книги из ГПНТБ / Грицук Н.Ф. Производство широкополочных двутавров

ность производства двутавров с параллельными полками, если ка­ либровка валков позволяет получать окончательные размеры флан­ цев раздельно в чистовом и предчистовом калибрах, а правильные машины способны осуществить устойчивую доправку отогнутых флан­ цев профиля до конфигурации двутавра, предусмотренной соответ­ ствующим стандартом на готовую продукцию.

полками является неустойчивый процесс правки профиля в холодном состоянии на правильных машинах обычных типов. Различная жест­ кость двутаврового профиля по длине штанги является причиной разной величины подгибки фланцев посередине и на концах полосы.

в которых контроль толщины элементов профиля и его правку можно

173

тей трио, расположенных в линию. Диаметр валков 625 мм, длина бочки 2000 мм, привод от паровой машины мощностью 2000 л. с.

Первая клеть стана используется только для прокатки сутунки, а остальные две клети для прокатки сортовых профилей. В первой из этих клетей осуществляют четыре прохода, во второй — пять проходов. Твердость чугунных валков, по Бринелю, до 450 единиц.

Для прокатки двутавра № 14 с параллельными полками при­ меняется прямоугольная заготовка сечением 150x115 мм длиной 4,5 м. В чистовой клети толщина стенки двутавра по проходам составляет:

сортном стане линейного типа, состоящим из трех клетей трио с вал­ ками диаметром 850 мм и длиной бочки 1600 мм. Валки чистовой клети приводятся от двигателя мощностью 1600 кет со скоростью вращения 130 об/мин. Две черновые клети имеют электропривод мощностью 2500 кет, скорость вращения валков 100 об/мин. Кроме двутавров с параллельными полками, на стане прокатывают обычные двутавры № 14 и 16 с уклонами на внутренних поверхностях полок, швеллеры № 12—20, шахтные стойки, угловую сталь и углобульбовые профили.

Прокатку двутавров с параллельными полками проводят на этом стане по той же технологии, что и на станах завода Гута Покой. Общее число проходов на стане от 9 до П . В первой клети производят пять проходов, во второй и третьей — по два.

Подъемно-качающийся стол установлен только у первой клети. Раскаты из клети в клеть перемещают с задней стороны стана. Пере­ валку валков осуществляют кассетами, продолжительность этой операции 2—3 ч.

В чистовой клети стана профиль выходит с прямой стенкой и отогнутыми фланцами, выпрямление которых производят в роликах выводной арматуры. Температура конца прокатки 850° С.

Для резки двутавров на стане установлены две салазковые пилы

Прокатка двутавровых профилей с параллельными полками на заводах в ПНР не вносит существенных изменений в технологический процесс производства сортового проката на действующих станах. В процессе калибровки валков несколько интенсифицируется режим обжатий в черновых проходах. В предчистовом и чистовом калибрах суммарная деформация профиля соответственно уменьшается, так как происходит не по всему периметру двутавра, а только в отдельных его частях.

175

Необходимость выполнения параллельных полок профиля за­ метно увеличивает износ валков по внутренней поверхности открытых фланцев в предчистовом и чистовом калибрах. При этом необходимо более часто заменять валки, что, помимо увеличенного их расхода, снижает производительность стана особенно при прокатке больших партий профиля. На среднесортном стане 625 завода Гута Покой стойкость чистового калибра при прокатке двутавра № 14 с парал­ лельными полками снизилась примерно в 1,5 раза по сравнению со стойкостью калибра при прокатке обычного двутавра. На крупно­ сортном стане 850 завода Гута Лабенды стойкость валков уменьши­ лась на 40%.

ного режима прокатки, изменения в химическом составе прокатывае­ мой стали существенно сказываются на качестве получаемого дву­ таврового профиля, изгиб фланцев которого при постоянной на­ стройке расстояния между роликами арматуры происходит под влиянием указанных факторов в разной степени. Настройка этого приспособления занимает много времени, что также отражается на производительности стана, которая при прокатке двутавров с парал­ лельными полками уменьшается от 10 до 40%. Нестабильность про­ цесса доправки профиля в горячем состоянии является одним из основных недостатков польского способа прокатки двутавров.

При производстве двутавров с параллельными полками по поль­ скому способу себестоимость продукции увеличивается, так как возрастают все затраты, зависящие от производительности стана и расхода валков. В связи с этим себестоимость двутавров с парал­ лельными полками примерно на 10% больше, чем обычных двутавров. Несколько возрастает и расходный коэффициент металла (1,175 для двутавров с параллельными полками и 1,113 для обычных двутавров) в основном за счет большего количества недокатов (80 кг/т) по сравне­ нию с прокаткой обычных двутавров (28 кг/т).

