Влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой полосы с валками на параметры начальной настройки рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой полосы
Исследованы особенности силового взаимодействия тонкой полосы с валками и с рабочей клетью в целом при холодной прокатке. Показано, что при холодной прокатке тонких полос, упругие деформации валков и полосы оказывают решающее влияние на погонную силу прокатки Рс/b. Представлены данные, подтверждающи...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Дата: | 2019 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166621 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой полосы с валками на параметры начальной настройки рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой полосы / Я.Д. Василев, Р.А. Замогильный // Металл и литье Украины. — 2019. — № 3-4 (310-311). — С. 41-47. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859800796633235456 |
|---|---|
| author | Василев, Я.Д. Замогильный, Р.А. |
| author_facet | Василев, Я.Д. Замогильный, Р.А. |
| citation_txt | Влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой полосы с валками на параметры начальной настройки рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой полосы / Я.Д. Василев, Р.А. Замогильный // Металл и литье Украины. — 2019. — № 3-4 (310-311). — С. 41-47. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Металл и литье Украины |
| description | Исследованы особенности силового взаимодействия тонкой полосы с валками и с рабочей клетью в целом при холодной прокатке. Показано, что при холодной прокатке тонких полос, упругие деформации валков и полосы оказывают решающее влияние на погонную силу прокатки Рс/b. Представлены данные, подтверждающие, что формирование толщины полосы при прокатке происходит в результате совместного взаимодействия последней с рабочими валками и с рабочей клетью в целом.
Досліджено особливості силової взаємодії тонкої штаби з валками і з робочою кліттю в цілому при холодній прокатці. Показано, що при холодній прокатці тонких штаб, пружні деформації валків і штаби мають вирішальний вплив на погонну силу прокатки Рс /b. Представлено дані, які підтверджують, що формування товщини штаби при прокатці відбувається в результаті спільної взаємодії останньої з робочими валками і з робочою кліттю в цілому.
The features of the force interaction of a thin strip with rollers and with a working stand as a whole during cold rolling are investigated. It is shown, that during cold rolling of thin strips, the elastic deformations of the rolls and the strips have a decisive influence on the linear rolling force Pc /b. The data are presented confirming, that the formation of the strip thickness during rolling occurs as a result of the joint interaction of the strip with the work rolls and with the working stand as a whole.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:13:00Z |
| format | Article |
| fulltext |
41ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2019. № 3-4 (310-311)
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
Актуальный уровень технологии и исследо-
ваний. Для производства холоднокатаного проката
применяют непрерывные, а также одно- и двухкле-
тевые реверсивные станы, оснащенные четырех-
шестивалковыми клетями, с длиной бочки валков
1200–2500 мм [3–6]. Подавляющее большинство из
них предназначено для выпуска продукции широкого
сортамента как по толщине, так и по ширине, что свя-
зано с необходимостью частого изменения началь-
ной настройки рабочих клетей, поскольку значения
параметров R/h0 (где R, h0 – радиус рабочего валка
и толщина полосы на входе в очаг деформации) и
b/L (где b, L – ширина полосы и длина бочки валков)
изменяются соответственно в пределах 100–3000 и
0,4–0,9.
В
ведение. Холоднокатаный прокат является од-
ним из наиболее востребованных видов метал-
лопродукции. По данным работ [1, 2], потребле-
ние плоского холоднокатаного проката и жести
в мире в настоящее время оценивается на уровне
130 млн т в год и продолжает расти. При этом наи-
большим спросом пользуется холоднокатаный про-
кат толщиной 0,8–1,2 мм и менее средней ширины
(до 1400 мм), доля которого составляет 71 % [1]. По-
этому основной тенденцией развития производства
холоднокатаного проката является освоение и увели-
чение выпуска профилей тоньше 0,8 мм, вплоть до
0,25–0,35 мм, а также тонкой и особо тонкой жести
толщиной 0,12–0,16 мм и улучшение качества выпу-
скаемой продукции.
УДК 621.771.001
Я.Д. Василев, д-р техн. наук, профессор
Р.А. Замогильный, мл. науч. сотр., e-mail: rz90@i.ua
Национальная металлургическая академия Украины (НМетАУ), Днепр, Украина
Влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой
полосы с валками на параметры начальной настройки
рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой
полосы
Исследованы особенности силового взаимодействия тонкой полосы с валками и с рабочей клетью в целом при
холодной прокатке. Показано, что при холодной прокатке тонких полос, упругие деформации валков и полосы
оказывают решающее влияние на погонную силу прокатки Рс/b. Представлены данные, подтверждающие, что
формирование толщины полосы при прокатке происходит в результате совместного взаимодействия последней
с рабочими валками и с рабочей клетью в целом.
