
книги из ГПНТБ / Грицук Н.Ф. Производство широкополочных двутавров
.pdfфектов, средствами автоматизации и механизации основных опера ций, что позволило обеспечить его высокопроизводительную работу при небольшом количестве обслуживающего персонала в условиях производства продукции широкого сортамента.
Благодаря последовательной схеме расположения основных кле тей и выделения универсальных клетей в самостоятельную группу на стане в Тоехаси удалось значительно уменьшить массу меха нического и электрического оборудования. Высокая температура конца прокатки позволяет получать на этом стане тонкостенные двутавры и другие сортовые профили.
В 1961 г. в |
Фельклингене |
(ФРГ) на металлургическом |
за |
воде был введен |
в эксплуатацию |
крупносортно-среднесортный |
стан |
950/650/450 комбинированного типа, установленный вместо ряда устаревших среднесортных станов и рельсобалочного стана 850. Схема расположения оборудования на стане приведена на рис. 48.
Сортамент стана |
включает круглую сталь диаметром от |
40 до |
120 мм, квадратную |
и шестигранную сталь соответствующих |
раз |
меров, полосовую сталь шириной 45—150 мм и толщиной 5—60 мм, равнобокую угловую сталь сечением от 60x60 до 120x120 мм, неравнобокую угловую сталь сечением от 80x40 до 150x100 мм, швеллеры размером от 65x42 до 180x70 мм, тавровые симметричные профили размером от 60x60 до 120X 120 мм и несимметричные раз меры от 80x40 до 120x60 мм, двутавры обыкновенные с уклоном полок размером от 80x42 до 180x82 мм, широкополочные двутавры с параллельными полками сортаментного ряда ІРВ размером от 100 X X 100 до 140 X 140 мм и сортаментного ряда ІРЕ размером от 80X46 до 200X 100 мм. На стане предусмотрена прокатка ряда специальных профилей.
Весь сортамент сортовых профилей прокатывают на стане из пяти заготовок с размерами сечений 100x100; 127x 127; 180x180; 140x170 и 200X240 мм. Длина заготовок от 2,5 до 6,0 м.
Т а б л и ц а 36
О С Н О В Н Ы Е Т Е Х Н И Ч Е С К И Е Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И Р А Б О Ч И Х К Л Е Т Е Й К О М Б И Н И Р О В А Н Н О Г О С Т А Н А В Ф Е Л Ь К Л И Н Г Е Н Е
Р а з м е р ы бочки |
в а л к о в , мм |
П р и в о д |
Н а и м е н о в а н и е к л е т е й |
|
м о щ н о с т ь |
д и а м е т р |
д л и н а |
э л е к т р о д в и |
|
|
г а т е л я , кет |
ва л к о в
ск о р о с т ь
вр а щ е н и я
об/мин
Черновая реверсивная дуо |
750 |
2000 |
2000 |
0—60—150 |
|
Промежуточные |
реверсив |
650 |
1650 |
1800 |
0—80—180 |
ные дуо |
|
||||
Чистовые дуо |
|
460 |
900 |
1000 |
72,3—342 |
Чистовая комбинированная |
460 |
900 |
1000 |
72,3—342 |
|
Универсальная |
предчисто- |
Г-950 |
Нет св. |
2500 |
0—80—180 |
вая |
|
||||
Вспомогательная |
. . . . |
В-660 |
»520» |
2500 |
0—80—180 |
780 |
750 |
0—125—290 |
|||
Универсальная чистовая |
Г-950 |
Нет св. |
1800 |
0—80—180 |
|
|
|
В-660 |
» » |
1800 |
0—80—180 |
162
Основные технические характеристики рабочих клетей стана приведены в табл. 36.
Для нагрева металла на стане |
установлены две методические |
печи производительностью по 60 т/ч |
каждая. Длина пода печи 24 м, |
ширина 6,8 м. Нагретые заготовки проходят через установку для
гидросбива окалины и |
поступают в |
реверсивную |
черновую |
клеть |
||
750, а затем в клети промежуточной |
группы |
650. |
|
|
||
Для |
прокатки весьма |
широкого сортамента |
сортовых профилей |
|||
на стане |
предусмотрены |
два параллельных потока |
металла. |
Клети |
промежуточной группы 650 служат для прокатки заготовок, посту пающих по любому из этих потоков.
