Технология прокатного производства

Дальнейшее развитие непрерывных заготовочных станов характеризуется стремлением увеличить их производительность, максимально устранить поверхностные дефекты и тем самым повысить качество заготовок, а также расширить сортамент станов, прокатывая на них круглые заготовки для трубопрокатных станов и заготовки для прокатки фасонных профилей.

Для кантовки полосы при  прокатке на непрерывных заготовочных станах, у которых отсутствуют клети с вертикальными валками, наиболее удачными оказались кантующие ролики (рис. 10.4).

На кантующих роликах  вырезают наклонные калибры. Попадая в такой наклонный калибр, конец полосы скручивается на некоторый угол. При продвижении полосы происходит дальнейшее скручивание переднего конца вокруг своей оси, и к моменту приближения к калибру следующей клети кантование полосы на заданный угол завершается.

 

 

Рис. 10.4 – Кантующие ролики

 

Кантующие ролики полностью  устраняют недостатки, которые свойственны геликоидальным проводкам. Они имеют примерно такой же диаметр и длину бочки, как и рабочие валки. Монтируют их в специальной раме, которую прикрепляют к станине рабочей клети.

Кантующие ролики отличаются весьма высокой стойкостью по сравнению с геликоидальными проводками. По данным некоторых заводов, стойкость кантующих роликов больше в 100 раз и более стойкости геликоидальных проводок. Кантующие ролики успешно применяют не только на, непрерывных заготовочных станах, но и на непрерывных сортовых.

Практика эксплуатации кантующих роликов показала, что  угол скручивания на НЗС чаще всего принимают в пределах 18 –23⁰, больший угол скручивания принимать не рекомендуется.

Кантующие ролики неприводные. Для регулировки кантующих роликов в вертикальной плоскости предусматривают нажимные устройства. Установку и регулировку кантующих роликов в осевом направлении производят с помощью болтов и планок. Калибры кантующих роликов отличаются от калибров рабочих валков тем, что дно калибров имеет кантующий поясок, ширина которого составляет 0,3 - 0,4 ширины прилегающей к нему грани кантуемой полосы Углубление в остальной части калибра обеспечивает возможность изменения угла кантовки. При этом просвет между дном калибра в углублении и полосой составляет 15 – 25 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕМА 11

 

11.1. Принцип расчета калибровки непрерывных заготовочных станов

 

Основным  условием непрерывной прокатки является равенство секундных объемов металла, проходящих через любую клеть:

 

F₁*V₁ = F₂*V₂ = F₃*V₃ = • • • = F_i*V_i = const,

 

где  F – сечение полосы после выхода из валков;

V – скорость выхода полосы из валков;

F_i*V_i – секундный объем металла, проходящий через каждую клеть (мм³ /с).

На непрерывных  станах с индивидуальными приводными двигателями можно во время прокатки исправить возникающее неравенство секундных объемов регулировкой скоростей вращения или изменением настройки валков. На непрерывных станах с групповым приводом регулировка скорости вращения в каждой клети невозможна. Регулирование константы изменением настройки валков также ограничено, так как изменение размеров прокатываемой полосы в одной клети может повлечь за собой натяжение или подпор в соседних клетях.

При расчете калибровки непрерывных заготовочных станов и особенно станов с жесткой кинематической связью следует учитывать скорость прокатки по клетям.

Закон постоянства секундных объемов  с учетом опережения:

 

F₁*V₁ (1+S_h1) = F₂*V₂ (1+S_h2) = F₃*V₃ (1+S_h3) = • • • = F_i*V_i (1+S_hi) = const

 

Окружная скорость валков равна V = π * D_K * n / 60, тогда равенство секундных объемов можно записать следующим образом:

 

F₁*D_K1 * n₁ * (1+S₁) = • - • = F_i*D_Ki * n_i * (1+S_i) = К = const,

 

где D_K – катающий диаметр валков;

n – число оборотов валков.

 

Размерность константы  калибровки (К) мм³*об/мин, но обычно в расчетах и технической литературе ее не указывают. При точном соблюдении константы прокатка происходит без натяжения и без подпора (петлеобразования).

На практике прокатка без натяжения и без подпора  невозможна, так как при незначительных изменениях условий деформации – температуры прокатываемого металла, коэффициента трения в результате износа калибров, зазора между валками из-за износа подшипников и т. п. – изменяются размеры выходящей полосы и величина опережения. Прокатку с образованием петли между клетями (с подпором) на непрерывных заготовочных станах не применяют из-за опасности поломок. Обычно прокатку ведут с небольшим натяжением полосы между клетями. Для этого секундный объем металла, проходящего через каждую последующую клеть, принимают на 1 – 2% больше, чем в предыдущей клети. Этому же способствует и увеличение скорости выхода полосы по сравнению с расчетной вследствие роста опережения по мере уменьшения толщины раската. Из этих соображений в расчете можно не учитывать коэффициент опережения, принимая К = F D_к n.

