Прокатна кліть з парою робочих cvc-валків

Прокатна кліть з парою робочих CVC-валків, що містить нижній і верхній опорні валки, які взаємодіють з CVC-валками, встановленими з можливістю осьового переміщення і виконаними з Sподібним профілем, що формує на їхній робочій поверхні опуклі й увігнуті ділянки, яка відрізня ється тим, що згаданий профіль валків в осьовому перерізі визначений з експонентного виразу: x  x   l 1 1 l  e e x  f x   a    b    1 , де  2 l        Корисна модель відноситься до прокатного виробництва, а точніше - до прокатної кліті, робочі валки якої виконані з змінюваною бочкуватістю у вигляді криволінійного контуру на обох робочих валках, спрямованого відповідно в протилежні сторони щодо ширини матеріалу, що прокочується. Зростаючі вимоги до якості виробів, значною мірою характеризують ринок гарячевальцованої сталі, особливо тонких смуг з високоміцної сталі. Актуальність підвищення якості тонких смуг детально обґрунтована в книзі «Виробництво планшетних смуг при прокатці» авторів Е.А. Максимова, Р.А. Шаталова, Н.Ш. Босхаджимова (Москва, 2008 р). Авторами проаналізовані різні варіанти виконання валкових вузлів і систем регулювання планшетних смуг по забезпеченню високоякісного прокату. Відомо, що на початку 80-х років минулого століття для забезпечення планшетності смуг була розроблена система концепції "CVC", заснована на опукло-вгнутому профілюванні робочих валків (CVC-валки) і осьовому зсуві цих валків для утворення необхідного профілю міжвалкового зазору, (див. статті «Еволюція технології "CVC PLUS" на станах гарячої прокатки» - Revue de MetallurqieCIT. 2008. № 1 c. 44-49). За період практичного використання концепції "CVC" велася активна робота з її удосконалення шляхом уточнення поліноміального вираження, що визначає опукло-вгнутий профіль робочих валків, який одержав назву - S-образний профіль. Огляд вітчизняної і закордонної патентної документації підтверджує, що при осьовому зсуві робочих валків, оснащених CVC-контуром, можуть застосовуватися різні S-образні профілі (див. статті авторів Б.Я. Омельченко, М.Ю. Санкіна «Оцінка ефективності осьового зсуву робочих валків, кліті кварто з різними профілюваннями», Магнітогорський державний технічний університет їм. Г.І. Носова). Відома прокатна кліть з парою CVC-валків, що включає нижній і верхній опорні валки, які взаємодіють з CVC-валками, встановленими з можливістю осьового переміщення і виконаними з Sобразним робочим профілем (див. патент РФ № 2268795, В21В 13/14, В21В 27/62). У даної кліті профілювання робочих валків може бути виконане по відомій концепції SMS Demag, яке не є кососиметричним. (19) UA (11) 57692 (13) U l - половина довжини бочки валка; x - координата уздовж бочки валка; a - коефіцієнт, що враховує величину перепаду діаметра бочки валка при його профілюванні; b - коефіцієнт, що враховує довжину профільованої частини валка; основа натурального логарифма e e  2,71828... . 3 При такім профілюванні валків зазначена кліть забезпечує часткове усунення різнотовщинності смуг, тому що при не кососиметричному профілі між-валковий зазор не стабільний споконвічно (без смуги): його висота є максимальною посередині валків і поступово зменшується до його країв. Більш близьким аналогом (прототипом) є вищеописана кліть у якої робо-чи валки виконані з відомим синусоїдальним профілем, що має ефект кососи-метричності і задовольняє у системі коорy x   y k x  динат умові: k , (див. статті авторів Б.Я. Омельченко, М.Ю. Санкіна «Оцінка ефективності осьового зсуву робочих валків, кліті кварто з різними профілюваннями», Магнітогорський державний технічний університет ім. Г.І. Носова). Практикою підтверджено, що синусоїдальне профілювання має найбільшу ефективність величини зміни міжвалкового зазору на одиницю осьового переміщення валка для вузьких смуг. У відомої прокатний кліті з парою робочих CVC-валків і той, що заявляється, маються наступні подібні ознаки, а саме: містить нижній і верхній опорні валки, які взаємодіють з CVC-валками, встановленими з можливістю осьового переміщення і виконаними з S-образним профілем, що формує на їхній робочій поверхні опуклі й увігнуті ділянки. До недоліків відомої прокатний кліті, у якої робочі валки виконані із синусоїдальним профілюванням, варто віднести те, що при прокатці широких смуг не забезпечується необхідна різнотовщинність. В основу корисної моделі покладена задача створити прокатну кліть з парою робочих CVCвалків з розширеними технологічними можливостями шляхом досягнення необхідної різнотовщинності профілю як вузьких, так і широких смуг, і за рахунок технічного результату, що полягає в більш повній компенсації вигину робочих валків при прокатці смуг різної ширини. Для досягнення цього технічного результату в прокатної кліті з парою робочих CVC-валків, що містить нижній і верхній опорні валки, які взаємодіють з CVC-валками, встановленими з можливістю осьового переміщення і виконаними з Sобразним профілем, що формує на їхній робочій поверхні опуклі й увігнуті ділянки, відповідно до корисної моделі, згаданий S-образний профіль валків визначений з експонентного вираження:  x 1 1 x  e l  e l  x  f x   a    b    1 2 l       , де l - половина довжини бочки валка; x - координата уздовж бочки валка; a - коефіцієнт, що враховує величину перепаду діаметра бочки валка при його профілюванні; b - коефіцієнт, що враховує довжину профільованої частини валка; e основа натурального логарифма e  2.71828... . 