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

увеличивается, что требует повышения мощности привода и проч­ ности валков или уменьшения обжатий и увеличения числа проходов.

Для уменьшения утяжки фланцев в черновых проходах при про­ катке двутавров крупных размеров используют фасонную заготовку,

получаемую с блюмингов, а в последнее время с агрегатов непрерыв­ ной разливки стали. При использовании фасонной заготовки умень­ шается общее число проходов, необходимых для получения готового профиля, и снижается давление металла на валки, что позволяет несколько расширить диапазон размеров двутавров, прокатывае­ мых на станах обычных типов.

10

Обжатие фланцев по толщине при прокатке двутавров в прямых

.калибрах происходит в основном в открытых их частях. При этом чем меньше уклон внутренних поверхностей полок двутавра и выпуск калибра, тем меньше и возможная величина обжатия полок по тол­ щине в открытых частях калибров за каждый проход. На рис. 2 приведена зависимость величины обжатия фланцев двутавра по тол­ щине от уклона их внутренних поверхностей и выпуска калибра при постоянном обжатии по стенке профиля. Естественно, что с умень­ шением внутреннего уклона поверхности и конечной толщины полок практически всегда появляется необходимость в увеличении числа проходов для прокатки двутавра заданного размера по высоте. Это

а — м и н и м а л ь н ы е у к л о н ы ; б — у в е л и ч е н н ы й в н у т р е н н и й у к л о н ; в — у в е л и ч е н н ы е н а р у ж н ы й и в н у т р е н н и й у к л о н ы

в свою очередь требует установки дополнительных клетей или уве­ личения длины бочки валков для размещения необходимых калиб­ ров, повышения мощности приводов и прочности валков из-за сни­ жения конечной температуры прокатки, а также ряда других круп­ ных изменений в технологии и оборудовании, осуществление кото­ рых на прокатных станах связано с большими техническими труд­ ностями.

Указанные основные недостатки прокатки двутавров в прямых калибрах ограничили область применения этого способа для полу­ чения двутавровых профилей с широкими и параллельными полками. По этому способу на действующих станах удалось получить широко­ полочные двутавры высотой до 400 мм с полками шириной до 200 мм и уклонами внутренних поверхностей не менее 8 %.

Все дальнейшие усовершенствования способа прокатки широко­ полочных двутавров в прямых калибрах были направлены в основ­ ном на увеличение обжатий по толщине фланцев в каждом проходе. В подавляющем большинстве предложенных способов некоторое увеличение ширины полок и уменьшение уклонов на внутренних поверхностях было достигнуто путем повышения обжатий фланцев за проход в открытых частях калибров за счет увеличения их вы­ пусков. На рис. 3 приведены различные способы увеличения выпус-

11

ков и обжатий в открытых частях двутавровых калибров, нашедшие применение в действующих отечественных и зарубежных калибров­ ках двутавровых профилей с широкими и параллельными полками.

На рис. 4 приведена схема калибровки широкополочного дву­ тавра размером 203X203 мм (заготовка 172X406 мм) с чередую­ щимся изгибом полок в закрытых и открытых частях калибров

Р и с . 4. 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 203X 203 мм с и з г и б о м п о л о к

при сохранении прямой стенки профиля во всех 12 проходах, приме­ няемая на одном из заводов США. После пяти первых проходов, в которых стенка профиля получает интенсивное обжатие, на концах прокатываемой полосы образуются «языки». Они используются

12

для захвата полосы в последующих калибрах, ширина которых при­ нимается несколько меньше, чем расстояние между концами отогну­ тых фланцев у входящего в них профиля. Выпуск калибров по ходу прокатки постепенно уменьшается и в чистовом калибре составляет всего около 1% при уклоне внутренних граней полок 7%.

в открытых частях калибров. Во всех проходах имеет место измене­ ние изгиба стенки и наклона фланцев. Аналогичные калибровки широко применяют на отечественных заводах при прокатке облег­ ченных двутавров по ГОСТ 8239—56.

С целью уменьшения ширины черновых калибров и исходной заготовки, снижения величины давления металла на валки в первых проходах, улучшения условий захвата металла и сокращения утяжки фланцев тонкостенные двутавровые профили на ряде зарубежных станов прокатывают по способу Риндельмана. На рис. 6 приведены два варианта калибровки тонкостенного двутавра высотой 300 мм с многократным изгибом стенки профиля. За счет интенсивного обжатия металла в открытых частях калибров, изменения наклона фланцев и постепенного распрямления стенки профиля по этому спо­ собу за минимальное число проходов удается получать двутавры с от­ носительно тонкими и широкими полками.

При прокатке двутавров по первому варианту калибровки (а) интенсивные обжатия фланцев в открытых частях калибров способ­ ствуют заклиниванию металла в закрытых их частях, что увеличивает вероятность окова валков или отрыва фланцев от стенки профиля. Для устранения этого недостатка во втором варианте калибровки (б) разъемы валков выполнены по диагонали профиля. Однако при этом возникают значительные осевые усилия, осложняющие настройку рабочих клетей.

Для увеличения обжатий фланцев по толщине было предложено диагональное расположение двутавровых калибров в валках. По этому способу горизонтальная ось симметрии двутаврового профиля располагалась в валках под некоторым углом к их оси вращения. При прокатке достигалось поочередное интенсивное обжатие флан­ цев двутавров в открытых частях черновых и промежуточных калиб­ ров. Благодаря этому утяжка фланцев в этих частях калибров практически отсутствует и ширина полок двутавра, полученная в чер­ новых и промежуточных калибрах, может быть сохранена до чисто­ вого профиля.