Необходимо отметить, что повышение заводской себестоимости двутавров с параллельными полками наблюдается только при расчете ее на одну тонну проката. Если учесть, что масса одного метра длины двутавра с параллельными полками несколько меньше, чем соответ­ ствующего ему по габаритным размерам обычного двутавра, то себе­

работы польских станов, прокатывающих двутавры с широкими и параллельными полками без универсальных клетей, характерны и для отечественных станов. При прокатке этих профилей по рассмот­ ренному выше способу с доправкой их в холодном состоянии на пра­ вильных машинах также наблюдалось снижение стойкости чистовых калибров, увеличение расхода валков и простоев стана, в результате

176

КОНСТРУКЦИИ УНИВЕРСАЛЬНЫХ КЛЕТЕЙ

Рабочие клети блюмингов и обжимных линий специализирован­ ных универсальных и комбинированных балочных станов по кон­ струкции принципиально не отличаются от аналогичных клетей, применяемых на крупносортных станах для прокатки сортовых про­ филей обычного сортамента. Некоторые отличия в конструкции этих клетей связаны с тем, что на блюмингах и обжимных клетях, прокаты­ вающих фасонные блюмы для крупных широкополочных двутавров, применяют рабочие валки несколько больших диаметров и с более длинной бочкой, чем на обычных станах. Это необходимо для разме­ щения на валках нескольких фасонных и ребровых калибров значи­ тельной ширины с глубокими ручьями. Кроме того, на блюмингах и обжимных клетях этих станов применяют усовершенствованные системы крепления и регулировки валков в осевом направлении, необходимые для прокатки в открытых калибрах блюмов двутавро­ вой формы поперечного сечения симметричных относительно вер­ тикальной оси.

На рис. 55 показан узел подшипников блюминга завода в Лакенби (Англия), прокатывающего двутавровые блюмы для универ­ сального балочного стана.

Заготовочные реверсивные клети дуо на современных балочных станах применяют двух типов: с малым и большим перемещением верхнего валка.

Клети с малым перемещением верхнего валка применяют при прокатке фасонных балочных заготовок в закрытых калибрах с кантовками или без них. Таким способом прокатывают обычно дву­

с помощью клинового устройства. Для установки валков с закрытыми калибрами окно в станине клети должно иметь достаточно большие размеры.

Заготовочные клети с большим перемещением верхнего валка применяют при прокатке фасонных заготовок в полузакрытых симметричных фасонных калибрах с ребровыми проходами на глад­ кой бочке или в ящичных калибрах (см. рис. 86, а). Особенно часто устанавливают такие клети на европейских и японских балочных станах. Нижний валок на таких клетях может перемещаться по вер­ тикали, что необходимо для прокатки фасонных заготовок с разной высотой фланцев. Клеть оборудуется быстроходными нажимными

винтами для сокращения времени подъема и опускания верхнего валка при ребровых проходах.

На некоторых новых балочных станах ширину окна станины заготовочной клети увеличивают для осуществления перевалки за­ крытых валков вместе с подушками, проводковым брусом и провод­ ками при прокатке двутавров мелких и средних размеров. Прокатку

крупных двутавров проводят в этом случае в полузакрытых калиб­ рах.

Универсальные рабочие клети, используемые для прокатки широ­ кополочных двутавров, относятся к числу наиболее сложных по конструкции рабочих клетей прокатных станов. При проектировании этих клетей необходимо учитывать следующие основные особенности их конструкции и требования эксплуатации:

1) наличие двух пар рабочих валков, оси вращения которых взаимно перпендикулярны и находятся в одной вертикальной пло­ скости;

178

2)значительные перемещения вертикальных валков,, необходи­ мые для прокатки двутавров в широком диапазоне размеров по вы­ соте;

3)использование горизонтальных валков, длина бочки и общая

длина которых может изменяться в больших пределах;

4)большие нагрузки на вертикальные валки в процессе прокатки, величина которых может достигать 60% максимальных нагрузок на горизонтальные валки;

5)высокая жесткость конструкции в направлениях действия усилий прокатки на горизонтальные и вертикальные валки, необхо­ димая для получения двутавров с тонкими фланцами и стенками при минимальных отклонениях от заданных номинальных размеров про­ филя;

6)быструю синхронную установку горизонтальных и вертикаль­ ных валков с высокой точностью, необходимую для прокатки дву­ тавров в реверсивном режиме;

7)быструю замену горизонтальных и вертикальных валков, а также валковой арматуры.

Одной из наиболее сложных проблем при конструировании универсальных рабочих клетей является создание станин, кото­ рые при минимальной их массе и габаритах отвечали бы всем пе­ речисленным выше технологическим требованиям эксплуатации этих клетей.

В настоящее время существует четыре основных типа универ­ сальных рабочих клетей:

1) с постоянным расстоянием между правой и левой вертикаль­ ными станинами;

2)с изменяемым расстоянием между станинами;

3)с поперечными опорными траверсами и постоянным расстоя­ нием между станинами;

4)с разъемной предварительно-напряженной станиной.

