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

Прямоугольные блюмы для небольших по размерам двутавровых

случаях, когда блюминг используется для прокатки блюмов или слябов для других станов, калибровка его валков часто выполняется комбинированной, что позволяет исключить частые замены валков при смене программы прокатки.

Особенностью калибровки блюмингов универсальных балочных станов является применение полузакрытых симметричных двутавро­ вых калибров с тупым (плоским) гребнем, которые по сравнению с закрытыми балочными калибрами позволяют использовать валки меньших диаметров. Это особенно важно при прокатке блюмов

На рис. 85, а приведена конструкция полузакрытого симметричного двутаврового калибра, характерная для блюмингов универсальных балочных станов.

Уклон внешних поверхностей фланцев двутаврового калибра составляет 4—10%. Увеличение этого уклона нежелательно, так как при этом уменьшается степень ограничения уширения и металл

уширения необходимо более часто проводить кантовку полосы и прокатку ее в ребровом калибре или на гладкой бочке валка, что снижает производительность блюминга. Кроме того, при увеличении уклона внешних стенок калибра боковая поверхность блюма ста­ новится выпуклой, что ухудшает устойчивость полосы в ребровых проходах на блюминге и в осадочных калибрах последующей заго­ товочной клети. Выпуклая боковая поверхность блюмов затрудняет проталкивание их через методические печи при повторном нагреве, если они не оборудованы подом шагающего типа.

Уклоны на внутренних поверхностях фланцев двутавровых ка­ либров принимают равными 10—30%, что обеспечивает хорошее

223

заполнение фланцев металлом, уменьшает износ валков и улучшает захват блюма в последующей клети.

Характерной особенностью полузакрытых двутаровых калибров блюмингов универсальных станов являются уклоны на торцовых поверхностях фланцев и утолщения стенки вблизи сопряжения ее с полкой.

Уклоны на торцах фланцев принимают обычно равными 15— 20% ширины конца фланца. Эти уклоны необходимы для повышения устойчивости блюма в ребровых калибрах заготовочной клети, а также для уменьшения площади соприкосновения блюма с отно­ сительно холодными опорными брусьями пода методических печей повторного нагрева. На универсальных балочных станах, не име­ ющих в своем составе специальной заготовочной клети и прокаты­ вающих двутавры без вторичного нагрева, уклоны на торцах флан­ цев необходимы для улучшения захвата блюма валками вспомога­ тельной клети первой реверсивной универсальной группы клетей.

Утолщения концов стенки блюма необходимы для повышения продольной ее устойчивости в ребровых проходах заготовочной клети. Размеры калибра в этой части принимают из следующих соотношений (рис. 85, а):

Ширину двутаврового калибра блюминга и глубину его фланцев определяют, исходя из расчета получения в универсальных клетях стана серии двутавровых профилей из блюма одного размера. При

Если в составе универсального балочного стана нет специальной заготовочной клети и прокатку двутавров осуществляют с одного нагрева в колодцах блюминга, то фланцы и стенки блюмов обычно стараются получать на блюминге минимальной толщины. Так как при этом количество проходов возрастает, а температура металла конца прокатки на блюминге должна быть достаточно высокой, то толщина стенки блюмов в этом случае обычно составляет не менее 60—70 мм.

Применение вторичного нагрева металла и заготовочной клети позволяет увеличить толщину стенки блюмов до 80—120 мм, соот­ ветственно повысив производительность блюминга за счет сокраще­ ния числа проходов. Эффективная работа реверсивных универсальных клетей в этом случае достигается за счет необходимого утонения фланцев и стенки блюмов в заготовочной клети.

Ширину блюма или слитка, задаваемого в полузакрытый симме­ тричный двутавровый калибр блюминга, принимают равной 0,96— 0,98 ширины этого калибра по разъему валков. Коэффициент уширения металла в двутавровых калибрах с тупым гребнем составляет

224

На зарубежных блюмингах высота прямоугольного блюма обычно составляет 1,5—1,7 ширины полок получаемого блюма.

Радиусы скруглений элементов двутавровых калибров, а также размеры ребровых ящичных калибров для блюмингов универсаль­ ных балочных станов принимают согласно обычным рекомендациям для определения размеров калибров блюмингов.