При прокатке тяжелых и сложных крупносортных фасонных сор
товых профилей обычного типа устанавливают |
в |
потоке К |
(см. |
||
18 |
18 |
19 |
20 |
18 |
19 |
|
|
|
13 |
12 |
Ѣ |
11 |
15 W |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р и с . |
49. |
Схема р а с п о л о ж е н и я |
о б о р у д о в а н и я |
на к р у п н о с о р т н о м |
стане |
600: |
|
|
|||||||||
/ — з а г р у з о ч н ы е |
устройства; 2 |
— весы; |
3 |
— методические |
печи; |
4 |
— клеть |
1Г ( о к а л и н о л о - |
||||||||||
матель); |
5 — |
н е п р е р ы в н а я |
з а г о т о в о ч н а я |
г р у п п а клетей |
2Г; |
З В ; 4Г; |
5В и |
6Г; |
6 |
— подогрева |
||||||||
т е л ь н а я |
п р о х о д н а я печь; 7 |
— д е л и т е л ь н ы е |
н о ж н и ц ы ; 8 |
— черновая клеть 7Г; 9 — непрерыв |
||||||||||||||
ная г р у п п а клетей |
8 В ; 9Г и |
ЮГ; |
10, 11, |
12 |
— у н и в е р с а л ь н ы е |
клети |
|
11У; |
12У |
и |
13У; 13, |
14 |
— |
|||||
клети 14Г; 15Г и 16Г; 15 |
— у н и в е р с а л ь н а я |
чистовая |
клеть |
17У; |
|
16 — |
х о л о д и л ь н и к ; |
17 |
— |
|||||||||
пилы г о р я ч е й |
р е з к и ; 18 — |
р о л и к о п р а в и л ь н а я |
машина; |
19 |
— |
пилы |
х о л о д н о й |
резки; 20 |
— |
па |
||||||||
|
|
|
|
|
|
к е т и р о в щ и к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рис. 48) клети дуо 650. Для прокатки широкополочных двутавров эти клети заменяют на универсальные и устанавливают дополнительно вспомогательную клеть.
В потоке С установлены для окончательной прокатки среднесортные клети 460. На стане возможна одновременная прокатка металла по двум потокам, для чего соответствующим образом организуется работа дуо-реверсивных клетей промежуточной группы.
Все клети стана, за исключением первой черновой 750, имеют предварительно-напряженную конструкцию.
Основные технические характеристики вспомогательного обору дования стана и нагревательных печей приведены в табл. 37.
При проектировании стана ставилась задача создания конструк ции и расположения оборудования позволяющих производить макси мально широкий сортамент крупносортно-среднесортных профилей при минимальных потерях рабочего времени на перестройку стана. Проектная производительность стана 360 тыс. m готового проката в год при трехсменной работе и средней часовой производительности 60 т/ч. В период первого года эксплуатации стана простои его на перестройках составили около 20—25% рабочего времени. Стан обслуживает в каждой смене 75 рабочих, в том числе: на складе за-
11* |
163 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
37 |
|||
О С Н О В Н Ы Е Т Е Х Н И Ч Е С К И Е Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И В С П О М О Г А Т Е Л Ь Н О Г О |
|||||||||||||||||
|
|
|
О Б О Р У Д О В А Н И Я И Н А Г Р Е В А Т Е Л Ь Н Ы Х П Е Ч Е Й |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
К О М Б И Н И Р О В А Н Н О Г О С Т А Н А В Ф Е Л Ь К Л И Н Г Е Н Е |
|
|
|
||||||||||||
Н а и м е н о в а н и е о б о р у д о в а н и я |
К о л и |
О с н о в н ы е х а р а к т е р и с т и к и |
|
|
|
||||||||||||
ч е с т в о |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Нагревательные |
печи |
|
|
Производительность |
60/л/ч; размеры пода |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
6,8X24 =163 |
мг; |
температура |
подогрева |
|||||||
Сдвоенные |
печные |
толкатели |
|
газа |
350° С, |
воздуха |
600° С |
Т; |
ход |
||||||||
|
Усилие |
толкания |
2X75 =150 |
||||||||||||||
с гидроприводом |
резки |
с |
|
толкателя |
3000 мм |
|
|
|
|
|
|||||||
Ножницы |
горячей |
|
Усилие реза 200 Т |
|
|
|
|
|
|||||||||
гидроприводом |
за |
черновой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
клетью 750 |
|
горячей |
|
Диаметр диска |
1600 |
мм; окружная |
ско |
||||||||||
Пила |
салазковая |
|
|||||||||||||||
резки |
|
|
|
|
|
|
рость |
диска |
85 м/сек; |
мощность |
|
привода |
|||||
Двусторонний роликовый хо |
|
90 кет; |
скорость |
вращения 1000 |
об/мин |
||||||||||||
|
Длина 84 м, |
ширина |
102-w; длина роликов |
||||||||||||||
лодильник |
|
|
|
|
|
7,5 м, угол установки |
45°; система |
подачи |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
металла — двухступенчатые клапаны подъ |
||||||||||
Правильные машины |
|
|