Из-за низких значений модуля жесткости рабочих клетей М
кл
(М
кл
= 4,5–7,5 МН/мм) действующих станов холодной
прокатки упругие деформации последних δ
кл
многократно превышают толщину полосы на выходе из очага
деформации h
1
(δ
кл
>> h
1
), и процесс прокатки реализуется всегда в предварительно прижатых валках с силой
Р
пр
, что ограничивает возможности оборудования для прокатки полос малой толщины. С уменьшением толщины
и ширины полосы b вследствие уменьшения параметра b/L (где L – длина бочки валков), концевые участки бочек
рабочих валков в процессе прокатки также находятся в «забое», то есть прижаты силой Р
з
, которая суммируется
с силой прокатки Р
с
, что приводит к дополнительной нагрузке валков и, как следствие, к дополнительному
ограничению возможностей оборудования для прокатки полос меньшей толщины.
Впервые решена задача по определению параметров начальной настройки рабочей клети при прокатке,
когда концевые участки рабочих валков находятся в «забое» в процессе прокатки, и предложено решение
для определения наименьшей толщины полосы h
1нм
, которая может быть прокатана на конкретном стане.
Экспериментальная проверка расчетного определения параметров начальной настройки и наименьшей
толщины полосы, которая может быть прокатана на конкретном стане h
1нм
, подтвердила работоспособность
и достаточную точность предложенных решений, что дает основание рекомендовать их для практического
применения при расширении сортамента выпускаемой продукции на действующих станах, в сторону уменьшения
толщины прокатываемых полос и при проектировании сортамента на новых станах для прокатки тонких и особо
тонких полос, в том числе жести и фольги.
Ключевые слова: холодная прокатка, стан, нажимное приспособление, сила, упругая деформация,
взаимодействие, полоса, толщина.
42 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2019. № 3-4 (310-311)
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
где [P] – допустимое значение силы на нажимные
винты.
Вероятность появления силы Рз и ее величина
возрастают с уменьшением толщины прокатываемой
полосы h1 и параметра b/L, а также с увеличением
силы прокатки Рс. При b/L = 1,0 сила Рз равна нулю,
независимо от значений h1 и Рс. Закономерности вза-
имодействия и параметры начальной настройки ра-
бочих клетей при прокатке толстых и тонких широких
полос рассмотрены подробно в литературе [6, 7].
При прокатке тонких и особо тонких относительно
узких полос суммарная стрела прогиба активных об-
разующих рабочих валков 2δао [8, 10] обычно превы-
шает толщину полосы h1, и зазор S1k вблизи торцов
их бочек приобретает отрицательные значения (S1k <
0). В этом случае, как уже отмечалось выше, конце-
вые участки бочек рабочих валков в процессе про-
катки находятся в «забое», то есть прижаты силой Рз
и сила, действующая на нажимные винты, выража-
ется уравнением (1). Кроме того, рабочие валки до
прокатки прижаты силой Рпр. Значения сил Рпр и Рз,
которые являются параметрами начальной настрой-
ки рабочей клети, находят в результате решения си-
стемы:
где Рс – сила прокатки; Рз – сила «забоя» концевых
участков бочек валков; Рпр – сила предварительного
прижатия валков.
Основные проблемы при решении системы (3) свя-
заны с определением функций Рс = ϕ(h1) и Рз = ϕ(h1).
Возможности и пути построения кривой пластичности
Рс = ϕ(h1) рассмотрены ранее и опубликованы в лите-
ратуре [6–9]. Возможности определения функций Рз =
ϕ(h1) изложены ниже.
На рисунке представлено графическое решение
системы (3) для случаев прокатки, когда процесс осу-
ществляется с «забоем» концевых участков рабочих
валков (сплошные линии 1 и 2) и без такового (штри-
ховые линии 1’ и 2’).
Из рисунка следует, что когда концевые участки
рабочих валков находятся в «забое» в процессе про-
катки (сплошные линии 1 и 2), получение требуемой
толщины полосы h1 достигается при более высоких
значениях сил Рнв и Рпр или при большей величине
отрицательного зазора между валками до прокатки
(-S0 = Рпр/Мкл). Разность ординат кривых 2 и 2’ при
h = h1 численно равна силе забоя концевых участков
рабочих валков в процессе прокатки Рз. Таким обра-
зом, учет влияния силы Рз при начальной настройке
рабочей клети сводится к увеличению силы предва-
рительного прижатия валков с Рпр’ до Рпр или к увели-
чению отрицательного зазора между ними с S0’ до S0.