Таким образом, если стан состоит из шести клетей, то константа

клети 6 равна  К₆ = F₆*D_K6 * n₆ ;

клети 5 равна    К₅ = К₆ / (1,01 … 1,02);

клети 4 равна  К₄ = К₅ / (1,01 … 1,02) и т.д.

 

При практических расчетах калибровок непрерывных станов важно соблюдать равенство произведений переменных величин. В зависимости от конструкции стана постоянства константы калибровки достигают различными способами. На станах с индивидуальными приводными двигателями равенство секундных объемов можно обеспечить за счет подбора чисел оборотов двигателей, а на станах с жесткой кинематической связью – за счет соответствующей калибровки валков и подбора их диаметров, а также регулировкой зазоров между валками.

Корректировку константы уменьшением начального диаметра производить не рекомендуется, если это может привести к ослаблению валков и увеличению угла захвата выше максимально допустимого.

 

11.2. порядок расчета калибровки валков по системе прямоугольных вытяжных калибров

 

А) - расчет по ходу прокатки

 

Расчет ведется для  условий, когда известны размеры исходной заготовки, конечные размеры профиля, а также состав (количество клетей - n) и параметры оборудования.

1. Определяют суммарный коэффициент вытяжки от исходной заготовки до конечных размеров профиля :

 

μ_Σ = F_исх/ F_n

2. Назначают коэффициенты вытяжки по проходам:

• для чистовых калибров 1,1…1,15;

• для предчистовых калибров 1,25…1,35;
• для ящичных прямоугольников 1,4…1,45;
• для ящичных квадратов 1,35…1,38.

Соотношение вытяжек:

μ_я.п / μ_я.кв = 1,04…1,045

 

3. Корректируют частные коэффициенты вытяжки по проходам таким образом, чтобы их произведение равнялось суммарному коэффициенту:

μ_Σ = μ₁* μ₂* μ₃* …* μ_n

4. Определяют горячие размеры чистового профиля.
5. Определяют площадь чистового сечения с учетом закруглений:

 

F₁ = 0,98*a₁²

6. Определяют площади промежуточных квадратов:

F₃ = F₁/ (μ₁* μ₂)

7. Сторона промежуточного квадрата в горячем состоянии:

a₃ = Ö1,02*F₃

8. Холодные размеры стороны промежуточного квадрата:

a_3х = a₃/(1+a*t)

Сравнивают со значениями стандартного ряда, если не соответствуют то корретируют и уточняют значения a₃, F₃ и μ₂.

9. Определяют площади поперечных сечений прямоугольников:

F₂= F₁/ μ₁

10. Принимают (с учетом практических данных) величину уширения  Db₁, тогда h ₂ = a₁ - Db₁
11. Высота  b ₂ = F₂ / h ₂ . Величина обжатия D h ₁ = b ₂ - a₁
12. Проверяют величину уширения Db₁ по зависимостям А.П.Чекмарева или Б.П. Бахтинова.
13. Уточняют значения b₂ и h₂ .
14. Расчет остальных пар ящичных калибров производится аналогично.

 

 

 

 

 

 

Б) - расчет против хода прокатки

 

Расчет ведется для  условий, когда известны конечные размеры  профиля, а также состав (количество клетей - n) и параметры оборудования. Размеры исходной заготовки – неизвестны.

1. Определяют холодные размеры профиля с учетом допусков.
2. Определяют горячие размеры профиля.
3. Определяют площадь чистового сечения с учетом закруглений
4. Назначают коэффициенты вытяжки по проходам
5. Определяют площади промежуточных квадратов:      F₃ = F₁* μ₁* μ₂
6. Сторона промежуточного квадрата в горячем состоянии:

a₃ = Ö1,02*F₃

7. Холодные размеры стороны промежуточного квадрата:

a_3х = a₃/(1+a*t)

Сравнивают со значениями стандартного ряда, если не соответствуют то корретируют и уточняют значения a₃, F₃ и μ₂.

8. Определяют площади поперечных сечений прямоугольников:

F₂ = F₁* μ₁

9. Принимают (с учетом практических данных) величину уширения  Db₁ , тогда h ₂ = a₁ - Db₁
10. Высота  b ₂ = F₂ / h ₂ . Величина обжатия D h ₁ = b ₂ - a₁
11. Проверяют величину уширения  Db₁ по зависимостям А.П. Чекмарева или Б.П. Бахтинова.
12. Уточняют значения b₂ и h₂ .
13. Расчет остальных пар ящичны<span class="dash041e_0441_043d_043e_0432_043d_043e_0439_0020_