книги из ГПНТБ / Клименко П.Л. Производство сортового проката [учеб. пособие для рабочих]

сматываются в бунты на вертикально расположенных моталках с осевой и тангенциальной подачей полосы. Моталки с осевой подачей металла (рис. 38) имеют не­ подвижный барабан и вращающийся конус со спираль­ ной трубой, по которой проходит металл, ложащийся витками на откидывающиеся подины барабана. Эти моталки из-за скручивания металла при сматывании применяют только для круглых сечений. Моталки с тангенциальной подачей металла (рис. 39) обеспечи­ вают сматывание без скручивания и могут применять­ ся для проволоки и мелкого сорта с различной формой сечения. Эти моталки имеют вращающийся барабан, и полоса поступает в моталку по трубе, расположенной касательно к месту сматывания.

либров для получения проката нужной формы и разме­

получить конечные сечения блюма или заготовки, на­ ряду с калибровкой валков необходимо рассчитывать режим обжатий. Правильно выполненная калибровка (или режим обжатий) должна обеспечить получение нужного профиля в пределах допускаемых отклонений, хорошее качество поверхности без закатов, трещин, заусенцев, простоту настройки стана, минимальный расход энергии, равномерную загрузку двигателя по проходам, максимальную производительность стана за счет минимального числа проходов и рационального их распределения по клетям и минимальный расход вал­ ков на тонну готового проката.

80

Типы и формы калибров

По назначению калибры подразделяют на обжим­ ные, или вытяжные, черновые, предчистовые и чисто­ вые. Основное назначение обжимных, или вытяжных, калибров — это уменьшение площади поперечного сече­ ния раската до размеров, пригодных для прокатки на сортовых станах. В черновых калибрах наряду с даль­ нейшим уменьшением площади сечения раската посте­ пенно из заготовки подготавливается требуемый про-

- d N ,

Pik . -JO. Ф-о.рмы калибров

филь. В предчистовых калибрах получают раскат такой формы и размеров, чтобы в следующем чистовом калиб­ ре готовый профиль имел необходимые размеры. Чисто­ вые калибры придают профилю окончательный вид.

На рис. 40 показаны формы калибров. Их подраз­ деляют на простые (а) и фасонные (б). К простым ка: либрам относят прямоугольные, или ящичные 1, квад­ ратные 2, ромбические 3, овальные 4, круглые 5. Фа­ сонные калибры — это балка, швеллер, уголок и др.

Открытые и закрытые калибры

По способу вреза в валки калибры делятся на от­ крытые и закрытые. Открытый калибр получают при врезе в оба валка; линия разъема валков в этом слу­ чае находится в пределах калибра (рис. 41,а). Закры­ тый калибр получают при врезе преимущественно в один валок; линия разъема валков находится вне ка­ либра (рис. 41,6). Иногда калибр может иметь одно­ временно закрытую и открытую часть. Например, ба­ лочный калибр имеет закрытую полку, образованную

81

врезом в один валок, и открытую полку, образованную врезом в оба валка (рис. 41,а).

Элементы калибра

На рис. 42 показам прямоугольный калибр. Накло­ ны боковых стенок калибра называют в ып у с к о м . Величину выпуска принимают в зависимости от общего уширения в данном калибре и указывают ее в процентах

от высоты ручья de/ас- 100 Выпуск может составлять 1—10% и больше. Для ящичных калибров он равен

10—25%'.

Выпуск облегчает выход полосы из валков. Если не будет выпуска, то при за­ щемлении полосы возмож­ но оковывание валков и их поломка. Кроме того, вы­ пуск увеличивает простор для уширения и дает воз­ можность правильно пода­ вать полосу в калибр.

Благодаря выпуску мож­ но сохранить первоначальные размеры калибра после переточки. Чем больше величина выпуска, тем меньше допускаемый съем по диаметру для восстановления пер­ воначальных размеров калибров, тем больше срок служ­ бы валков.

82

Удар валка о валок после выхода полосы из валков предотвращается зазором. Кроме того, зазор позволяет при изменении положения верхнего валка получать из одного калибра несколько различных по размерам се­ чений. В зависимости от диаметра валков зазор прини­ мают равным 5 = (0,005—0,010) D, мм.

Выпуклость дна ящичных калибров способствует улучшению захвата, уменьшая удары при захвате. При бочкообразном уширении полоса неустойчива, выпук­ лость же сообщает прокатываемой полосе стабильное положение на рольганге. Обычно выпуклость дна ручья не превышает 5 мм. Большая выпуклость может вызы­ вать образование складок и трещин. Только при про­ катке с ограниченным уширением применяют повышен­ ную выпуклость в качестве одного из способов увеличе­ ния простора для ушнрения металла.