емного типа |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Число роликов 8; шаг роликов 650 мм; |
при |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
скорость |
правки 2— 6м/сек; мощность |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
вода 2X38 кет, |
скорость |
вращения |
0— |
|||||||
Пилы холодной |
резки |
|
|
630—1400 |
об/мин. |
|
|
|
|
|
ско |
||||||
|
|
Диаметр диска 1650 мм; окружная |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
рость |
диска |
130 м/сек; мощность привода |
||||||||
Ножницы |
холодной |
резки |
|
|
150 кет; скорость |
вращения |
1500 об/мин |
||||||||||
|
|
Усилие реза 800 Г, длина ножа |
1000 |
мм; |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
мощность |
привода |
500 |
кет; |
скорость |
вра |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
щения 725 об!мин |
|
|
|
|
|
|
||||
готовок |
7, на печах, стане и холодильнике 27, на линиях отделки 30, |
||||||||||||||||
в монтажно-наладочной бригаде 11. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Для |
прокатки двутавров с широкими и параллельными |
полками |
|||||||||||||||
высотой до 200 мм универсальными |
клетями |
дополнительно |
обору |
||||||||||||||
дуется |
крупносортный |
стан |
600 Коммунарского металлургического |
завода. Схема расположения оборудования на этом стане приведена на рис. 49.
Съемные универсальные клети будут установлены при прокатке двутавров и широкими и параллельными полками на место обычных клетей дуо с валками диаметром 600—620 мм.
Учитывая необходимость максимальной унификации калибров для прокатки двутавров разных размеров в черновых и промежуточ ных клетях для этого стана, УкрНИИМетом была разработана спе циальная калибровка. Общая схема прокатки этих профилей при ведена на рис. 50.
Особенностью калибровки является применение общих калибров в валках черновых клетей и специальных осадочных калибров в про межуточной вертикальной клети. Разработанная схема прокатки позволяет прокатывать весь сортамент двутавровых профилей, вклю чая литерные их размеры, без замены валков в черновых и промежу-
164
шь
ШГ
¥5
ЖГ
ШГ
1N20 |
IN 18 |
IN 16 |
I/VM |
INIZ |
INW |
Р и с . SO. П р и н ц и п и а л ь н а я |
с х е м а к а л и б р о в к и |
д в у т а в р о в № |
10—20 при |
||
п р о к а т к е на |
к р у п н о с о р т н о м стане 600 |
с у н и в е р с а л ь н ы м и |
клетями |
165
точных клетях дуо. Такая схема прокатки двутавровых профилей значительно расширяет возможности крупносортного стана с после довательным расположением рабочих клетей для производства этого вида прокатной продукции в широком сортаменте.
ПРОИЗВОДСТВО ДВУТАВРОВ НА ЛИНЕЙНЫХ СТАНАХ БЕЗ УНИВЕРСАЛЬНЫХ КЛЕТЕЙ
Широкополочные двутавры средних размеров с уклонами на внутренних поверхностях полок могут быть прокатаны на крупно сортных и рельсобалочных станах обычных типов без дооборудования их универсальными клетями.
На рис. 51 приведена калибровка широкополочного двутавра размером 490x300x28, 5Х 15 мм специального назначения, прокатка которого в середине 50-х годов была осуществлена на рельсобалочном стане металлургического завода «Азовсталь». Стан линейного типа состоит из реверсивной обжимной клети дуо 900, двух клетей трио 800 и чистовой клети дуо 800.
В обжимной клети прокатка осуществлялась за три прохода с не большим давлением во втором и третьем калибрах со стороны верх-
Р и с . 51. К а л и б р о в к а |
ш и р о к о п о л о ч н о г о д в у т а в р а р а з м е р о м |
4 9 0 X 3 0 0 X 2 8 , 5 X 15 мм: |
||
I / / , / / / |
— калибры |
клети д у о 900; |
IV — VI — калибры |
первой клети т р и о 850; |
VII—IX |
— к а л и б р ы |
второй клети |
т р и о 850; X—калибр |
чистовой клети д у о 800 |
167
Р и с . |
52. |
К а л и б р о в к а валков д л я п р о к а т к и ш и р о к о п о |
ічного д в у т а в р а р а з м е р о м 160Х І 6 0 Х 15Х 10 |
мм: |
а — о б ж и м н а я клеть д у о 950; |
б — |
ч е р н о в а я клеть т р и о 800; в — п р о м е ж у т о ч |
я клеть т р и о 800; г — чистовая клеть д у о |
800; д — у н и в е р с а л ь н а я клеть 950 |
него закрытого валка, в клетях трио — также за три прохода, а в чистовой дуо — за один проход. Для прокатки использовали блюм фасонного сечения. Уклоны на внутренних поверхностях полок го тового профиля составляли 14%.
