на 30%, и когда петля полностью устраняется, мгновенно возрастает усилие на­ тяжения (сечение IV).

Вначале усилие натяжения достигает установленной величи­ ны, а затем, вследствие резкого падения скорости и вызванной этим разрядки маховых масс привода каретки, усилие натяже­

ния продолжает возрастать до максимальной величины. Ско-