Для аналитического решения системы (3) необ-
ходимо найти функцию Рз= ϕ(h1). Наиболее точное
Кроме того, холодная прокатка тонких и особо
тонких полос осуществляется с малыми абсолютны-
ми обжатиями Dh (Dh ≤ 0,005–0,5 мм) и с большими
средними контактными нормальными напряжениями
рсрс (рсрс ≥ 500–1500 Н/мм2). В этих условиях прокат-
ки упругие деформации радиального сжатия рабочих
валков и упругие деформации полосы становятся од-
ним из основных факторов, определяющих уровень
параметров процесса. В результате упругого сжатия
валков и упругого восстановления полосы происхо-
дит существенное увеличение длины очага дефор-
мации lc, что вызывает рост контактных нормальных
напряжений рсрс, силы Рс, момента Мс и мощности Nc
прокатки. Этим объясняется тот факт, что сила, дей-
ствующая на нажимные винты рабочих клетей про-
мышленных станов, при холодной прокатке полос
шириной 1000 мм достигает 10–20 МН. Принимая
во внимание, что модуль жесткости рабочих клетей
действующих станов холодной прокатки находится в
диапазоне 4,5–7,5 МН/мм [5–9], упругие деформации
δкл последних при указанных выше значениях силы
прокатки достигают 1,5–4,5 мм. Поэтому процесс
холодной прокатки тонких и особо тонких полос на
промышленных станах осуществляется практически
всегда в условиях, когда валки до начала прокатки
находятся в «забое», то есть прижаты силой Рпр [6, 7].
Цель работы. Определение параметров началь-
ной настройки рабочих клетей при холодной прокатке
тонких и особо тонких полос имеет свои особенности,
которые в настоящее время изучены недостаточно
полно. В частности, не учтено влияние силы забоя
концевых участков рабочих валков Рз в процессе про-
катки, что существенно. Остается открытым также во-
прос об определении наименьшей толщины полосы
h1нм, которая может быть прокатана на конкретном
стане. Задачи, вытекающее из обозначенного круга
вопросов, являются актуальными, и их решение име-
ет важное научное и прикладное значение. Поэтому
они и определили цель настоящего исследования.
Постановка задачи и методика исследова-
ний. При прокатке тонких и особо тонких полос кон-
цевые участки бочек рабочих валков на действую-
щих станах практически при любых значениях силы
прокатки Рс и параметра b/L < 0,8 находятся в «за-
бое» в процессе прокатки, то есть прижаты силой Рз
[10]. Поэтому на рабочие валки, в процессе прокат-
ки, а, следовательно, и на нажимные винты рабочей
клети, действуют две силы (без учета влияния сил
уравновешивания верхнего полукомплекта валков и
гидромеханического профилирования валков) – сила
прокатки Рс и сила «забоя» Рз. Следовательно, сила,
действующая на нажимные винты Рнв при прокатке
тонких и особо тонких полос, равна:
и известное ограничение по силе прокатки (Рс ≤ [Р])
следует записывать в виде:
(1)
(2)
(3)
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
43ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2019. № 3-4 (310-311)
определение силы Рз может быть реализовано в ре-
зультате совместного решения уравнения прокатки и
задачи о напряженно-деформированном состоянии
валков [8]. Приближенно силу Рз можно определить
по сближению осей бочек рабочих валков на участ-
ках их непосредственного контакта [8, 9]. Расчет
силы прокатки Рс производили по хорошо апроби-
рованной методике, учитывающей влияние упругих
деформаций валков и полосы коэффициента трения,
деформационных и температурно-скоростных усло-
вий прокатки [11].
Результаты исследований и их анализ. Рас-
четы силы забоя Рз с использованием методик, при-
веденных в работах [8, 9], показали, что в случае
применения цилиндрических валков в последних
клетях на двух- и шестиклетевом станах 1400 ОАО
«АрселорМиталл Темиртау» [4] при прокатке жести
0,145-0,36х855-890 мм (b/L = 0,61–0,64) ее значения,
в зависимости от предела текучести исходного под-
ката и принятых режимов деформации, могут до-
стигать 0,2–0,9 Рс. Такие большие величины силы Рз
приводят к увеличению нагрузки на нажимные вин-
ты и к снижению обжимающей способности рабочих
клетей, к увеличению контактных напряжений на кон-
цевых участках рабочих валков, их дополнительному
разогреву, быстрому износу и разрушению, а также
к дополнительному расходу энергии на преодоле-
ние сопротивления сил трения качения на концевых
участках бочек рабочих валков, находящихся в «за-
бое», что нежелательно и в большинстве случаев не-
допустимо. Вместе с тем прижатие («забой») конце-
вых участков бочек рабочих валков на некоторой дли-
не, примыкающей к кромкам полосы, целесообразно,
так как это обеспечивает поперечную устойчивость
полосы в процессе прокатки [7–9, 12]. Поэтому на
практике стремятся к определению оптимальной или
некоторой приемлемой минимальной величины силы
Рз. Для минимизации величины силы Рз применяют
подходящие профилировки рабочих и опорных вал-
ков, рабочие клети с осевой сдвижкой рабочих или
промежуточных (на шестивалковых клетях) валков
или клети, оснащенные валками системы СVC, либо
другие технические решения, направленные на до-
стижение этой цели [12].
