3. Прокатка. Разновидности прокатки

Это процесс деформации металлов вращающимся инструментом – валками.

Известны 36 разновидностей прокатки. Наиболее часто встречаемые

(рис. 17.):

• Продольная;

• Поперечная;

• Винтовая.

Ввиду непрерывности процесса прокатка является наиболее прогрессивным видом формообразования заготовок.

Условия захвата металла валками:

1. N sinα < T cosα ;

T = f·N ;

Sin α < f cos α ;

f > tg α

λ = ∆h/ h_o·100% (относительное обжатие);

∆h = h_o – h_i ;

Cos α =1 - ∆h/D

2. При горячей продольной прокатке α ~ 25°, относительное обжатие может достигать λ = 10÷60% (≤ 85%).

Используют также (коэффициент вытяжки), за 1 проход.

При холодной прокатке со смазкой α = 3…6°.

3. Явление опережения (V₂ > V₁).

Разновидности поперечной прокатки

Может осуществляться в гладких валках (рис. 17, б), винтовых калибрах и валках с перекрещивающимися в пространстве осями (Рис. 18.):

Рис. 18. Паперечно-винтовая прокатка

Если скорость поступательного движения металла V₁ меньше, чем скорость вращательного движения V₂ , то прокатка называется поперечно-винтовая. А если наоборот, то продольно-винтовая.

Поперечно-винтовая применяется для производства бесшовных труб. Продольно-винтовая – для спиральных сверл.

Продукция прокатного производства – прокат, который представляет собой различные типы и размеры профилей – сортамент проката.

Стальной прокат (сортамент):

1. Сортовой – простой: круг, квадрат, полоса, шестигранник. И сложный: уголок, тавр, двутавр, швеллер.

2. Листовой – фольга (< 0,2 мм), тонкий лист (0,2…4 мм), толстый (до 160 мм), броневой (до 550 мм).

3. Трубный – бесшовные трубы (Ø 30…650 мм), сварные (до Ø 1420 мм, максимальный размер Ø2500 мм).

4. Специальный сортамент – колеса, шестерни, кольца, гнутые профили, периодический прокат.

Инструмент для прокатки: валки (вертикальные и горизонтальные), гладкие и ручьевые. Зазор в просвете ручьев нижнего и верхнего валка называется калибром. Оборудование – прокатные станы.

4. Прокатные станы и валки

Прокатным станом называется технологический комплекс последовательно расположенных машинных агрегатов.

Предназначены для пластической деформации металла в валках, дальнейшей его обработки и отделки (правка, обрезка кромок).

Рис. 19. Кинематическая схема прокатного стана:

1. Рабочая клеть;

2. Валки;

3. Шпиндели;

4. Шестерная клеть;

5. Муфты;

6. Редуктор;

7. Электрический привод.

В зависимости от конструкции и расположения валков рабочие клети делятся на 6 групп:

• Дуо (рис. 20.);

• Трио;

• Кварто;

• Многовалковые клети;

• Универсальные;

• Специальные.

Клети Дуо бывают:

• Реверсивные;

• Нереверсивные:

Рис. 20. Рабочая клеть Дуо

Клети Трио чаще всего не реверсивные. Прокатка ведется между валками нижними и средними в одном направлении. В другом - между верхними и средними.

Клети Кварто (рис. 21.):

Многовалковые клети содержат 5 и более валков. Большое количество валков повышает жесткость клети, что позволяет получать точные и тонкие профили.

Рис. 21. Клеть кварто:

1 – опорные валки; 2 – рабочие валки.

Универсальные клети – наличие горизонтальных и вертикальных валков.

Специальные клети – колесопрокатные, шаропрокатные, кольцепрокатные и т.д.

В зависимости от расположения рабочих клетей станы делятся на группы:

• Одноклетьевые;

• Линейные;

• Последовательные;

• Полунепрерывные;

• Непрерывные.

1. Одноклетьевые станы:

• Заготовочные;

• Толстолистовые (Дуо, Трио, Кватро);

• Универсальные.

2. Линейные станы.

Рабочие клети располагаются в 1, 2, 3 и более линий. Может быть общий привод или собственный привод каждой линии.

Станы не реверсивные применяются как проволочные, сортовые, тонколистовые.

Рис. 22. Схемы расположения линейного стана в одну линию (а) и в три линии (б)

3. Последовательные станы (рис. 23.).

Полоса в каждой клети проходит один раз. Число клетей столько, сколько число проходов для получения требуемого профиля.

Передача между клетями по рольгангам, с косо расположенным роликами. Расстояние между клетями последовательно повышается от 1_й до последней клети. Расположение клетей параллельное или шахматное (для уменьшения длины цеха).

Рис. 23. Схема расположения последовательного стана

4. Полунепрерывные станы.

Состоят из 2х групп клетей:

1. Непрерывная;

2. Линейная или последовательная.

В непрерывной группе полоса находится одновременно в нескольких клетях.

Скорость валков клетей регулируется так, чтобы количество металла в любой клети, проходившего в единицу времени, было постоянным.

Полунепрерывные станы применяются для сортового проката, проволоки, полос.

По назначению прокатные станы делятся на:

• Станы горячей прокатки, температура деформации Т_деф > 0,6 Т_пл :

1. Обжимные: блюминг и слябинг;

2. Заготовочные;

3. Сортовые;

4. Рельсобалочные;

5. Листовые;

6. Проволочные.

• Станы холодной прокатки, температура деформации Т_деф < 0,4 Т_пл

1. Листовые;

2. Жестепрокатные;

3. Станы прокатки тонкой полосы (фольга < 0,2 мм).

• Для теплой прокатки, Т_деф =(0,4÷0,6)Т_пл ;

• Специальные станы.

Технической характеристикой прокатных станов является:

1. Диаметр бочки валка,– для заготовочных станов, обжимных, рельсобалочных и сортовых (например, блюминг 1200).

2. Листовые станы – по длине бочки валка, например, стан 5500.

3. Трубопрокатные станы – по диаметру трубы (трубосварочный стан 650).

Валки бывают:

• Гладкие;

• Ручьевые (калибры – открытые и закрытые).

Материалы валков:

1. Серый чугун с отбеленным рабочим слоем, глубиной до 40 мм.

2. Кованные валки из углеродистой и низкоколегированной стали. Твердость НВ 200…800.