При калибровке блюмингов в валки часто врезают калибры, имеющие разную глубину ручьев. Если в составе универсального балочного стана нет специальной дуо-реверсивной заготовочной клети, то глубина ручьев фасонного двутаврового калибра по флан­ цам прямо зависит от ширины полок готового профиля. При про­ катке блюмов для двутавров широкополочного или колонного типов с широкими полками средняя часть фасонного балочного калибра в нижнем валке блюминга оказывается высоко над уровнем роликов рольганга, что затрудняет вход полосы в калибр и захват металла валками. В этом случае использование слитков, имеющих грубую двутавровую форму поперечного сечения, особенно желательно.

Для уменьшения разности уровней роликов рольганга и средней части фасонного балочного калибра нижнего валка блюминга в не­ которых случаях в валки врезают два фасонных калибра (см. рис. 36, б), первый из которых конструируют с расчетом надежного захвата валками слитка прямоугольного сечения. Из условия раз­ мещения двух фасонных калибров для прокатки двутавров с пол­ ками максимальной ширины часто определяют необходимую длину бочки валков блюминга. Если в составе универсального балочного стана имеется дуо-реверсивная заготовочная клеть, то второй фа­ сонный калибр блюминга переносят в ее валки. Это позволяет умень­ шить диаметр валков блюминга и снизить разницу уровней роликов рольганга и дна первого фасонного калибра.

Калибровка валков заготовочной реверсивной клети дуо в боль­ шей степени зависит от сортамента стана, чем калибровка блюминга. На рис. 86 приведены характерные калибровки валков этой клети, применяемые на зарубежных специализированных и комбинирован­ ных балочных станах. Выбор того или иного метода прокатки фа­ сонных заготовок зависит не только от сортамента стана, но и от конструкции используемой заготовочной клети.

При использовании клетей с малым перемещением верхнего валка обычно применяют прокатку в закрытых калибрах с кантовками металла или без них (рис. 86, б—д). Таким способом прокаты­ вают двутавры высотой не более 600 мм с полками шириной до 300 мм. При прокатке в закрытых калибрах последний проход в заготовоч­ ной клети всегда осуществляют в полузакрытом симметричном ба­

число проходов получить необходимую их толщину. Однако при­

1) маневренность универсального балочного стана резко умень­ шается, так как для прокатки почти каждого размера двутавра

2) количество профилеразмеров блюмов, необходимых для про­ катки в закрытых калибрах заготовочной клети, увеличивается, что приводит к соответствующему росту комплектов валков на блюминге, увеличению числа его перевалок, снижению производи­ тельности;

3) расход валков заготовочной клети увеличивается за счет больших диаметров и промежуточных буртов, а также повышенного трения металла в калибрах;

4)размеры окна станины заготовочной клети увеличиваются, ухудшается ее жесткость;

5)для устранения возможности окова валка в закрытых частях калибров необходимо применять выводные проводки.

226

Перечисленные недостатки прокатки двутавровых заготовок в за­ крытых калибрах особенно сильно проявляются при использовании этого способа прокатки для получения заготовок для крупных двутавровых профилей с полками большой ширины. Эти профили обычно прокатывают с использованием симметричных полузакрытых двутавровых калибров, конструкция которых приведена на рис. 85, б. На валках заготовочной клети в этом случае размещают один или два ребровых ящичных калибра (или участок гладкой бочки) и несколько симметричных полузакрытых двутавровых калибров раз­ ной ширины (рис. 86, а).

В ребровых калибрах проводят осадку блюмов по высоте, что дает возможность из каждого блюма получать несколько заготовок разной ширины. При этом существенно сокращается количество блюмов, прокатываемых на блюминге, уменьшается число комплек­ тов его валков, сокращаются потери рабочего времени на их замену. Все эти факторы позволяют значительно повысить производитель­ ность блюмингов универсальных балочных станов, имеющих в своем составе специальную заготовочную клеть.

Для повышения устойчивости блюма в процессе осадки ширину ребрового калибра принимают примерно равной ширине полки блюма, а уклон боковых поверхностей ребрового калибра — равным уклону торцов фланцев. Дно ребрового калибра в средней его части выполняют выпуклым, что также способствует повышению устой­ чивости блюма в процессе его осадки. Глубина ребрового калибра принимается несколько больше максимальной толщины фланцев блюма, прокатываемых в нем. Конструкция ребрового осадочного калибра заготовочной клети универсального балочного стана при­ ведена на рис. 85, в.

