18.3. Основы прокатного производства

а) Сортамент (рис. 18.8) прокатной продукции: - совокупность профилей сечения и их размеров, которые можно получить прокаткой на прокатном стане.

Все прокатные изделия в зависимости от формы делят на четыре основные группы: сортовая сталь, листовая сталь, трубы, специ­альные виды проката.

Рис. 18.8. Сортамент прокатной продукции: 1 – круг; 2 – квадрат; 3 – шестигранник; 4 – полоса; 5 – лист; 6 – сегментная сталь; 7 – овальная сталь; 8 – трехгранная сталь; 9 – равнобокий уголок; 10 – неравнобокий уголок; 11 – тавровая балка; 12 – швеллер; 13 – двутавровая балка; 14 – рельс

б) Машины для горячей прокатки (станы) бывают: для горячей и холодной прокатки, трубопрокатные, для прокатки колес и бандажей, для специальных профилей. Исходным продуктом прокатного произ­водства являются слитки, из которых получают полупродукты (блюмы, слябы и заготовки), которые в свою очередь служат исход­ным продуктом для получения готовой продукции: рельсов, балок, швеллеров, листов и пр.

Блюмингом называют прокатный обжимочный стан для об­жатия стальных слитков в блюмы, слябы и пр.

Кроме блюмингов используют обжимные станы, только для прокатки слябов.

Слябы холодной прокатки используют для получения тонких листов и ленты с высокими механическими свойствами.

Холодную прокатку полос проводят на реверсивных либо на непрерывных прокатных станах.

в) Производство труб и специальных профилей.

Трубы классифицируют по методу производства. Для изготов­ления труб из черных металлов применяют: прокатку, прессование, литье, сварку и пайку.

По применению трубы подразделяют на следующие группы:

- для сооружения трубопроводов (нефте- газо- и водопровод­ные);

- для передачи тепла (жаровые, дымовые, кипятильные, паро­проводные и др.);

- трубы, применяемые в машиностроении (шарикоподшипнико­вые, автомобильные, авиационные, автотракторные, велосипедные);

- трубы, применяемые для бурения скважин и колодцев;

- трубы специального назначения (орудийные, баллонные, для холодильников).

Трубопрокатные станы подразделяют на три группы: про­шивные, раскаточные, отделочные.

Прокатка колес и бандажей является комбинированным про­цессом, состоящим из ковки и прокатки.

18.4. Ковка, штамповка, прессование и волочение

Ковка и штамповка характеризуются большой неравномерно­стью деформации, вызываемой контактным трением и другими фак­торами.

Для оценки величины деформации при ковке и штамповке ис­пользуют коэффициент уковки К_k = S₂ /S₁ = H/h > 1 0, где S₂ и S₁ - площадь сечения поковки до и после ковки. При нескольких операци­ях ковки общий коэффициент уковки равен:

К_общ = k₁ ...К₂…К_n.

Основными операциями холодной штамповки являются объем­ная формовка, выдавливание (прессование), калибровка, высадка, че­канка.

Прессование имеет следующие параметры:

- коэффициент вытяжки  = S_k /nS₁ (где S₁, S_k - площади от­верстия и контейнера, n - число отверстий, nS₁ = S_м - площадь всех отверстий матрицы;

- степень деформации 

 = (S_k - S_м )/S_k (в %)

- скорость истечения металла из очка матрицы

_ист = S_k _пресс /S_м =  _пресс

где _пресс - скорость прессования.

Кузнечное производство включает молоты, прессы, ротацион­ные машины. К.п.д._удара_молота.  = А_полезн /А_затрач; А_полезн = А - А_ш, А_ш - работа, передаваемая только, шаботу ;

A = m²/2; А_ш = 0,5(m + m_ш )_ш²; m = (m + m_ш ) m_ш, откуда m_ш = m/(m + m_ш ). Тогда А_ш = 0,5m² ²/(m + m_ш )

 = 1-А_ш /А= 1-m/(m + m_ш ). КПД тем выше, чем больше масса шабота.

Волочение осуществляют, в основном, в холодном состоянии.

Степень деформации при волочении характеризуется коэффи­циентом вытяжки  и коэффициентом обжатия .

 = l₁ /l₀ = S₀ /S₁;  = (S₀ - S₁)/S₀

В результате волочения изменяются профиль, размеры попе­речного сечения и увеличивается длина заготовки.

Волочение позволяет получать весьма высокую точность и чис­тоту поверхности изделия, которую невозможно получить прокаткой (трубы, проволоки и др.).