Весьма распространенной на многих действующих универсаль­ ных балочных станах является конструкция клети с постоянным расстоянием между станинами. В этих клетях вертикальные цельно­ литые станины закрытого типа на уровне оси прокатки имеют гори­ зонтальные П-образные приливы для подушек с вертикальными вал­ ками. Соединение правой и левой станин осуществляют с помощью распорных траверс постоянной длины, стяжных болтов или колец. На рис. 56 приведена универсальная клеть с постоянным расстоянием между станинами, установленная на комбинированном стане завода в Тоехаси (Япония) для прокатки широкополочных двутавров не­ больших размеров. Замену валков в универсальных клетях такой конструкции производят через окно станины без ее разработки или вместе с клетью. Аналогичные универсальные клети применяют на ряде отечественных заводов для прокатки двутавровых и других профилей.

Универсальная рабочая клеть с постоянным расстоянием между станинами проста по конструкции, но имеет ряд существенных недо­ статков, главные из которых следующие:

2) постоянное расстояние между станинами не позволяет исполь­ зовать валки различной длины, что в условиях прокатки двутавров

в широком диапазоне размеров по высоте вызывает существенное повышение расхода валков и увеличение их прогиба под нагрузкой;

3)увеличение ширины окон станин для замены горизонтальных валков требует для сохранения жесткости клети соответствующего увеличения сечения стоек и поперечин станин, что повышает общую массу и габариты клети;

4)замена валков вместе с клетями требует применения кранов большой грузоподъемности и усиления каркаса здания цеха, что значительно увеличивает общую стоимость сооружения стана.

180

Отмеченные недостатки универсальных рабочих клетей с постоян­ ным расстоянием между станинами особенно проявляются на станах, прокатывающих широкополочные двутавры в широком диапазоне размеров по высоте. Для таких станов более рациональной является конструкция универсальной рабочей клети с изменяемым расстоя­ нием между станинами, позволяющая использовать валки различ­ ной длины.

В первых конструкциях таких клетей изменение расстояния между станинами достигалось за счет перемещения станины непри­ водной стороны специальным механизмом и установки между ста­ нинами распорных траверс разной длины. Замену валков проводили на линии прокатки при раздвинутых станинах. Такой способ замены валков позволяет выбирать ширину боковых проемов в станинах закрытого типа исходя из ширины подушек, диаметров шеек валков и их подшипников, а не диаметров горизонтальных валков по бочке, что существенно повышает жесткость клети, уменьшает ее габариты и массу. Однако при обычных способах соединения правой и левой станин с помощью распорных траверс, стяжных болтов и клиньев практически невозможно обеспечить высокую жесткость универ­ сальной клети в. направлении действия усилий прокатки на верти­ кальные валки. Трудно также обеспечить высокую точность сборки клети, необходимую в случае использования подшипников качения или ПЖТ. Замена валков в универсальной рабочей клети на линии прокатки занимает много времени, увеличивает простои стана и ухудшает технико-экономические показатели его работы.

Существенное улучшение конструкции клетей этого типа выпол­ нено фирмой Закк (ФРГ), разработавшей для универсального балоч­ ного стана в Сакаи (Япония) клети с изменяемым расстоянием между вертикальными станинами и кассетой для установки вертикальных и горизонтальных валков (рис. 57). Кассета выполнена в виде жест­ кой рамы без разъемов, в которой устанавливают подушки с верти­ кальными валками, нажимные устройства этих валков, а также в специальных направляющих рамы и подушки с горизонтальными валками. Для установки горизонтальных валков различной длины используют кассеты разных размеров. При перевалках кассету вместе с валками выкатывают из клети специальным механизмом. Вертикальная станина с неприводной стороны клети выполнена пере­ движной, что позволяет устанавливать кассеты с валками разной длины.

Применение специальной кассеты закрытого типа для установки вертикальных валков существенно повышает жесткость универсаль­ ной клети в направлении действия усилий прокатки на эти валки. Вместе с тем при использовании кассет резко увеличивается ширина боковых проемов в вертикальных станинах, что снижает жесткость универсальной клети по горизонтальным валкам, увеличивает ее габариты и массу.

Разработанная Уральским заводом тяжелого машиностроения универсальная рабочая клеть для первого отечественного универ­ сального балочного стана также относится к типу клетей с изменяе-

181

мым расстоянием между станинами. Соединение правой и левой станин в этой клети осуществляется с предварительным напряже­ нием при помощи специальных силовых колец и клиньев — с гидро­ затяжкой. Сборку клетей осуществляют на механизированных стен­ дах вне линии прокатки. На рабочее место клети в собранном виде

вместе с валковой арматурой доставляют краном большой грузо­ подъемности, по специальным эстакадам, расположенным перпен­ дикулярно к пролету стана.

На универсальных балочных станах металлургических заводов в Хирохата (Япония), Дифферданже (Люксембург) используют рабо­ чие клети, в которых для установки валков различной длины при постоянном расстоянии между станинами применяют поперечные опорные траверсы (рис. 58). На эти траверсы опираются подушки горизонтальных валков, расстояние между которыми изменяют в за­ висимости от длины этих валков. Перемещение подушек и валков

182