небольших размеров. На рис. 7 приведена схема калибровки широ­ кополочного двутавра размером 127 X 127 мм (заготовка 140x230 мм) по диагональному способу на одном из станов США.

К недостаткам диагональных калибров следует отнести довольно значительные осевые усилия, возникающие в клетях при прокатке,

13

часто имеющие место несимметричность и скручивание двутаврового профиля, а также затрудненный вход полосы в валки. Эти недостатки во многом устранены в калибровках, сочетающих диагональные и прямые калибры. На рис. 8 приведена калибровка широкополочного двутавра размером 76X63 мм комбинированным способом на одном из зарубежных станов.

в черновых и промежуточных калибрах рассмотренными выше спосо­ бами, позволило лишь незначительно расширить диапазон размеров двутавров с широкими и параллельными полками, прокатываемых на станах, оборудованных клетями дуо и трио. Общим недостатком этих способов является то, что выпуск чистового калибра во всех случаях составляет около 1,0—1,5%, т. е. соответствует уклону наружной поверхности полок двутаврового профиля, предусмотрен­ ному в большинстве отечественных и зарубежных стандартов. Для надежного захвата полосы в чистовом калибре выпуск черновых, подготовительных и предчистовых калибров по ходу прокатки не-

16

обходимо постепенно уменьшать, а следовательно, снижать и потен­ циальные возможности обжатия фланцев по толщине в открытых частях калибров.

Для сохранения достаточно больших выпусков в предчистовых калибрах Б. В. Мерекин предложил подгибать фланцы на полосе перед входом ее в чистовой калибр при помощи вводной_арматуры специальной конструкции. Широкого распространения "этот~способ

не получил, так как при прокатке имели место случаи застревания полос в арматуре.

Некоторое увеличение ширины полок и значительное уменьшение уклонов внутренних их поверхностей было достигнуто на станах

стандартами величину уклона внешних поверхностей полок. Окон­ чательную конфигурацию профилю придавали после прокатки его в чистовой клети различными способами.

По способу, разработанному в 1964 г. Людыга в польском Инсти­ туте металлургии железа, доправку двутавра проводят в горячем состоянии непосредственно за чистовой клетью при помощи специаль­ ной выводной арматуры, оборудованной неприводными вертикаль­ ными роликами. Разновидностью этого способа доправки двутавро­ вого профиля являются способы, предусматривающие выполнение этой операции в выводной арматуре чистовой клети с горизонтальным или комбинированным расположением роликов.

Доправку двутаврового профиля можно проводить также в хо­ лодном состоянии. По способу, разработанному А. П. Чекмаревым, для этого используют обычную или дополнительно оборудованную специальными роликами роликоправильную машину.

Общим недостатком всех способов доправки двутавров в горячем

в концевых и средних участках полосы, а также с влиянием на это состояние многочисленных неконтролируемых технологических фак­ торов. Следствием этого является довольно низкое качество полу­ чаемых указанными способами двутавров с параллельными полками. Неустойчивый процесс правки, ухудшающийся по мере увеличения размера двутавра, ограничивает применение рассмотренного способа на современных высокопроизводительных крупносортных станах, прокатывающих двутавровые профили.

Используя рассмотренные выше способы прокатки широко­ полочных двутавров на зарубежных станах обычных типов с клетями дуо и трио, были получены профили высотой до 420 мм с практи­ чески параллельными полками шириной до 260 мм. Дальнейшее увеличение ширины полок двутавровых профилей стало возможным

Прокатка широкополочных двутавров в четырехвалковых калиб­ рах является особым видом обработки металлов давлением, в связи с чем представляет интерес проследить развитие основных способов усовершенствования этого процесса. В зависимости от способа обра­ зования четырехвалкового калибра в развитии универсальных ста­ нов можно отметить три направления.

18

По способу, предложенному Бютцем, прокатку двутавров произ­ водили в закрытых калибрах, образованных четырьмя нерегулируе­ мыми приводными валками. На рис. 9 показана схема калибровки двутавра на непрерывном восьми клетевом стане по этому способу. В местах разъема калибров при прокатке на профиле образовыва­ лись заусеницы, устранить которые оказалось невозможным. Кроме этого, в предложенном способе прокатки двутавров не использовано

чения из одного калибра ряда двутавровых профилей за счет измене­ ния установки валков.

На рис. 10 приведена схема деформации двутавра в четырехвалковых полузакрытых калибрах по способу Закка. Особенностью этого способа прокатки двутавров является использование несим­ метричных четырехвалковых калибров, а также вертикальных вал­ ков с выпуклой рабочей частью. При прокатке левые фланцы про­ филя деформируются в открытой части калибра, а правые — в за­ крытой. Для удаления утолщений металла, образующихся в местах разъема валков в открытой и закрытой частях калибра, при про­ катке необходима кантовка полосы на 180° после каждого прохода. Для получения одинаковых вытяжек металла в правом и левом флан­ цах скорость и величину перемещения вертикальных валков уста­ навливали в зависимости от смещаемых объемов металла в соответ­ ствующих частях калибра.