Спосіб прокатки матеріалу

1. Спосіб прокатки матеріалу, зокрема гарячої прокатки широкої штаби, за допомогою чистового стану або на ливарно-прокатній установці, при якому перед надходженням прокатуваного матеріалу в осередок деформації прокатної кліті, наносять мастило напряму на поверхню робочих валків або непрямо через поверхню опорних валків з подальшою передачею на поверхню робочих валків, при цьому на поверхні робочих валків утворю C2 2 (19) 1 3 85076 У [документі US 6266985 B1] описаний спосіб, згідно з яким при гарячій прокатці кутів та кінців прокатуваного матеріалу подають мастило на деталь, що прокатується. З [документа DE 20 22923] відомі спосіб та пристрій для нанесення мастила на прокатуваний виріб при гарячій прокатці, при цьому в чотиривалковій прокатній кліті, яка містить два робочих і два опорних валка, мастило і повітря для здування забруднень подають через множину сопел. Сопла розташовані упоперек, по ширині щонайменше одного з опорних валків. Як тільки прокатуваний матеріал надходить між робочими валками, починається нанесення мастила на опорні валки, і через них на робочі валки. Подача повітря і мастила припиняється, як тільки прокатуваний виріб залишає робочі валки. Початком подачі мастила є момент входження матеріалу в згадану кліть. Недоліком при даному способі і в даному пристрої є те, що спочатку формується замкнений шар мастила на поверхні опорного валка, який потім в зазорі опорний валок/робочий валок передається на поверхню робочого валка. Потім мастило надходить в осередок деформації. До того, як мастило надходить на прокатуваний матеріал проходить певний час (декілька секунд), що залежить від об'ємної швидкості прокатки і від діаметра валків. При такому способі, або в подібному обладнанні, початок штаби при заправлянні не забезпечується свіжим мастилом, що призведе до короткочасних дуже високих зусиль прокатки. В принципі, прокатка не може здійснюватися без тертя в осередку деформації, оскільки тільки при наявності певного тертя прокатуваний матеріал захоплюється валками і протягується через осередок деформації. Таким чином, завжди повинні стійко забезпечуватися умови захоплення і протягування. Відносно мінімально необхідного тертя, умови захоплення, які описують поведінку на початку прокатки, є більш жорсткими, ніж умови протягування. При протягуванні осередок деформації повністю заповнений прокатуваним матеріалом. Якщо одна з умов або обидві умови не виконуються виникає проковзування, тобто ковзання валків по відношенню до прокатуваного матеріалу. У доповнення до коефіцієнтів тертя, які безпосередньо описують тертя, важливу роль відіграють також кут захоплення і швидкість прокатки. При зростанні швидкості прокатки знижується здатність до захоплення. Відносно кута захоплення, який залежить від товщини прокатуваного матеріалу на вході, діє умова, що відносне зниження товщини при прокатці до діаметра валків завжди повинне бути меншим, ніж кут тертя, за рахунок чого забезпечується прокатка без проковзування. При звичайному розподілі обтиснення по товщині, кут захоплення в чистовому стані від першої до останньої кліті знижується. При цьому найбільша проблема із захопленням, викликана небезпекою проковзування, виникає в першій кліті чистового стану при початку захоплення прокатуваного матеріалу. 4 Оскільки дотримання умови захоплення початку прокатуваного матеріалу досягається складніше, ніж дотримання умов протягування, передбачено, що подача масла в осередок деформації починається тільки після входження матеріалу у відповідну кліть і припиняється незадовго перед закінченням проходу прокатуваного матеріалу через кліть. За рахунок цього здійснюється ще достатня кількість оборотів робочих валків, при яких мастило, що залишилося на поверхні валків, повністю згоряє. При цьому запобігають погіршенню умов захоплення при початку прокатки наступного матеріалу. При описаній схемі подачі мастила прокатуваний матеріал зазнає впливу зусиль, що розрізнюються при прокатці, хоча передбачено, що чорнова штаба або тонкий сляб проходить через чистовий стан з рівномірними властивостями по довжині і без прискорення. Високий рівень навантаження виникає на початку і в кінці проходження прокатуваного матеріалу (без мастила) і низький рівень в іншій ділянці (при наявності мастила). При зниженні зусилля прокатки при подачі мастила, аж до 50% і вище, змінюється також вигин робочих валків. Одночасно з цим змінюється площинність (в основному в останніх клітях) і профіль (в основному в початкових клітях) прокатуваного матеріалу. Навіть якщо передбачена можливість регулювання вигину робочих валків відповідної кліті, при великих зусиллях прокатки часто досягаються межі регулювання вигину. Це має наслідком нестабільне протікання прокатки, зокрема прокатки тонкої штаби. Є звичайним обмеження зниження зусилля прокатки на величину приблизно 20%. Виходячи з вищевикладеного