На рис. 52 приведена калибровка валков нестандартного широко
полочного двутавра |
размером 160x 160x 15x 10 мм, прокатанного |
||
в 1968 г. на рельсобалочном стане |
Нижне-Тагильского |
металлурги |
|
ческого комбината. |
|
|
|
Конструктивные |
особенности |
обжимной клети на |
этом стане |
в период освоения прокатки двутавра позволяли иметь закрытым только верхний валок, выводные проводки на калибры которого не устанавливались.
Для устранения оковов этого валка и уменьшения изгиба полосы вверх в процессе выхода ее из закрытых калибров при прокатке дву тавров на этой клети применяли значительное давление со стороны верхнего валка. Кроме того, при прокатке двутавров в этой клети использовали перепад температур в поперечном сечении блюма, вы званный неравномерным его нагревом. Прокатка металла с распо ложением более холодной стороны блюма в открытой части балочного калибра позволяла значительно уменьшить изгиб полосы вверх при выходе ее из валков.
Первоначально для прокатки широкополочного |
двутавра |
была |
разработана калибровка, предусматривающая семь |
проходов |
в чи |
стовой линии и три в обжимной клети стана. Для уменьшения |
боко |
вого обжатия и заклинивания металла в закрытых калибрах обжим ной клети 900 был предусмотрен специальный подготовительный открытый калибр, обеспечивающий глубокую разрезку полосы и получение достаточно тонких фланцев профиля. Расчеты показали, что для нормального заполнения подготовительного открытого ка либра требовалась прямоугольная заготовка сечением 750x 140 мм. Однако обеспечить надежный захват такой заготовки и устойчивое ее положение при разрезке в открытом калибре невозможно, в связи с чем на валках обжимной клети был предусмотрен еще один раз резной калибр с более тупым гребнем, а также участок гладкой бочки. После бокового обжатия на гладкой бочке полосы из первого раз резного калибра форма ее поперечного сечения становилась близкой
к конфигурации подготовительного |
открытого калибра, что обеспе |
чивало удовлетворительный захват |
металла и устойчивость полосы |
в нем. |
|
Учитывая, что высокие и тонкие фланцы при малой ширине стенки профиля увеличивают защемление металла в закрытых частях дву тавровых калибров, при калибровке широкополочного двутавра была предусмотрена возможность передачи полосы из предчистового калибра обжимной клети на чистовую линию стана. В черновой клети трио 800 для этого были предусмотрены два дополнительных ка либра (1а и 2а).
Особенности |
калибровки |
валков чистовой |
линии стана: |
|
1) стеснение |
металла в основаниях закрытых фланцев |
принима |
||
лось на 30—40% меньше, |
чем на обычных |
двутаврах, |
что было |
170
нужно для улучшения их заполнения при минимальном запасе фланцев по высоте у профиля, поступающего с обжимной линии;
2)вертикальное обжатие металла в закрытых фланцах было уменьшено с 18% для обычных двутавров до 10%, что позволило снизить высоту закрытых фланцев в обжимной клети и уменьшить тем самым опасность ее окова;
3)неравномерность относительного обжатия металла по высоте открытых фланцев увеличена по сравнению с обычными двутаврами. Относительное обжатие металла у концов открытых фланцев при нималось в 1,5—2,3 раза большим, чем у их оснований.
Это позволило обеспечить за счет вынужденного уширения не которое приращение высоты открытых фланцев.
В предчистовой клети осуществлено постепенное уменьшение наружных уклонов стенок калибров с 8% на черновой клети до 1% на чистовой.
Опытные прокатки показали неприемлемость варианта калиб ровки с двумя закрытыми калибрами в обжимной клети из-за окова валков в чистовом калибре. В связи с этим окончательно была при нята калибровка с одним закрытым калибром в обжимной клети и девятью калибрами на чистовой линии. В табл. 38 приведены режимы обжатий металла в обжимной клети стана.