Система уравнений (3) отражает особенности на-
гружения валкового узла и настройки рабочей клети
при прокатке тонких и особо тонких полос, что позво-
ляет использовать ее также для определения «наи-
меньшей толщины полосы h1нм, которая может быть
прокатана на конкретном стане с наибольшим обжа-
тием». С этой целью первое уравнение этой системы
может быть записано в виде:
где δклс, δклз, δклпр – упругие деформации рабочей кле-
ти, вызванные силами прокатки Рс, забоя концевых
участков рабочих валков Рз и предварительного при-
жатия валков Рпр соответственно.
Из уравнения (4) видно, что наименьшая толщи-
на полосы h1нм, которая может быть прокатана на
конкретном стане, определяется упругими деформа-
циями клети, вызванных силами Рс, Рз и Рпр, то есть
жесткостью всей рабочей клети, а не только ради-
альной жесткостью рабочих валков, как полагали ис-
следователи, ранее пользующиеся вместо термина
«наименьшая толщина прокатываемой полосы h1нм»,
термином «минимальная толщина прокатываемой
полосы h1min» [5, 9]. На необоснованность и ошибоч-
ность термина «минимальная толщина полосы h1min»
и соответствующих моделей для ее определения бы-
ло обращено внимание также в работе [10].
Как следует из уравнения (4), абсолютная величи-
на наименьшей толщины полосы h1нм, которая может
быть прокатана на конкретном стане, определяется
только жесткостью рабочей клети и технологически-
ми ограничениями. Принимая во внимание (1) и (2),
уравнение (4) представилось в виде:
Анализ последнего уравнения показывает, что
наименьшая толщина полосы h1нм, которая может
быть прокатана на конкретном стане, определяется
разностью двух сил – допускаемого значения силы,
действующей на нажимные винты, и силы предвари-
тельного прижатия валков перед прокаткой. Очевид-
но, что чем меньше разность значений этих сил, тем
меньше толщина полосы h1нм, которая может быть
прокатана на конкретном стане. Но это возможно
только при высоком и соизмеримом уровне сил Рнв
и Рпр и подтверждает хорошо известный из практики
факт, что холодная прокатка тонких и особо тонких
полос реализуется с «большими силами и с малыми
крутящими моментами».
Для проверки точности и работоспособности
уравнения (4) на двухвалковом лабораторном стане
200 было проведено специальное исследование, в
ходе которого прокатывали отожженные образцы из
Графическое решение системы (3) по определению пара-
метров начальной настройки рабочей клети при прокатке с
«забоем» концевых участков рабочих валков
(4)
(5)
1 1'2
2'
44 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2019. № 3-4 (310-311)
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
стали 08кп [σт = σтисх + 34,6(100εΣ)
0,6] с номинальными
размерами 0,22-0,25х47,5х300 мм без применения
технологической смазки и натяжения со скоростью
0,3 м/с. Валки стана специальной конструкции были
изготовлены из стали 9ХФ, имели диаметр 201,2 мм,
длину бочки 50 мм и шлифованную рабочую поверх-
ность с твердостью 92 HSD. Прокатку вели в предва-
рительно прижатых валках. Сила предварительного
прижатия валков Рпр ограничивалась возможностями
ручного нажимного устройства и не превышала 18–
22 кН. Значение параметра b/L равнялось 0,95, что
исключало возможность забоя свободных (концевых)
участков бочек валков в процессе прокатки. В ходе
экспериментов измеряли толщину и ширину образ-
цов до и после прокатки, значения силы предвари-
тельного прижатия валков Рпр и силы, действующей
на нажимные винты Рнв, которая в данном случае
равнялась силе прокатки Рс. Измерение перечислен-
ных параметров осуществляли по общепринятым ме-
тодикам. В таблице представлены рассчитанные по
уравнению (4), то есть теоретические и эксперимен-
тальные значения толщины образцов после прокат-
ки, которые рассматривались в качестве наимень-
ших h1нм, поскольку ограничивались параметрами
начальной настройки (силой Рпр) и жесткостью рабо-
чей клети лабораторного стана (Мкл = 1,32 МН/мм).
Из таблицы видно, что экспериментальные и рас-
считанные по уравнению (4) значения наименьшей
толщины прокатываемой полосы h1нм практически со-
впали. Это подтверждает точность, надежность и ра-
ботоспособность уравнения (4) для прогнозирования
наименьшей толщины прокатываемой полосы h1нм,
что дает основание рекомендовать его для практиче-
ского применения.
Выводы
Исследованы особенности силового взаимодей-
ствия тонкой полосы с валками и с рабочей клетью
в целом при холодной прокатке. В большинстве слу-
чаев при решении поставленной задачи обычно учи-
тывают только особенности контактного взаимодей-
ствия полосы с рабочими валками, что необходимо,
но недостаточно. Показано, что формирование тол-
щины полосы при прокатке происходит в результате
совместного взаимодействия последней с рабочими
валками и с рабочей клетью в целом. Такой подход
при решении данной задачи использован в настоя-
щей статье.