рівня техніки, задачею винаходу є створення способу нанесення мастила на поверхню робочих або опорних валків, при якому забезпечується поліпшення процесу прокатки, зниження зносу валків і споживання енергії на чистовому стані. Поставлена задача вирішується згідно з винаходом за допомогою ознак відмітної частини п.1 формули. Переважні варіанти здійснення наведені в залежних пунктах формули. При пуску за 5-15 секунд до входження прокатуваного матеріалу в прокатну кліть системи подачі мастила, призначеної для подачі мастила з накопичувача через трубопроводи та сопла на поверхні робочих та опорних валків, забезпечується компенсація затримок в системі змащування і створення у будь-якому випадку замкненого шару мастила на робочих валках до входження прокатуваного матеріалу в прокатну кліть. Відповідна перевага винаходу полягає в тому, що по всій довжині прокатуваного матеріалу прикладається постійне зусилля в кліті, оскільки мастило присутнє при проходженні всієї довжини прокатуваного матеріалу. За рахунок постійності зусилля прокатки може бути досягнуте високе зниження зусилля прокатки, наприклад до 40-50%, внаслідок чого навантажен 5 85076 ня на прокатний стан з точки зору зносу і споживання енергії значно скоротяться. Далі за рахунок значного зниження зусилля прокатки знижується знос робочих валків і довшає час експлуатації (компанії) валків. Переваги способу, згідно з винаходом: - постійне зусилля прокатки, - відсутність зв'язаного з коливаннями зусилля прокатки зміни площинності, - відсутність зв'язаного з коливаннями зусилля прокатки зміни профілю, - оскільки зусилля на початку і в кінці проходу прокатуваного матеріалу істотно знижені, значно зменшується вібрація кліті і пошкодження валків, - з'являється можливість варіювання плану проходів і розподілу обтиснення по клітях для оптимізації виготовлення продуктів з підвищеними властивостями, - оскільки не змінюється площинність в кінці прокатуваного матеріалу внаслідок постійності зусилля прокатки, знижується необхідність розвальцювання початку прокатуваного матеріалу. Передумовою для застосування системи змащування згідно з винаходом є забезпечення умов захоплення матеріалу на початку прокатки. Нанесення мастила, згідно з винаходом в чистовому стані або в ливарно-прокатній установці переважно здійснюється починаючи з другої кліті і для всіх подальших клітей без виключення. У першій чистовій кліті внаслідок великої товщини прокатуваного матеріалу (великий кут захоплення) в принципі не наносять мастило. Для нанесення мастила згідно з винаходом, починаючи з другої чистової кліті, потрібно враховувати характеристики відповідної установки. До них відносяться зокрема: - стан поверхні валків після шліфування, - діаметр робочих валків, - матеріал робочих валків, - початкова товщина штаби, - задане відносне обтиснення, - стан поверхні вхідного прокатуваного матеріалу (наявність окалини, температура, шорсткість, матеріал тощо), Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 - мастило, що застосовується, - кількість мастила, - швидкість валків. Якщо кут захоплення знаходиться в критичній ділянці, на початку проходу прокатуваного матеріалу максимальний змащувальний ефект обмежують за допомогою зниження кількості мастила або за допомогою застосування модифікованого мастила, тобто такого, що має інші властивості. Застосування запропонованого способу нанесення мастила на поверхню валків дозволяє розробити модель планування проходів для чистового стану. При цьому повинно бути передбачене щонайменше дублювання адаптаційних матриць, щоб можлива була також адаптація до умов відсутності мастила осередку деформації. З точки зору фізичної моделі переважним є задавання різних наборів коефіцієнтів тертя - для стану з мастилом і без нього, для режиму введення в експлуатацію, а також для обробки нових продуктів і для зменшення кількості адаптаційних параметрів. Кожна зміна тертя пов'язана із зміною випередження, тобто з уповільненням масової витрати або масового потоку. Подібне уповільнення повинне запобігатися системою керування, що є складною задачею при керуванні прокаткою тонкої штаби високої якості. Інша перевага способу згідно з винаходом полягає в тому, що при постійному змащуванні є постійне випередження, що призводить до постійного масового потоку. При прокатці феритних сталей застосовуються змащування осередку деформації, що забезпечує позитивний вплив на структур у поверхні. Нанесення мастила згідно з винаходом забезпечує однорідну текстур у поверхні по всій довжині прокатуваного матеріалу. У системі змащування для зменшення часу затримки при включенні системи передбачене використання кільцевого трубопроводу із зворотною лінією в накопичувач для мастила і застосування 3/2 ходового вентиля, що перемикається, перед міксером для мастила (наприклад статичним трубчастим міксером). Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601