Материаловедение и технология конструкционных материалов

и специальной конструкции. Клети дуо (двухвалковые) бывают реверсивные (прокатка ведется в обе стороны) и нереверсивные (прокатка ведется в одну сторону).

Клети трио (трехвалковые) чаще всего нереверсивные. Про­ катка на таких станах ведется вперед между нижним и средним валком и назад между верхним и средним. Различают клети трио сортовые — все валки приводные, имеющие одинаковый

- н

шш ш Ъ .

___

1 -

Рис. 17.9. Классификация рабочих клетей:

а — дуо; б — трио сортовые; в — трио листовые; г — кварто листовые;

д— кварто для прокатки рулонов; е — многовалковая (шестивалковая); ж — многовалковая (двадцативалковая); з — универсальная; и — специ­ альная (колеснопрокатная); к — для прокатки периодического профиля

404 Раздел IV. Обработка металлов давлением

диаметр, и листовые — средний валок у них меньшего диаметра и является холостым: при прокатке он прижимается то к верх­ нему, то к нижнему валку, за счет чего и получает вращение.

Клети кварто (четырехвалковые) имеют четыре валка, рас* положенные друг над другом, из них два рабочих валка меньше­ го диаметра и два опорных — большего диаметра.

Различают клети кварто листовые, применяемые для прокатки толстых листов, полос и броневых плит, и клети кварто для про­ катки рулонов. Последние применяются в станах холодной и го­ рячей прокатки тонких листов, лент, полос, причем перед клетью может устанавливаться разматыватель рулонов, а сзади — мо­ талка, создающая натяжение полосы.

М ноговалковы е клет и имеют пять и более валков. На рис. 17.9, е, ж изображены схемы шести- и двадцативалково'й клетей. Благодаря жесткости и относительно малому прогибу опорных валков на этих клетях производится холодная прокат­ ка тонких полос и узких лент с малым допуском по толщине.

Универсальные клети имеют горизонтальные и вертикальные валки; последние обеспечивают обжатие металла в поперечном направлении. Вертикальные валки располагаются, как правило,

спередней стороны.

Кклетям специальной конструкции относятся клети прокат­ ных станов узкого назначения: колесопрокатных (рис. 17.9, и), бандажепрокатных, кольцепрокатных, шаропрокатных, станов для прокатки профилей переменного сечения (рис. 17.9, к).

Взависимости от расположения рабочих клетей прокатные станы подразделяются на следующие группы: одноклетьевые, ли­ нейные, последовательные, полунепрерывные и непрерывные.

Одноклетьевые станы имеют одну рабочую клеть и линию привода валков. К станам этой группы относятся блюминги и сля­ бинги, толстолистовые станы дуо,. трио и кварто, универсальные станы и т.д.

Рабочие клети линейных станов (рис. 17.10) расположены

водну, две, три и более линий, причем каждая линия имеет от­ дельный привод или несколько линий имеют привод от одного двигателя. Станы эти нереверсивные и применяются как прово­

лочные, сортовые, рельсобалочные и тонколистовые. Прокатываемая полоса в каждой клети последовательного

стана проходит только один раз, поэтому число клетей такого стана должно быть равно максимальному числу проходов, необ-

Рис. 17.10. Схема расположения линейных станов

водну (а) и три (б) линии:

1— главный двигатель; 2 — редуктор; 3 — шестеренная клеть; 4 — обжим­ ная линия; 5 — черновая линия; 6 — чистовая линия

ходимых для прокатки готового профиля. Для сокращения длины цеха и лучшего использования его площади клети обычно рас­ полагают в несколько параллельных рядов (рис. 17.11, а) или

вшахматном порядке (шахматный стан) (рис. 17.11, б). Металл

вэтих клетях передается из одной клети в другую с помощью рольгангов с косорасположенными роликами. Так как после прокатки в каждой клети длина полосы увеличивается, то, оче­ видно, расстояние между клетями и скорость прокатки должны увеличиваться от первой к последней клети. Станы этой группы широко применяются для прокатки сортовых профилей и обла­ дают большой производительностью.