Пластическая деформация полосы при холод-
ной прокатке осуществляется с малыми абсолют-
ными обжатиями Dh (Dh ≤ 0,005–0,5 мм) и с больши-
ми средними контактными напряжениями рсрс (рсрс >
500–1500 Н/мм2). В этих условиях прокатки упругие
деформации валков и полосы оказывают решающее
влияние на погонную силу прокатки Рс/b (где Рс, b –
сила прокатки и ширина прокатываемой полосы),
значения которой достигают 8–20 кН/мм, что при-
водит к увеличению силы прокатки на действующих
станах холодной прокатки до 15–25 МН и более.
Из-за низких значений модуля жесткости рабо-
чих клетей Мкл (Мкл = 4,5–7,5 МН/мм) действующих
станов холодной прокатки, упругие деформации по-
следних δкл многократно превышают толщину полосы
на выходе из очага деформации h1 (δкл >> h1), и про-
цесс прокатки реализуется всегда в предварительно
прижатых валках с силой Рпр, что ухудшает условия
эксплуатации валков и ограничивает возможности
технологического оборудования для прокатки полос
малой толщины. Установлено, что с уменьшением
толщины и ширины полосы b вследствие уменьше-
ния параметра b/L (где L – длина бочки валков), кон-
цевые участки бочек рабочих валков, каждый длиной
менее 0,5(L-b), в процессе прокатки также находятся
в «забое», то есть прижаты силой Рз, которая сум-
мируется с силой прокатки Рс. Это приводит к до-
полнительному нагружению и ужесточению условий
работы валков и, как следствие, к дополнительному
ограничению возможностей оборудования для про-
катки полос меньшей толщины.
Впервые решена задача по определению пара-
метров начальной настройки рабочей клети при про-
катке, когда концевые участки рабочих валков нахо-
дятся в «забое» в процессе прокатки и предложено
решение для определения наименьшей толщины
полосы h1нм, которая может быть прокатана на кон-
Расчетные и экспериментальные значения толщины h1нм при прокатке на лабораторном стане 200
Параметры прокатки
h0, мм ε
σт,
Н/мм2
2kср,
Н/
мм2
f Рпр,
кН рсрс, Н/мм2 Рс, кН эксперименталь-
ные h1
расчетные по
модели h1нм
1 0,252 0,263
260 498 0,167 21,0
1288 268 0,186 0,189
2 0,249 0,259 1287 269 0,185 0,188
3 0,253 0,261 1273 266 0,187 0,186
4 0,251 0,258 1271 264 0,186 0,184
5 0,252 0,26 1274 265 0,186 0,185
6 0,253 0,261 1273 267 0,187 0,186
7 0,252 0,26 1274 268 0,186 0,187
8 0,255 0,263 1270 265 0,188 0,185
9 0,254 0,262 1271 266 0,187 0,186
10 0,253 0,261 1273 267 0,187 0,186
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
45ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2019. № 3-4 (310-311)
1. Федонин О.В., Урну С.Я., Немкин М.В., Даниленко Д.Н., Кондауров Е.Л. Перспективы развития производства холодно-
катаного проката на мировом и российском рынках. Металлург. 2011. № 5. С. 9–16.
2. Василев Я.Д., Замогильный Р.А., Самокиш Д.Н. Тенденции развития производства и потребления жести в мире. Чер-
ная металлургия: Бюл. ин-та «Черметинформация». 2017. № 9. С. 61–67.
3. Антипин В.Г., Зиновьева Н.Г., Овчинников А.М. Черная металлургия США. Черная металлургия: Бюл. ин-та «Черме-
тинформация». 2014. № 2. С. 3–21.
4. Коновалов Ю.В. Справочник прокатчика. Справочное издание в 2-х книгах. Книга 2. Производство холоднокатаных
листов и полос. М.: Теплотехник, 2010. 608 с.
5. Королев А.А. Конструкция и расчет машин и агрегатов прокатных станов. 2-е изд. перераб и доп. М.: Металлургия,
1985. 376 с.
6. Василев Я.Д., Сафьян М.М. Производство полосовой и листовой стали. Киев: Вища школа, 1976. 292 с.
7. Меерович И.М., Герцев А.И., Горелик В.С., Классен Э.Я. Повышение точности листового проката. М.: Металлургия,
1969. 264 с.
8. Полухин В.П. Математическое моделирование и расчет на ЭВМ листовых прокатных станов. М.: Металлургия, 1972.
512 с.
9. Полухин П.И., Железнов Ю.Д., Полухин В.П. Тонколистовая прокатка и служба валков. М.: Металлургия, 1967. 388 с.
