42. Сущность и схемы процесса прокатки металлов

Прокатка – процесс обжатия заготовки между вращающимися валками с целью придания ей требуемой формы и размеров. Различают три способа прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую (косую). Основным способом, при помощи которого производится до 90% всего, проката в стране, является продольная прокатка, в процессе которой, металл подвергается обжатию между вращающимися навстречу друг другу параллельными валками. При этом уменьшается высота, сечения, увеличивается длина и в некоторой степени ширина прокатываемой полосы. Валки могут быть цилиндрическими гладкими, тогда прокат получается в виде полос и листов, либо с канавками (ручьями) различной формы, тогда получается профильный прокат – квадрат, круг, шестигранник, рельс и др.

Процесс прокатки осуществляется следующим образом. Полоса высотой Н силами трения, возникающими между ее поверхностью и поверхностями валков, втягивается в щель между валками, высота которой меньше начальной высоты полосы, и обжимается до требуемого размера. Разность между начальным Н и конечным h размерами полосы называется абсолютным обжатием. Процесс прокатки возможен только в том случае, если угол α, называемый углом захвата, не превышает некоторой величины, определяемой коэффициентом трения между металлом и валками. Прокатку желательно вести с максимальными углами захвата с целью увеличения разового обжатия, а следовательно, и производительности прокатного стана. Контакт металла с валками происходит по дуге аb, называемой дугой захвата. Металл деформируется в зоне, ограниченной плоскостями входа аd и выхода bс и дугами захвата. Этот объем металла называется очагом или зоной деформации. Одновременно с уменьшением сечения полосы и увеличением ее длины наблюдается некоторое увеличение ее поперечных размеров, называемое уширением. Величина уширения зависит от величины обжатия, диаметра валков, коэффициента трения и пр. Уширение влияет на точность и качество прокатываемых профилей. При малой его величине калибр не будет заполняться, и возможно получение не полностью оформленного профиля. Если уширение будет значительно больше расчетного, образуется излишек металла по ширине. Он будет выдавливаться в зазор между валками и образовывать заусенцы.

43. Применение прокатки и сортамент изделий

Прокатка характеризуется непрерывностью воздействия инструмента на металл и, как следствие этого, отличается весьма высокой производительностью. Во многих случаях она позволяет получать заготовки, приближающиеся по форме и размерам к готовым изделиям, а для таких отраслей народного хозяйства, как строительство и транспорт, прокаткой получаются готовые элементы сооружений. Современное прокатное производство не только дает продукцию в виде заготовок большой длины того или иного профиля, но и позволяет получать штучные заготовки с минимальными припусками на механическую обработку.

Сортамент стального проката можно разделить на следующие основные группы: сортовой прокат, листовой прокат, трубы и профиль специального назначения. Наиболее обширной является группа сортового проката (круглая, квадратная, шестигранная, полосовая, угловая сталь, швеллеры, двутавры, рельсы и др.). Листовая сталь делится на тонколистовую и толстолистовую. Трубы выпускаются бесшовные (горяче- и холоднокатаные) и шовные (сварные). Кроме круглых, производятся трубы других сечений (шестигранные квадратные и др.). Для массового производства изготавливаются специальные виды проката: профили транспортного и сельскохозяйственного машиностроения, бандажи, колеса.