57692 4 Між відмітними ознаками і технічним результатом мається причинно-наслідковий зв'язок. За рахунок виконання CVC-валків з Sобразним профілем який визначений з експонентного вираження:  x 1 1 x  e l  e l  x  f x   a    b    1 2 l       , при зсуві валків забезпечується більш повна компенсація вигину валків у робочому режимі по всій ширині, як вузьких, так і широких смуг, що значно розширює можливості використання кліті. Корисна модель пояснюється кресленнями, де показані: - на фіг. 1 - схема утворення міжвалкового зазору в прокатної кліті з S-образними робочими валками при зсуві валків назустріч один одному; - на фіг. 2 - схема утворення міжвалкового зазору в прокатної кліті з S-образними робочими валками без зсуву валків; - на фіг. 3 - схема утворення міжвалкового зазору в прокатної кліті з S-образними робочими валками при зсуві валків друг від друга; - на фіг. 4 - зображений у системі координат профіль робочих валків (заявлений показаний переривчастими короткими рисками); (відомий синусоїдальний профіль показаний суцільною лінією). На осі «X» позначена довжина бочки CVC-валків 3 і 4, а на осі «Y» висота виступів і западин, обкреслених у вісевому перетині кривими 6 і 7 (у заявленому) чи 8 і 9 (у відомому), отриманими на CVCвалку з довжиною 2300 мм. Прокатна кліть з парою робочих CVC-валків містить нижній 1 (фіг. 1) і верхній 2 опорні валки, які взаємодіють з CVC-валками 3 і 4, що встановлені з можливістю осьового переміщення і виконані з S-образним профілем. Валки контактують зі смугою 5 опуклими й увігнутими ділянками, обкресленими в перетині кривими 6 і 7 чи 8 і 9 (фіг. 4). Відмінністю корисної моделі є те, що згаданий S-образний профіль CVC-валків 3 і 4 визначений з експонентного вираження:  x 1 1 x  e l  e l  x  f x   a    b    1 2 l       , де l - половина довжини бочки валка; x - координата уздовж бочки валка; a - коефіцієнт, що враховує величину перепаду діаметра бочки валка при його профілюванні; b - коефіцієнт, що враховує довжину профільованої частини валка; e основа натурального логарифма e  2.71828... . За результатами математичного моделювання для CVC-валка з зазначеною довжиною були визначені оптимальні величини коефіцієнтів а і b, і отримане наступне вираження: 5 57692 6  e 0.0008695652 174  x 1  e1 0.0008695652 174  x  f x   5.1057    1.175201194  0.0008695652174  x  1 2     По даній рівності і відомому вираженні для синусоїдального профілю, обумовленого по рівності  x f x   0.35  sin( ) l в системі координат зображено два порівнянних профілі CVC-валків. З фіг. 4 випливає, що вершина параболічного виступу 6 і вершина параболічної западини 7 зміщені на величину Δl щодо вершини виступу 8 і вершини западини 9 убік найближчого торця CVC-валка. За рахунок цього при зрушенні забезпечується більш повна компенсація прогину робочих валків при прокатці як вузьких, так і широких смуг. З вищенаведеної приватної рівності отримана рівність у загальному вигляді:  x 1 1 x  e l  e l  x  f x   a    b    1 2 l       , де l - половина довжини бочки валка; x - координата уздовж бочки валка; a - коефіцієнт, що враховує величину перепаду діаметра бочки валка при його профілюванні; b - коефіцієнт, що враховує довжину профільованої частини валка; e - основа натурального логарифма (число Ейлера e  2.71 ). При цьому за результатами стендових іспитів установлені чисельні діапазони використовуваних коефіцієнтів: а = 0.1÷7.3 b = 0.9÷1.3 На підставі викладеного можна зробити узагальнюючий висновок про те, що використання кліті з такими валками дозволяє: - забезпечувати більш жорсткі вимоги до профілю смуги; - підвищити ефект регулювання профілю і форми смуги за рахунок можливості зсуву CVC-валків у протилежні напрямки; - ефективно використовувати запропоноване універсальне профілювання CVC-валків як для вузьких, так і широких смуг. Аналіз результатів стендових іспитів, підтверджує можливість використання запропонованого профілювання в перших клітях смугового стану гарячої прокатки, а також при розробці системи зсуву валків зі штучним інтелектом. По даної кліті виконаний робочий проект і планується його використання на меткомбінаті HABAS (Туреччина). 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 57692 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601