10. Василев Я.Д., Дементиенко А.В. Непрерывная прокатка тонких и особо тонких полос. Непрерывная прокатка: Коллек-
тивная монография. Дніпропетровськ: РВА «Дніпро-ВАЛ», 2002. С. 137–293.
11. Василев Я.Д., Самокиш Д.Н., Дементиенко А.В., Завгородний М.И. Единая методика расчета энергосиловых и темпе-
ратурно-скоростных параметров процесса холодной полосовой прокатки. Бюллетень «Черная металлургия». 2014.
№ 1. С. 50–58.
12. Будаква А.А.. Коновалов Ю.В., Ткалич К.Н., Качалка З.Г., Паргамонов Е.А. Профилирование валков листовых станов.
Киев, 1986. 190 с.
1. Fedonin, O.V., Urnu, S.Ya., Nemkin, M.V., Danilenko, D.N., Kondaurov, E.L. (2012). Prospects for the development of cold-
rolled steel production in the world and Russian markets. Metallurg. Metallurgist, no. 5, pp. 9–16 [in Russian].
2. Vasilev, Ya.D., Zamogilniy, R.A., Samokish, D.N. (2017). Trends in the development of production and consumption of tinplate
in the world. Chernaya metallurgiya: Biuleten’ Instituta “Chermetinformatsiya”. Ferrous metallurgy: Bulletin of the Institute
“Chermetinformatsiya”, no. 9, pp. 61–67 [In Russian].
3. Antipin, V.G., Zinov’eva, N.G., Ovchinnikov, A.M. (2014). Ferrous metallurgy of USA. Chernaya metallurgiya: Biuleten’ Instituta
“Chermetinformatsiya”. Ferrous metallurgy: Bulletin of the Institute “Chermetinformatsiya”, no. 2, pp. 3–21 [in Russian].
4. Konovalov, Yu.V. (2010). Directory by rolling specialist. Reference book in 2 books. Book 2. Production of cold-rolled sheets
and strips. Moscow: Teplotekhnik, 608 p. [in Russian].
5. Korolev, A.A. (1985). Design and calculation of machines and units of rolling mills. 2nd ed. revised and enlarged. Moscow:
Metallurgiya, 376 p. [in Russian].
6. Vasilev, Ya.D., Saf’yan, M.M. (1976). Production of strip and sheet steel. Kyiv: Vyshcha shkola, 192 p. [in Russian].
7. Meerovich, I.M., Gertsev, A.I., Gorelik, V.S., Klassen, E.Ya. (1969). Improving the accuracy of sheet metal. Moscow:
Metallurgiya, 264 p. [in Russian].
8. Poluhin, V.P. (1972). Mathematical modeling and computer calculation of sheet rolling mills. Moscow: Metallurgiya, 512 p. [in
Russian].
9. Poluhin, P.I., Zheleznov, Yu.D., Poluhin, V.P. (1967). Sheet rolling and rolls service. Moscow: Metallurgiya, 388 p. [in Russian].
10. Vasilev, Ya.D., Dementienko, A.V. (2002). Continuous rolling of thin and extremely thin strips. Continuous rolling: Collective
monograph. Dnipropetrovsk, Dnipro-VAL Publ., pp. 137–293 (In Russian)
11. Vasilev, Ya.D., Samokish, D.N., Dementienko, A.V., Zavgorodniy, M.I. (2014). Unified method of calculating energy
and temperature-speed parameters of the process of cold strip rolling. Chernaya metallurgiya: Biuleten’ Instituta
“Chermetinformatsiya”. Ferrous metallurgy: Bulletin of the Institute “Chermetinformatsiya”, no. 1, pp. 50–58 [in Russian].
12. Budakva, A.A., Konovalov, Yu.V., Tkalich, K.N., Kachalka, Z.G., Pargamonov, Ye.A. (1986). Profiling rolls of sheet mills. Kyiv,
190 p. [in Russian].
ЛИТЕРАТУРА
REFERENCES
Поступила 04.01.2019
Received 04.01.2019
кретном стане. Экспериментальная проверка расчет-
ного определения параметров начальной настройки
и наименьшей толщины полосы, которая может быть
прокатана на конкретном стане h1нм, подтвердила
работоспособность и достаточную точность предло-
женных решений, что дает основание рекомендовать
их для практического применения при расширении
сортамента выпускаемой продукции на действую-
щих станах, в сторону уменьшения толщины прока-
тываемых полос и при проектировании сортамента
на новых станах для прокатки тонких и особо тонких
полос, в том числе жести и фольги.