Полунепрерывные станы состоят из двух групп клетей: непре­ рывной и линейной, или последовательной (рис. 17.12). В первой группе клетей полоса прокатывается непрерывно, т.е. она может находиться одновременно в нескольких клетях. Во второй груп­ пе клетей прокатка происходит по принципу, описанному выше (линейные и последовательные станы). Полунепрерывные станы применяются для мелкосортового проката и проволоки (черно­ вая группа.— непрерывная, чистовая — линейная) и для про­ катки полос (чистовая группа — непрерывная).

Непрерывные станы (рис. 17.13) являются наиболее совер­ шенными. Прокатываемая полоса находится одновременно

внескольких клетях, поэтому скорость валков клетей должна регулироваться и подбираться так, чтобы количество металла, проходящего в единицу времени в любой клети, было постоян-

ным, что требует сложного и точного регулирования скоростей. Непрерывные станы имеют очень большую производительность. Они применяются как заготовочные, широкополосные, мелко­ сортовые, проволочные, трубосварочные станы и станы холод­ ной рулонной прокатки листов и жести.

Главные двигатели

Редукторы

5 Ф $ Ф $

Шестеренная клеть

1 + 1 А

Рабочие клети

Рис. 17.13. Схемы непрерывных станов:

сгрупповым приводом; б — с индивидуальным приводом

Взависимости от назначения прокатные станы можно под­ разделять на следующие группы:

□ станы горячей прокатки — обжимные, заготовочные, рель­ собалочные, крупносортовые, среднесортовые, мелкосортовые, проволочные, толстолистовые, среднелистовые, тонколистовые, непрерывные листовые (широкополосные) и штрипсовые (выпус­ кающие штрипс-заготовку для труб в виде полосы шириной до 300 мм);

□ станы холодной прокатки — листовые, жестепрокатные

истаны прокатки тонкой и тончайшей полосы;

□ станы специального назначения — колесопрокатные, ша­ ропрокатные, бандажепрокатные, для проката полос и профи­ лей переменного сечения и др.

Основным параметром обжимных и сортовых станов продоль­ ной прокатки обычно является диаметр валков; листовых ста­ нов — длина бочек валка, которая определяет максимальную ширину прокатываемых листов и полос; трубных и специаль­ ных станов — максимальный размер прокатываемого на стане изделия.

Инструментом для прокатки служат валки (рис. 17.14), ко­ торые состоят из бочки 1, являющейся рабочей частью, шеек 2

итреф 3 (трефа — приводной конец валка, входящий во втулку шпинделя для передачи вращательного движения валкам). Листо­ вую сталь и ленту прокатывают в гладких цилиндрических, поло­ совую — в ступенчатых и сортовую сталь — в ручьевых валках. Углубления-ручьи в паре валков образуют калибр. Пара валков обычно имеет несколько калибров. Калибры бывают открытыми

изакрытыми.

2 3

г Ш£&

j

Рис. 17.14. Прокатные валки и типы калибров:

а — гладкий валок; б — ручьевой валок; в — открытый калибр; г —- закры­ тый калибр; 1 — гладкая бочка; 2 — шейка; 3 — трефа; 4 — бочка с ручьями

Валки для прокатки изготавливают из заготовок, получен­ ных литьем из отбеленного чугуна или выкованных из углероди­ стой и легированной стали с последующей механической обра­ боткой. После соответствующей термообработки поверхность валка может иметь твердость от 200 до 800 НВ.

17.3.3. Сортамент прокатных станов

Сортаментом прокатного стана называется совокупность профилей (форм поперечных сечений), прокатываемых на данном стане. Весь сортамент проката различных станов можно разде­ лить на четыре группы: сортовой прокат (в том числе и специаль­ ные профили), листовой прокат, трубы и периодический прокат.

Сортовой прокат (рис. 17.15) подразделяется:

□ на простые профили-круги диаметром 8...220 мм, квадраты (8...150 мм), горячекатаные узкие полосы шириной 12...200 мм

LI

Т [ i l l *

13 14

18

Рис. 17.15. Сортамент, прокатываемых профилей:

1 — полосовая, или листовая, сталь; 2 — круглая сталь; 3 — квадратная сталь; 4 — угловая равнобокая сталь; 5 — угловая неравнобокая сталь; 6 —

двутавровая балка нормальная; 7 — широкополочная двутавровая балка; 8 — швеллер; 9 — рельс; 10 — зетовая сталь; 11 — тавровая сталь; 12 — рельс трамвайный; 13 — автообод; 14 — бортовое кольцо; 15 — шпунтовая свая; 16 — лемешная сталь; 17 — шпора трактора; 18 — шпунт; 19 — сталь для башмака(гусеницы трактора; 20 — сталь для обода колеса грузового

