Глава 3 прокатное производство

§ 8. Сущность процесса прокатки

1. Характеристика процесса. Прокатка — вид обработки давлением, при котором заготовка обжимается двумя вращающимися валками про­катного стана.

Деформация металла при прокатке происходит на небольшом участке ЛВВлА, (рис. IV.5, а), который называется зоной деформации. По мере вращения валков и перемещения заготовки вперед она передвигается по прокатываемому металлу. Дуга АВ называется дугой захвата, а централь­ный угол а, отвечающий этой дуге,— углом захвата.

При прокатке увеличиваются длина и ширина заготовки и уменьшается ее толщина. Относительное уменьшение толщины заготовки в процессе

прокатки е = ^/'^|>~^/'^[ называется относительным обжатием кш сте­пенью деформации (в %). Максимальное значение относительного обжа­тия в зависимости от типа изделия составляет 0,2—0,5. Уширение заго­товки в процессе прокатки составляет 5—10 % от величины обжатия.

Отношение длины заготовки после прокатки 1_Х к исходной 1₀, равное, юли пренебречь уширением, отношению площадей поперечного сечения

Это одна из основных характеристик процесса прокатки. Величина ее за один проход заготовки составляет обычно 1,1—1,6, а иногда дости­гает 2—2,5.

2. Условия захвата заготовки валками. При прокатке металл втяги- вается в зазор между валками силами трения между заготовкой и вал- ками. В точке А (а также Л,) действуют силы давления валков на металл N и силы трения Т, проекции которых на ось х соответственно N_х = «=» N 81П а, Т_х = Т соз а (рис. IV.5, а). Валки захватят металл тогда, когда втягивающее усилие будет больше, чем выталкивающее: Т_х > N_х.

Учитывая, что сила трения Т = /Л/', где /—-коэффициент трения, ко­торый зависит от состояния поверхности валков и заготовки и уменьша­ется с ростом температуры, условие захвата заготовки примет вид зт а < <С / соз а, или 1§ а < /.

Угол, тангенс которого равен коэффициенту трения, называется уг­лом трения. Таким образом, условие захвата соблюдается, если угол захвата меньше угла трения.

При горячей прокатке на гладких валках угол захвата составляет 15—24°, а на валках с вырезами (ручьями) — 32—33°. При холодной прокатке листов а = 3 -=- 10°.

При прокатке скорость выхода металла из валков больше, а скорость металла на входе меньше скорости вращения валков. Это необходимо учитывать при установлении скорости последовательной прокатки на нескольких валках, чтобы избежать петлеобразования и чрезмерного натяжения заготовки между парами валков.

3. Основные виды прокатки. Различают три основных вида прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую.

При продольной прокатке (рис. ^.5, а) заготовка перемещается пер­пендикулярно к осям валков, которые вращаются в противоположных направлениях. До 90 % всего проката изготовляют продольной прокат­кой (листы, полосы, прутки).

При поперечной прокатке (рис. ^.5, б) валки с параллельными осями вращаются в одном направлении и вращают заготовку, которая деформи­руется, перемещаясь вдоль оси валков.

51

Рис. IV.6. Основные профили проката.

Поперечно-винтовая прокатка (рис. IV.5, в) осуществляется враща­ющимися в одном направлении и расположенными под углом друг к другу валками. Такое расположение валков обеспечивает возникновение осе­вого усилия, перемещающего заготовку.

Поперечная и поперечно-винтовая прокатки применяются при изго­товлении изделий с переменным по длине сечением. Принцип поперечно-винтовой прокатки используется также при прошивке трубных заго­товок.

4. Сортамент проката определяется совокупностью профилей и разме­ров прокатанного металла. Профилем прокатанного изделия называется форма его поперечного сечения.

По сортаменту продукцию прокатного производства можно разделить на следующие группы: 1) сортовой прокат; 2) листовой прокат; 3) трубы; 4) специальный и периодический прокат.

Сортовая сталь делится на профили общего назначения — круглая, полосовая, квадратная, угловая, швеллеры, двутавровые балки и др. (рис. ^.6, а) и профили специального назначения — рельсы и профили для автотракторостроения, судостроения, транспортного машинострое­ния и других отраслей промышленности (рис. ^.6, б).

Листовая сталь делится на тонколистовую (толщиной менее 4 мм) и толстолистовую. Некоторые сорта листовой стали предназначены для определенных отраслей промышленности, среди них выделяют сталь: котельную, автотракторную, электротехническую и др.

Трубы разделяют на две группы: бесшовные и сварные. Кроме того, выпускают трубы фасонные и переменного сечения.

К специальным видам проката относятся вагонные колеса (рис. IУ.б, в), зубчатые колеса, шары, периодический прокат (рис. ^.6, г), а также гнутый профиль (рис. ^.6, д).

В 11-й пятилетке предусмотрено значительное увеличение выпуска новых, прогрессивных профилей проката. Намечено увеличить производ­ство проката из низколегированных сталей и с упрочняющей термической обработкой, холоднокатаного листа, фасонных и высокоточных профилей проката с уменьшенными и минусовыми допусками.

Заготовками для сортового проката являются блюмы (сечением от 150 X 150 до 450 X 450 мм), а для листового проката — слябы (толстые плиты толщиной до 350 мм).

52