Т а б л и ц а 38
Р Е Ж И М Ы |
О Б Ж А Т И Й |
М Е Т А Л Л А |
В О Б Ж И М Н О Й |
К Л Е Т И |
900 |
|||
П Р И П Р О К А Т К Е Ш И Р О К О П О Л О Ч Н О Г О Д В У Т А В Р А Р А З М Е Р О М |
||||||||
|
|
|
|
1 6 0 Х 160Х |
! 5 Х 10 мм |
|
|
|
Н о м е р |
Н о м е р к а л и б р а |
Р а з м е р ы с е ч е н и я п о л о с ы , мм |
О б ж а т и е |
|||||
|
|
|
|
|||||
п р о х о д а |
( р и с . |
52) |
в ы с о т а |
|
ш и р и н а |
т о л щ и н а |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
ш е й к и |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К * |
|
о ** |
360 |
|
320 |
— |
55 |
|
1 |
|
265 |
|
370 |
||||
2К |
|
0 |
|
200 |
|
380 |
— |
65 |
3 |
|
т |
|
370 |
|
225 |
310 |
70 |
4К |
|
1 |
|
320 |
|
225 |
260 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5К |
|
0 |
|
145 |
|
340 |
280 |
80 |
6 |
|
I I |
|
290 |
|
150 |
160 |
120 |
7 |
|
|
|
280 |
|
150 |
130 |
30 |
8 |
|
|
|
275 |
|
150 |
100 |
30 |
9 |
|
I I I |
|
270 |
|
150 |
75 |
25 |
10 |
|
|
|
265 |
|
150 |
60 |
15 |
11 |
|
|
|
Холостой |
проход |
|
|
|
* К — |
кантовка |
на |
90° . ** 0 |
— г л а д к а я |
бочка . |
|
|
171
Чтобы избежать окова валков в третьем калибре обжимной клети применяют сравнительно небольшие обжатия. В результате про катки был получен готовый профиль из блюмов высотой 320 мм. Выход первого сорта при прокатке широкополочного двутавра по рассмотренной калибровке составил 93,6%.
В настоящее время на рельсобалочном стане Нижне-Тагильского металлургического комбината установлена обжимная клеть новой конструкции с выводной валковой арматурой, позволяющая про изводить прокатку двутавров в ней за семь проходов с увеличенными обжатиями. В чистовой линии стана прокатка рассмотреннего широ кополочного двутавра производится также за семь проходов.
В начале 1969 г. на среднесортном стане 550 Днепровского метал лургического завода им. Петровского с линейным расположением четырех клетей была осуществлена прокатка двутавра размером 100 X X55x6,3X4,2 мм с параллельными полками. Прокатку произво дили без универсальных клетей по способу, разработанному в отрас левой лаборатории прокатки и калибровки экономичных профилей при Днепропетровском металлургическом институте. Поскольку принципы, положенные в основу этого способа, могут быть исполь зованы для прокатки небольших двутавров с широкими полками, рассмотрим калибровку указанного двутавра (рис. 53) более подробно.
Первые три калибра соответствуют калибровке для прокатки обычной двутавровой балки № 10 по ГОСТ 8239—56.
Особенностью калибровки является получение окончательных размеров готового профиля двутавра в двух калибрах — предчистовом и чистовом. В предчистовом калибре окончательные размеры получают фланцы двутавра, прокатываемые в его открытой части. В чистовом калибре в открытой его части окончательно оформляются только те фланцы, которые в предыдущем калибре находились в за крытой его части. В закрытой части чистового калибра фланцы не получают обжатия по толщине. Здесь осуществляется только отгибка фланцев на угол, равный углу отгиба открытых фланцев, и неболь шое обжатие их по высоте. Стенка профиля в чистовом проходе прак
тически не подвергается |
обжатию, но получает небольшой изгиб. |
|
На рис. 54 приведены темплеты двутавра после чистового ка |
||
либра и после доправки |
профиля на роликоправильной |
машине. |
Так как в открытых фланцах предчистового и чистового |
калибров |
отсутствует разница в толщинах у основания и при вершине этих элементов профиля, оказалось необходимым изменить конфигура цию еще двух предыдущих калибров для получения из них профиля с более плоскими, чем при прокатке обычных двутавров, фланцами.
После прокатки и охлаждения профиль с отогнутыми |
фланцами |
подвергали правке на семироликовой правильной машине. |
Размеры |
профиля после правки были в пределах допусков по ГОСТ |
8239—56. |
В процессе освоения калибровки общий наружный уклон флан цев в чистовом калибре был уменьшен с 9,5 до 7%, что позволило улучшить обработку открытых фланцев в этом калибре.
В результате прокатки было показано, что на действующих сор товых и рельсобалочных станах имеется принципиальная возмож-