автомобиля; 21 — бандаж; 22 — труба; 23 — колесо

и толщиной 4...60 мм и ленту шириной 20...600 мм и толщиной 0,8...4 мм;

□ фасонные профили-уголки (20x20...200x200 мм), балки дву­ тавровые высотой 80...600 мм, балки широкополочные высотой до 1000 мм и более, швеллеры высотой до 450 мм, рельсы широ­ кой и узкой колеи и трамвайные 6... 15 кг/пог. м.

К специальным сортовым профилям относятся все сложные фасонные профили: обод автоколеса, шпунты для гидросоору­ жений, тракторные шпоры и т.д.

Листовой прокат включает листы тонкие (толщиной менее 4 мм и шириной до 3000 мм), средние и толстые (толщиной

4...60 мм и шириной до 3500 мм), листы и плиты броневые (тол­ щиной 60...250 мм и шириной до 4500 мм), универсальную сталь (широкополосную, прокатную на универсальном стане толщи­ ной 4...60 мм и шириной до 1500 мм). Листы толщиной менее 0,2 мм называют фольгой. В настоящее время на современных станах холодной прокатки производят листовую сталь мини­ мальной толщиной 0,15 мм, ленту — 0,0015 мм.

Сортамент бесшовных и сварных труб весьма разнообразен. По поперечному сечению различают трубы: круглые, овальные, прямоугольные, каплевидные, звездообразные, трехгранные, сег­ ментные и т.д.; по продольному сечению различают трубы с по­ стоянным сечением по длине, ступенчатые, конические с выса­ женными концами, переменной толщиной стенки и т.д.

H i-

со 645 с•д

5».

<0

= t f

N

CSI

~t— = L

Рис. 17.16. Примеры периодических профилей

Периодические профили имеют периодически изменяющие­ ся форму и площадь поперечного сечения вдоль оси заготовки (рис. 17.16). Их применяют как фасонную заготовку для после­ дующей штамповки и как заготовку под окончательную меха­ ническую обработку.

17.3.4.Технология производства основных видов проката

Взависимости от вида выпускаемой продукции применяют различные схемы расположения технологического оборудования. На рис. 17.17 приведена схема производства сортового проката.

Исходную заготовку — стальные слитки массой до 60 т — нагре­ вают в нагревательных колодцах 1 и подают на слитковоз, ко­ торый привозит и укладывает слиток 2 на приемный рольганг блюминга 3, после прокатки на котором получают полупродукт квадратного сечения (от 140 х 140 до 400 х 400 мм), называе­ мый блюмом 4. Блюм, двигаясь по рольгангу, проходит машину огневой зачистки, где производится зачистка поверхностных дефектов, и подается к ножницам, где режется на мерные заго­ товки. Далее блюм поступает, иногда после дополнительного нагрева, на заготовочный стан 5, где производится прокатка на блюмы 6 сечением от 50 х 50 до 150 х 150 мм, и затем — непо­ средственно на сортопрокатный стан. Для получения требуемого профиля заготовка проходит ряд клетей. На рис. 16.15 пред­ ставлено полунепрерывное расположение клетей сортопрокат­ ного стана. В первой группе (7,8,9) заготовка прокатывается не­ прерывно, т.е. находится в них одновременно, а во второй группе (10, 11) осуществляется последовательная прокатка.

Рис. 17.17. Схема прокатного производства сортового проката

Полученный прокат требуемого профиля нарезают на задан­ ную длину, охлаждают, правят в холодном состоянии, обраба­ тывают термически и удаляют поверхностные дефекты.

Схема технологического процесса прокатки листов приве­ дена на рис. 17.18. Нагретый слиток 1 массой.до 50 т подается на обжимной универсальный стан — слябинг 2 для прокатки в слябы 3, которые имеют прямоугольное сечение размером от 90 х 1000 до 250 х 1800 мм и длиной 1,5...5,5 м. Процесс прокатки на слябинге в основном аналогичен процессу прокатки на блю­ минге. После прокатки в 15...21 проход металл поступает в ма­ шину огневой очистки для зачистки поверхностных дефектов,