Закругления в углах калибров позволяют избежать захолаживания углов раската и подрезов при непра­ вильной подаче полосы в валки. Если калибр перепол­ няется, благодаря закруглению получают округленный заусенец, который не оставляет видимых дефектов при последующей прокатке.

Радиус закругления в углах калибра г принимают в зависимости от глубины ручья /ір, равным г— (0,22 -г -Т-0,25) /ір. Радиус закругления у зазора составляет

(0,18-7-0,25) /гр.

Определение катающего диаметра валков

Диаметр валка, которому соответствует скорость по­ лосы при выходе из валков (без учета опережения) на­ зывают катающим.

При прокатке на гладких валках катающим диа­ метром является диаметр бочки валков. При прокатке в калибрах диаметр валка по периметру изменяется, поэтому оперируют средним катающим диаметром.

Применяют несколько методов определения средне­ го катающего диаметра: 1) по приведенной высоте ка­ либра; 2) по контактной поверхности; 3) по периметру калибра.

По приведенной высоте удобно вычислять средний катающий диаметр для простых симметричных калиб­ ров — квадратных, ромбических, круглых, овальных:

83

где D0— начальный диаметр валков;

F — площадь выходящей из калибра полосы; b — ширина выходящей полосы.

Средний катающий диаметр, определяемый по мето­ ду контактной поверхности, равен

гдеНОк.і? — сумма катающих диаметров в каждой точке по всей поверхности соприкосновения ме­ талла с валками в очаге деформации;

FK— поверхность соприкосновения металла с вал­ ками.

Сопоставляя оба метода, следует отметить, что раз­ ница средних катающих диаметров, полученных ука­ занными методами, небольшая.

Метод определения Д (Хр по периметру калибра ча­ сто применяют при прокатке в калибрах сложной фор­ мы. Метод заключается в следующем: на диаграмме по оси абсцисс откладывают длину развернутого калибра, по которому металл соприкасается с валком, а по оси ординат для соответствующих точек калибра отклады­ вают диаметр валка. По полученным точкам проводят кривую, характеризующую закон изменения диаметров валков в калибре. Средний катающий диаметр опреде­ лится, если разделить общую площадь диаграммы на длину развернутого контура калибра.

При прокатке в прямоугольных калибрах иногда катающий диаметр принимают равным диаметру вал­ ков по дну калибра, не учитывая при этом влияния бо­ ковых стенок. С учетом влияния боковых стенок и к можно определить как средний по периметру калибра.

Давление валков

Обычно прокатку в валках равного диаметра не ве­ дут. При такой прокатке полоса должна выходить из валков прямолинейно, если сохранять одинаковые ус­ ловия прокатки со стороны верхнего и нижнего валков. Однако нарушение этих условий в процессе прокатки (неравномерный нагрев или охлаждение, неравномер­ ная выработка ручьев, различные условия трения и т. д.) приведет к тому, что полоса будет выходить из валков не прямолинейно, а изгибаться в ту или иную

84

сторону и при этом может оковать валок. В какую сто­ рону будет изгибаться полоса, заранее сказать трудно. Чтобы предупредить случайное отклонение полосы, увеличивают один из диаметров валков и тем самым создают условия, при которых полоса всегда отклоня­ ется в одну и ту же сторону — в сторону валка с мень­ шим диаметром. Разница диаметров валков, выражен­

дящей полосы о ролики рольганга. Оковывания верхне­ го валка в этом случае можно не опасаться, так как се­ чение полосы велико. Нижнее давление на блюмингах составляет 10—15 мм. На сортовых и мелкосортных станах применяют верхнее давление. Полоса при этом прижимается к нижней проводке. Надобность в верх­ ней проводке, установка которой значительно сложнее, чем нижней, отпадает. Обычно величина верхнего дав­ ления составляет 1—6 мм.

Прокатка в валках неравного диаметра связана с явлением так называемого секундного растяжения ме­ талла, т. е. разностью скоростей, сообщаемых полосе со стороны валка большего и меньшего диаметра. В си­ лу сплошности полоса выходит из валков с какой-то средней скоростью. В результате выравнивания скоро­ стей в металле появляются дополнительные внутренние напряжения. Разница диаметров валков приводит к ударам в стане. Валок большего диаметра стремится через прокатываемую полосу увеличить скорость валка меньшего диаметра.

