Оборудование прокатных станов

Конструкция основных деталей и механизмов, несмотря на их различное назначение и многообразие, во многих случаях одинакова. Главные элементы рабочей клети — валки прокатные, подшипниковые узлы, механизмы для установки валков, станина, шпиндели, муфты и проводки.

Подшипники прокатных валков работают при очень больших нагрузках, доходящих на некоторых станах до 30—60 Мн (3000—6000 тс) на валок. Возможные габариты их ограничиваются диаметром валков. Подшипники (качения или жидкостного трения) устанавливаются в массивных корпусах, называются подушками, которые располагаются в проёмах станины.

Станина рабочей клети воспринимает все усилия, возникающие при прокатке металла, и поэтому выполняется массивной — до 60—120 т и более. Материал станины — стальное литьё с 0,25—0,35% С. Станина устанавливается на фундаментных стальных плитах (плитовинах), которые прикрепляются болтами к бетонному или железобетонному фундаменту. Для сортовых станов получают распространение предварительно напряжённые рабочие клети, в которых повышение жёсткости достигается не увеличением массивности станины, а с помощью специальных стяжных механизмов.

Большой экономический эффект даёт также автоматизация контроля качества готового проката и нанесения защитных покрытий. Прокатный стан в связи с непрерывностью процесса и выпуском однотипной продукции в больших количествах имеют все необходимые предпосылки, чтобы быть одними из первых полностью автоматизированных промышленных объектов. Билет 63. Прокатка гнутых профилей

Продольная прокатка — прокатка, при которой деформация обрабатываемого изделия происходит между валками, вращающимися в противоположных направлениях и расположенными в большинстве случаев параллельно один другому.

Силы трения, возникающие между поверхностью валков и прокатываемым металлом, втягивают металл в межвалковое пространство. При этом металл подвергается пластической деформации:

• высота его сечения уменьшается

• длина и ширина увеличиваются

Способ продольной прокатки является наиболее распространенным. При продольной прокатке полоса подводится к валкам, вращающимся в разные стороны, и втягивается в зазор между ними за счет сил трения на контактной поверхности. Полоса обжимается по высоте и принимает форму зазора (калибра) между валками. При этом способе прокатки полоса перемещается только вперед, то есть совершает только поступательное движение. В зависимости от калибровки валков форма поперечного и продольного сечения проката может быть разной. Таким способом получают листы, плиты, ленту, фольгу, сортовой прокат, периодические профили, гнутые профили и др.

Билет 64. Прокатка бесшовных и сварных труб

Впервые прокатка бесшовных труб началась на установках с пилигримовым станом (примерно в 1890 г.). На этих установках прокатывают трубы круглого, квадратного и других сечений из углеродистых, низко- и средне- легированных сталей наружным диаметром от 48 до 650 мм с толщиной стенки от 2,25 до 50 мм и более; в большинстве случаев диаметр прокатываемых труб более 140 со стенками толщиной не менее 7—8 мм. Длина труб, поставляемых с пилигримовых установок, обычно не превышает 22 м. Исходным материалом для прокатки являются круглые или многогранные слитки массой 1—3 т. При производстве труб ответственного назначения применяют катаную заготовку.

Технологический процесс получения гильз на установках с пилигримовым станом следующий. Нагретый до 1200—1220° С в методической печи слиток транспортируется на прошивную валковую клеть с диаметром валков 450—1000 мм. При получении толстостенной гильзы вытяжка на этой клети составляет 1,5—2,0. Обычно один прошивной стан обслуживает два пилигримовых стана.

На пилигримовом (периодическом) стане в гильзу вводится оправка (дорн); затем гильза вместе с оправкой подается в валки диаметром 600—1000 мм (в зависимости от диаметров прокатываемых труб). Частота вращения валков 40—90 об/мин.

Валки вращаются навстречу движению подаваемой гильзы. За каждый оборот валков гильза подвергается обжатию между дорном и калибром на длине подачи, которая обычно не превышает 30 мм.

Валки при вращении образуют круглый калибр с переменными высотой и шириной. В поперечном разрезе ручей одного валка можно разделить на три участка: рабочий конус («боек») с поверхностью переменного радиуса; полировочный с поверхностью постоянного радиуса; холостой или выпускной.

На первом участке происходит деформация гильзы с переходом ее в трубу, на втором — сглаживание неровностей на поверхности трубы и получение окончательных размеров диаметра и толщины стенки; на третьем — поворот гильзы с оправкой (дорном) и подача ее в валки.

 

Процесс прокатки на пилигримовом стане следующий. В положении I валки рабочими поверхностями начинают подвергать обжатию гильзу на длине подачи, при этом оправка вместе с гильзой смещается назад.

Подвергаемый обжатию между калибром и дорном металл в виде готовой трубы сдвигается с оправки (дорна) в противоположном направлении. Затем происходит сглаживание поверхности участка сформованной трубы (положения III), после чего она выходит из соприкосновения с валками, так как увеличивается ширина и высота калибра. В этот отрезок времени (положение IV) оправка с гильзой подается при помощи специального устройства вперед, поворачиваясь на 90° вокруг продольной оси для обеспечения равномерного обжатия по всей окружности. Вращение валков стана и движение оправки с гильзой синхронизированы. Раскатка гильзы в готовую трубу происходит за несколько минут, суммарная вытяжка при этом составляет 8—12.

Такая значительная вытяжка объясняется обжатиями за каждый оборот валков сравнительно небольшого участка гильзы, равного величине подачи. Число подач при раскатке зависит от ряда факторов и составляет обычно 120—180.

Прошивка слитков в гильзу и раскатка гильзы в готовую трубу осуществляются, как правило, с одного нагрева. Гильзу на пилигримовом стане раскатывают не до конца, задняя ее часть остается недокатаной. Эта часть, как и передний неровный отрезок трубы, обрезается на салазковых пилах; здесь же при необходимости трубы разрезаются на нужные длины, затем проходят калибровку и другие отделочные операции.

Примерный план одного из станов для горячей прокатки бесшовных труб. Технологический процесс прокатки труб на этом стане следующий. Слитки, нагретые в методических печах, подаются к прошивочному стану. После прошивки гильза направляется к одной из клетей пилигримового стана, где прокатывается до размера трубы с заданным диаметром и толщиной стенки. Готовая труба передается к центральному отводящему рольгангу, на линии которого установлена дисковая пила, предназначенная для обрезки переднего и заднего концов раската.

Обрезанный раскат нагревается в промежуточной подогревательной печи до температуры 900—1000° С и задается в калибровочный стан, где трубе придается сечение правильного круга с точным размером наружного диаметра. Калибровочный стан имеет диаметр валков 800 мм; величина обжатия на этом стане составляет 4— 5 мм, поэтому калибр делается почти без выпусков.

Если трубы не подвергаются калибровке, тогда они проходят правку в горячем состоянии на правильном стане, имеющем два наклонных гиперболоидных валка. Дальнейшие операции сводятся к обрези концов труб, разрезке труб на длины, нарезке резьбы на концах труб, навинчиванию муфт, гидравлическим испытаниям и т. д.

Производительность такого стана составляет примерно 50— 55 труб в час длиной 20—25 м наружным диаметром 300—500 мм и толщиной стенки 8,5—13 мм; при необходимости толщина стенки может достигать 20—22 мм.