В процессе осадки блюма двутавровой формы в ребровом калибре происходит незначительное утолщение стенки и частичное обжатие фланцев по толщине. С учетом этих факторов определяют размеры последующих симметричных полузакрытых двутавровых калибров. В отличие от аналогичных калибров блюмингов двутавровые ка­ либры заготовочной клети не имеют утолщений стенки вблизи флан­ цев, а уклоны на торцах фланцев принимают равными уклонам реборд валков последующей вспомогательной клети универсального балочного стана.

При размещении двутавровых калибров на валках блюмингов и заготовочных клетей универсальных балочных станов иногда предусматривают работу с нижним давлением порядка 8—10 мм, которое позволяет уменьшить удары передних концов прокатывае­ мых полос по первым станинным роликам.

В состав многих современных комбинированных крупносортных станов, прокатывающих широкополочные двутавры, входят обжим­

Заготовку комбинированные крупносортные станы такого типа получают с блюмингов, калибровка валков которых принципиально

227

не отличается от рассмотренных выше калибровок валков блюмингов специализированных универсальных балочных станов. Симметрич­ ные двутавровые калибры блюмингов комбинированных крупно­ сортных станов с универсальными клетями имеют стенку без утол­ щений в местах сопряжения ее с полками.

Калибровки валков обжимных клетей комбинированных крупно­ сортных станов несколько отличаются от калибровок валков ана­ логичных станов, прокатывающих обычные двутавры с узкими полками и уклонами на их внутренних поверхностях.

В обжимных клетях комбинированных крупносортных станов почти всегда применяют закрытые двутавровые калибры со свобод-

ным уширением открытых фланцев, плоским гребнем и стенкой одинаковой толщины по всей ее ширине. Закрытые калибры обеспе­ чивают большую деформацию профиля за один проход по сравне­ нию с полузакрытыми двутавровыми калибрами, что дает возмож­ ность сократить общее число проходов и разместить все необходимые калибры на валках обжимных клетей. Это особенно важно для крупносортных станов с линейной группой клетей, длина бочки которых обычно недостаточна для прокатки двутавров в открытых

На рис. 87 приведена калибровка валков обжимной реверсивной клети дуо 810 для прокатки двутаврового профиля колонного типа размером 305x305 мм. В первом калибре этой клети производят четыре прохода, во втором — один. При прокатке в первом калибре обжатие изменяют за счет соответствующей установки верхнего валка, который обычно на таких станах оборудуют нажимным устрой­ ством с приводом от электродвигателя.

228

Для устранения переполнения калибра и получения симметрич­ ных фланцев прокатку в закрытых двутавровых калибрах осуще­ ствляют с кантовкой полосы на 180° после каждого или нескольких проходов. Такая система прокатки позволяет иметь глубокие врезы только на нижнем валке.

Так как нижний валок в процессе прокатки не перемещается по вертикали, то на ручьи его устанавливают проводки, исключающие возможность его окова при заклинивании металла в калибре.

Для увеличения прочности верхнего валка применяют смещение калибров вниз относительно средней линии валков. В первом закры­

ных клетей крупносортных комбинированных станов с универсаль­ ными клетями, зависит от размеров прокатываемых двутавров. На рис. 88 приведены три схемы прокатки двутавров разных разме­ ров на комбинированном крупносортном стане 710 завода Индиана Харбор в Восточном Чикаго.

Конструкция закрытых калибров комбинированных станов за исключением более тупых гребней в целом аналогична соответству­ ющим калибрам обычных станов, прокатывающим двутавры с узкими полками, что позволяет использовать для расчета размеров этих калибров известные методы.

Особенностью калибровки обжимных клетей крупносортных комбинированных станов является применение чистовых двутавро­ вых симметричных калибров полузакрытого типа. Эти калибры необходимы для получения двутавровых заготовок с симметричной формой поперечного сечения при прокатке металла в закрытых ка­ либрах. На станах, имеющих в своем составе универсальные клети, особое внимание уделяется точности геометрической формы загото­ вок, поступающих из обжимных клетей, так как несимметричность сечения относительно вертикальной или горизонтальной осей сим­ метрии профиля приводит к получению в универсальных клетях двутавров с фланцами разной длины. Устранить эти дефекты на­ стройкой универсальных клетей обычно очень трудно. Это в равной мере относится и к специализированным универсальным балочным станам и к станам комбинированного типа, так как и те и другие станы для универсальных клетей получают заготовку из полузакры­ тых симметричных двутавровых калибров, конструкция которых одинакова (рис. 85, б).