Благодаря зазорам в муфтах и шпинделях, меньший валок опережает связанный с ним шестеренный валок. Когда полоса выходит из клети, меньший валок оста­ навливается. Затем после поворота на величину зазора он начинает вращаться от шестеренного валка. В этот момент возникает удар, который может привести к по­ ломкам. Кроме того, валок меньшего диаметра, увлека­ емый большим валком, является тормозом. Это приво­ дит к повышенному расходу энергии и возникновению напряжений в деталях клети стана.

85

Таким образом, не следует допускать значительной разницы в диаметрах валков. Разница диаметров долж­ на быть такова, чтобы обеспечивался направленный выход полосы. Рекомендуют принимать следующие ве­ личины верхнего давления на крупносортных и средне­ сортных станах, мм:

При прокатке фасонных профилей выбор верхнего или нижнего давления зависит от того, в какой валок будет врезана закрытая часть калибра— этот валок принимают большего диаметра.

Нейтральная линия калибра

Нейтральной линией калибра называется линия, от­ носительно которой моменты сил, приложенных к про­ филю со стороны верхнего и нижнего валков, равны.

Нейтральная линия делит калибр на две части так, что при совмещении ее с линией прокатки обеспечива­ ется прямолинейный выход полосы из валков. При пра­

условия прокатки на верхнем и нижнем валке, условие равенства средних скоростей равносильно равенству средних катающих диаметров.

Если нужно, чтобы прокатка шла с верхним давле­ нием, нейтральную линию смещают относительно сред­ ней линии валков вниз, если необходима прокатка с нижним давлением, нейтральную линию смещают вверх.

Нейтральная линия калибра может быть определе­ на несколькими способами:

1. Нейтральная линия проходит через ось симмет­ рии калибра. К таким калибрам относятся прямоуголь­ ные, ромбические, квадратные, круглые, овальные, сим­ метричные фасонные калибры — балка, рельс и др.

2. Нейтральная линия калибра проводится через центр тяжести сечения калибра. Центр тяжести можно определить или по шаблону калибра, или путем расче­ та. Для этого профиль разбивают на элементарные уча-

86

стки и для каждого из них определяют центр тяжести

истатический момент.

3.Центральная линия калибра проводится через центр тяжести контура калибра.

4.Нейтральная линия калибра располагается так, чтобы обеспечивалось равенство средних катающих диаметров или равенство окружных скоростей валков.

Допустим, что калибр имеет произвольную форму (рис. 43). Средние радиусы верхнего и нижнего валков находим из выражения

Определение нейтральной линии по центру тяжести сечения калибра может давать удовлетворительные ре­ зультаты для профилей, симметричных относительно горизонтальной оси. Наиболее целесообразным являет­ ся способ определения нейтральной линии калибра на основе равенства Д<.ср верхнего и нижнего валков с учетом сил трения на боковых стенках калибра с уче­ том зоны отставания и опережения.

87

валков на ’ДАD.

2.КАЛИБРОВКА ВАЛКОВ ОБЖИМНЫХ

ИЗАГОТОВОЧНЫХ СТАНОВ

На обжимных и заготовочных станах применяются вытяжные калибры, которые служат для уменьшения площади поперечного сечения прокатываемой полосы. Наибольшее распространение получили системы*1 сле­ дующих вытяжных калибров: 1) ящичных или прямо­ угольных (рис. 44,а); 2) ромб — квадрат (рис. 44,6); 3) овал — квадрат (рис. 44,б).

Систему вытяжных ящичных калибров широко при­ меняют на блюмингах, обжимных станах трио, в пер­ вой группе клетей непрерывных заготовочных станов. Основные преимущества этой системы: малый врез в валки, равномерная деформация по ширине калибра, возможность прокатывать в одном и том же калибре различные по размерам прямоугольные профили, из­ меняя положение верхнего валка. К недостаткам этой системы следует отнести опасность переполнения ка­ либра, трудность получения правильных квадратов, возможность перекоса раската, когда ширина по дну ящичного калибра больше ширины полосы. Чтобы обес­ печить простор для уширения, применяют иногда двой­

88

ным lU—15%, а затем примерно с половины высоты вреза равным 20—25%.

Систему ромб — квадрат используют на среднесорт­

вильных квадратов и хорошая устойчивость полосы при прокатке. Недостатками системы являются сравни­ тельно глубокий врез в валки, поскольку калибры вре­ заются по диагонали, и резко выраженная неравномер­ ность деформации по ширине калибра.