§ 4. Технологічний процес прокатки

Техпроцес прокатки являє собою комплекс послідовних термомеханічних операцій, виконуваних на відповідному встаткуванні стана для одержання напівпродукту або готової продукції.

Найбільш загальна схема техпроцеса прокатки включає наступні операції:

1. підготовка вихідного матеріалу до прокатки;

2. нагрівання металу перед прокаткою;

3. прокатка;

4. обробка й контроль якості прокату.

При підготовці вихідного матеріалу до прокатки видаляють поверхневі дефекти: плівки, шлакові включення на злитках, неглибокі тріщини й ін. Це поліпшує якість прокачаної продукції, збільшує вихід придатного.

Поверхневі дефекти видаляють вогневим зачищенням, обдиранням на металорізальних верстатах, пневматичною вирубкою, зачищенням абразивними колами, електродуговим і ін. способами.

Підготовлений вихідний матеріал нагрівають у різних нагрівальних пристроях з метою зменшення опору металу деформації, поліпшення його структури й додання достатньої пластичності. Якість нагрівання має велике значення, тому що воно впливає на продуктивність стана, якість матеріалу, що прокочує, величину браку, а також на макро- і мікроструктуру металу і його механічні властивості.

Нагрітий метал транспортується до стану для прокатки. Дотримання режиму обтиснень і температурного інтервалу прокатки забезпечує одержання прокачаної продукції потрібних розмірів, форми і якості поверхні.

Обробка прокату залежить від його виду, хім. состава металу й ін. факторів. Вона включає: різання, виправлення, охолодження або термообробку, видалення дефектів, упакування.

При виконанні всіх операцій здійснюється контроль якості поверхні металу, нагрівання, форми, розмірів і т.д. Готовий прокат піддають кінцевому контролю.

§ 5. Основні види прокатки

Розрізняють наступні види: поздовжня, поперечна й поперечна гвинтова прокатка.

При поздовжній прокатці заготівля переміщається перпендикулярно осі валків, які обертаються в протилежних напрямках. До 90% прокату виготовляють поздовжньою прокаткою (листи, прутки, смуги).

При поперечній прокатці валки, які обертаються паралельно в одному напрямку, обертають заготівлю, що деформується при примусовому переміщенні її уздовж валків.

При поперечній гвинтовій прокатці валки обертаються в одну сторону, але розташовані під кутом друг до друга. Таке розміщення валків забезпечує поява осьового зусилля, завдяки якому заготівля переміщається уздовж осей валків.

Поперечна й гвинтова поперечна прокатка застосовується при виготовленні виробів з перетином, що змінюється по довжині. Принцип гвинтової поперечної прокатки використовується також при виготовленні труб. (Рис.)

§ 6. Прокатка труб

Труби прокочуються на трубопрокатних станах. Процес прокатки безшовних труб ділиться на дві стадії:

1. одержання пустотілої гільзи зі злитка або круглого прокату;

2. одержання з пустотілої гільзи готової труби.

Пустотілі гільзи одержують частіше на прошивному стані. Для труб великого діаметра порожні гільзи можна одержати відцентровим литтям.

Прошивний стан складається із двох робочих косо розташованих валків. Валки обертаються в одному напрямку, а заготівля - у протилежному. Для втримання заготівлі між валками передбачають спеціальні пристрої. Робочі валки мають конуси прошивання й розкочування, а середні - калібрований пасок. Між валками на шляху руху порожньої заготівлі, що виходить (гільзи) установлюється оправлення. При розташуванні робочих валків під деяким кутом між їхніми осями досягається обертання заготівлі щодо своєї осі й одночасно поступальний її рух, завдяки чому заготівля насувається на оправлення й прошивається.

Після прошивання гільзу передають на періодичний нереверсивний дуо-стан. Гільза, надягнута на оправлення, подається у фасонний калібр змінного перетину. У момент, коли валки утворять калібр максимального діаметра, гільза подається у валки, а потім піддається деформуванню з висуванням її в напрямку, зворотному подачі. У момент, коли калібр знову буде максимального діаметра, гільза знову подається у валки на таку довжину, щоб надалі робоча ділянка калібру захопила нову не обтиснуту ділянку гільзи. Так поступово відбувається обтиснення гільзи в трубу. Прямий (подача заготівлі) і зворотний (момент обтиснення) хід чергується поворотом заготівлі навколо осі.

Після розкочування труби обробляються на спеціальній машині для усунення овальності й різностінність й потім піддаються прокатці на каліброваному стані для одержання остаточних розмірів.

При виробництві зварених труб вихідним матеріалом служить плоска прокачана заготівля (штрипс) у вигляді смуги згорнутої в рулон.

Процес виготовлення зварених труб складається з наступних операцій:

1. згортання заготівлі;

2. зварювання згорнутої заготівлі;

3. обробка труби.

Труби з маловуглецевої стали виготовляють із застосуванням зовнішнього зварювання на безперервному стані.

Трубна заготівля у вигляді рулону спочатку розмотується, а потім правиться на правильній машині. Передній кінець заготівлі відрізається ножицями й у зварювальному апарату зварюється з кінцем попередньої заготівлі, що попередньо був також обрізаний ножицями. Далі заготівля у вигляді стрічки надходить у довгу (до 40 м) газову піч. Нагріта в печі до температури 1350 º С стрічка направляється в безперервний трубний стан, що має 6 пар валків з відповідними калібрами, за допомогою яких стрічка поступово згортується в трубу, а потім шляхом натискання однієї крайки на іншу здійснюється зварювання крайок стрічки, тобто одержання труби. Безупинно вихідні зі стана труби розрізають пилкою по 6 - 8 м і калібрують на каліброваному стані.

Застосування електрозварювання дозволяє одержувати труби з більш тонкою стінкою, а також труби з підвищеним змістом вуглецю й навіть із легованих сталей.