46 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2019. № 3-4 (310-311)
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
Анотація
Я.Д. Василев, д-р техн. наук, професор
Р.О. Замогильний, мол. наук. співр., e-mail: rz90@i.ua
Національна металургійна академія України (НМетАУ), Дніпро,
Україна
Вплив особливостей контактної взаємодії тонкої штаби з валками на параметри
початкового налаштування робочої кліті і найменшу товщину штаби, що прокатується
Досліджено особливості силової взаємодії тонкої штаби з валками і з робочою кліттю в цілому при холодній прокатці.
Показано, що при холодній прокатці тонких штаб, пружні деформації валків і штаби мають вирішальний вплив на
погонну силу прокатки Рс /b. Представлено дані, які підтверджують, що формування товщини штаби при прокатці
відбувається в результаті спільної взаємодії останньої з робочими валками і з робочою кліттю в цілому.
Через низькі значення модуля жорсткості робочих клітей М
кл
(М
кл
= 4,5–7,5 МН/мм) діючих станів холодної прокатки
пружні деформації останніх δ
кл
багаторазово перевищують товщину штаби на виході з осередку деформації h
1
(δ
кл
>>
h
1
), і процес прокатки реалізується завжди в попередньо притиснутих валках з силою Р
пр
, що обмежує можливості
обладнання для прокатки штаб малої товщини. Зі зменшенням товщини і ширини штаби b внаслідок зменшення
параметра b/L (де L – довжина бочки валків), кінцеві ділянки бочок робочих валків в процесі прокатки також знаходяться
в «забої», тобто притиснуті силою Р
з
, яка підсумовується з силою прокатки Р
с
, що призводить до додаткового
навантаження валків і, як наслідок, до додаткового обмеження можливостей обладнання для прокатки штаб меншої
товщини.
Вперше вирішено задачу з визначення параметрів початкової настройки робочої кліті під час прокатки, коли кінцеві
ділянки робочих валків знаходяться в «забої» в процесі прокатки і запропоновано рішення для визначення найменшої
товщини штаби h
1нм
, яка може бути прокатана на конкретному стані. Експериментальна перевірка розрахункового
визначення параметрів початкової настройки і найменшої товщини штаби, яка може бути прокатана на конкретному
стані h
1нм
, підтвердила працездатність і достатню точність запропонованих рішень, що дає підставу рекомендувати їх
для практичного застосування при розширенні сортаменту продукції, що випускається на діючих станах, в сторону
зменшення товщини штаб, що прокатуються, і при проектуванні сортаменту на нових станах для прокатки тонких і
особливо тонких штаб, в тому числі жерсті і фольги.
Ключові слова
Холодна прокатка, стан, натискний пристрій, сила, пружна деформація, взаємодія, шта-
ба, товщина.
Summary
The features of the force interaction of a thin strip with rollers and with a working stand as a whole during cold rolling are
investigated. It is shown, that during cold rolling of thin strips, the elastic deformations of the rolls and the strips have a decisive
influence on the linear rolling force Pc /b. The data are presented confirming, that the formation of the strip thickness during
rolling occurs as a result of the joint interaction of the strip with the work rolls and with the working stand as a whole.
Due to the low modulus of stiffness of the working stands, М
кл
(М
кл
= 4.5–7.5 MN/mm) of the cold rolling mills in operation, the
elastic deformations of the last δ
кл
are many times greater than the thickness of the strip at the exit from the deformation zone
h
1
(δ
кл
>> h
1
) and the rolling process is always implemented in pre-pressed rollers with a power Р
пр
, which limits the ability of
the equipment for rolling strips of small thickness. With a decrease in the thickness and width of the strip b due to a decrease in
the parameter b/L (where L is the length of the roll barrel), the end sections of the barrels of the work rolls in the rolling process
are also in the “bottom face”, i. e. pressed force P
з
, which is summed with the force rolling P
с
, which leads to additional loading
of the rolls and, as a consequence, to an additional limitation of the equipment for rolling strips of smaller thickness.