При определении размеров этих калибров наибольший интерес представляет расчет необходимой глубины фланца h и расстояния между ними Ь. На зарубежных станах глубину фланца h симметрич­ ного полузакрытого двутаврового чистового калибра обжимной (заготовочной) клети принимают равной высоте фланца чистового профиля. При этом считают, что все уширение фланцев в универ­

229

проходе предчистовой вспомогательной клети валки устанавливают так, чтобы получить ширину полки, соответствующую ее минималь­ ной величине на готовом профиле с учетом допуска. За счет уширения металла в чистовой универсальной клети получают полки, ши­ рина которых находится между максимальной и минимальной их величиной, предусмотренной допусками на готовую продукцию.

быть исправлены соответствующей настройкой валков вспомога­ тельных клетей.

Если при расчетах суммарная величина уширения в универсаль­ ных клетях занижена, то из чистового калибра обжимной клети в универсальные клети поступает профиль с более высокими флан­ цами, чем это необходимо для получения нужного размера ширины полок на готовом профиле. В этом случае прокатку ведут таким образом, чтобы в первых проходах во вспомогательной клети, пока фланцы имеют достаточную толщину, произвести максимум обжатий их по высоте. По мере утонения фланцев возможность обжатия их по высоте уменьшается, так как возникает продольный изгиб фланцев.

В случае, если уширение в универсальных клетях завышено и высота фланцев заготовки мала, возникает опасность получения готового профиля с узкими или необработанными по кромкам пол­ ками. Этот дефект также может быть в известных пределах исправ­ лен за счет уменьшения обжатий фланцев валками вспомогательных клетей.

Расстояние между внутренними поверхностями фланцев сим­ метричного двутаврового чистового калибра b принимается с учетом

3,5 мм меньше ширины нового горизонтального валка универсаль­ ной клети. В процессе прокатки за счет износа калибра заготовочной клети размер b уменьшается, но одновременно более быстро умень­ шается и ширина горизонтального валка универсальной клети. При переточках этих валков и подборе их для установки в клети соблюдают правило «тугого» захода заготовки в универсальную клеть. При завершении эксплуатации валков для увеличения общего срока их службы допускают свободный заход заготовки в универ­

В этом случае размер b чистового калибра заготовочной клети до­ пускается на 1,5—2,0 мм больше ширины горизонтального валка универсальной клети. При большей величине свободного захода могут возникнуть складки по стенке профиля в универсальной клети и произойти смещение полок.

Уклоны на торцах фланцев заготовок принимают равными укло­ нам реборд горизонтальных валков первой вспомогательной клети.

231

«языка» на концах полосы. Заготовки, прокатанные в закрытых калибрах, обычно имеют меньшую длину языка по сравнению с за­ готовками, прокатанными в полузакрытых симметричных калибрах. Это объясняется тем, что в закрытых калибрах обычно прокатывают двутавры мелких и средних размеров, ширина стенки у которых относительно невелика. Кроме того, интенсивная деформация ме­ талла во фланцах, соизмеримая с деформацией его в стенке профиля, дает сравнительно равномерную вытяжку по всем элементам сечения двутавра. При прокатке двутавров крупных размеров в полузакры­ том калибре деформация металла проходит наиболее интенсивно по стенке профиля, в результате вытяжки которой и образуются языки на концах полосы.

Для обрезки языков на концах заготовок перед прокаткой их в универсальных клетях на современных балочных станах за за­ готовочной клетью устанавливают пилу горячей резки или нож­ ницы с профилированными ножами. Необходимо отметить, что после отрезки концов полосы на пиле захват ее в валках универсальной клети ухудшается, так как в момент захвата фланцы раньше встре­ чаются с холостыми вертикальными валками, чем стенка профиля с приводными горизонтальными валками. Поэтому часто предпочи­ тают отрезать только часть языка. На этой пиле или ножницах производят также отбор темплетов от заготовок и раскрой их на несколько частей в случае необходимости.

Калибровка валков универсальных клетей сводится к правиль­ ному расчету начальной ширины горизонтальных валков.

двутавров производят с отогнутыми фланцами. Угол наклона флан­

сальной клети принимают равной ширине новых горизонтальных валков чистовой клети. В процессе работы этих клетей допускают тугой заход предчистового профиля в валки чистовой клети.Ширина горизонтального валка предчистовой клети в этом случае может быть на 2,5—4,5 мм меньше ширины горизонтального валка чистовой универсальной клети.

232