For the first time, the problem of determining the parameters of the initial setting of the working stand during rolling was
solved, when the end sections of the work rolls are in the “bottom” during the rolling process and a solution is proposed for
determining the smallest strip thickness h
1нм
, that can be rolled on a particular mill. The experimental verification of calculation
of the parameters of the initial setting and the smallest thickness of the strip, which can be rolled up at a specific state h
1нм
,
Ya.D. Vasilev, Doctor of Engineering Sciences, Professor
R.A. Zamogilny, Junior Researcher, e-mail: rz90@i.ua
National Metallurgical Academy of Ukraine (NMetAU), Dnipro, Ukraine
Influence of the special features of contact interaction of the thin strip with rolls on the
parameters of the initial setting of the working stand and the least thickness of the rolled
strip
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
47ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2019. № 3-4 (310-311)
Cold rolling, rolling mill, screw device, force, elastic deformation, interaction, strip, thickness.Keywords
confirmed the efficiency and sufficient accuracy of the proposed solutions, which makes it possible to recommend them for
practical application in expanding the range of products produced in operating states in the direction reducing the thickness
of the strip that are rolled out and designing the assortment at the new mills for the rolling of thin and especially thin strips,
including tinplate and foil.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-166621 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2077-1304 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:13:00Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Василев, Я.Д. Замогильный, Р.А. 2020-02-27T20:43:13Z 2020-02-27T20:43:13Z 2019 Влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой полосы с валками на параметры начальной настройки рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой полосы / Я.Д. Василев, Р.А. Замогильный // Металл и литье Украины. — 2019. — № 3-4 (310-311). — С. 41-47. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 2077-1304 DOI: https://doi.org/10.15407/pmach2019.03.041 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166621 621.771.001 Исследованы особенности силового взаимодействия тонкой полосы с валками и с рабочей клетью в целом при холодной прокатке. Показано, что при холодной прокатке тонких полос, упругие деформации валков и полосы оказывают решающее влияние на погонную силу прокатки Рс/b. Представлены данные, подтверждающие, что формирование толщины полосы при прокатке происходит в результате совместного взаимодействия последней с рабочими валками и с рабочей клетью в целом. Досліджено особливості силової взаємодії тонкої штаби з валками і з робочою кліттю в цілому при холодній прокатці. Показано, що при холодній прокатці тонких штаб, пружні деформації валків і штаби мають вирішальний вплив на погонну силу прокатки Рс /b. Представлено дані, які підтверджують, що формування товщини штаби при прокатці відбувається в результаті спільної взаємодії останньої з робочими валками і з робочою кліттю в цілому. The features of the force interaction of a thin strip with rollers and with a working stand as a whole during cold rolling are investigated. It is shown, that during cold rolling of thin strips, the elastic deformations of the rolls and the strips have a decisive influence on the linear rolling force Pc /b. The data are presented confirming, that the formation of the strip thickness during rolling occurs as a result of the joint interaction of the strip with the work rolls and with the working stand as a whole. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Обработка металлов давлением Влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой полосы с валками на параметры начальной настройки рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой полосы Вплив особливостей контактної взаємодії тонкої штаби з валками на параметри початкового налаштування робочої кліті і найменшу товщину штаби, що прокатується Influence of the special features of contact interaction of the thin strip with rolls on the parameters of the initial setting of the working stand and the least thickness of the rolled strip Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой полосы с валками на параметры начальной настройки рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой полосы Василев, Я.Д. Замогильный, Р.А. Обработка металлов давлением |
| title | Влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой полосы с валками на параметры начальной настройки рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой полосы |
| title_alt | Вплив особливостей контактної взаємодії тонкої штаби з валками на параметри початкового налаштування робочої кліті і найменшу товщину штаби, що прокатується Influence of the special features of contact interaction of the thin strip with rolls on the parameters of the initial setting of the working stand and the least thickness of the rolled strip |
| title_full | Влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой полосы с валками на параметры начальной настройки рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой полосы |
| title_fullStr | Влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой полосы с валками на параметры начальной настройки рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой полосы |
| title_full_unstemmed | Влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой полосы с валками на параметры начальной настройки рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой полосы |
| title_short | Влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой полосы с валками на параметры начальной настройки рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой полосы |
| title_sort | влияние особенностей контактного взаимодействия тонкой полосы с валками на параметры начальной настройки рабочей клети и наименьшую толщину прокатываемой полосы |
| topic | Обработка металлов давлением |
| topic_facet | Обработка металлов давлением |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166621 |
| work_keys_str_mv | AT vasilevâd vliânieosobennosteikontaktnogovzaimodeistviâtonkoipolosysvalkaminaparametrynačalʹnoinastroikirabočeikletiinaimenʹšuûtolŝinuprokatyvaemoipolosy AT zamogilʹnyira vliânieosobennosteikontaktnogovzaimodeistviâtonkoipolosysvalkaminaparametrynačalʹnoinastroikirabočeikletiinaimenʹšuûtolŝinuprokatyvaemoipolosy AT vasilevâd vplivosoblivosteikontaktnoívzaêmodíítonkoíštabizvalkaminaparametripočatkovogonalaštuvannârobočoíklítíínaimenšutovŝinuštabiŝoprokatuêtʹsâ AT zamogilʹnyira vplivosoblivosteikontaktnoívzaêmodíítonkoíštabizvalkaminaparametripočatkovogonalaštuvannârobočoíklítíínaimenšutovŝinuštabiŝoprokatuêtʹsâ AT vasilevâd influenceofthespecialfeaturesofcontactinteractionofthethinstripwithrollsontheparametersoftheinitialsettingoftheworkingstandandtheleastthicknessoftherolledstrip AT zamogilʹnyira influenceofthespecialfeaturesofcontactinteractionofthethinstripwithrollsontheparametersoftheinitialsettingoftheworkingstandandtheleastthicknessoftherolledstrip |