Як самому прокатати із кола квадрат. Основи калібрування прокатних валків

Розміри і допуски калібру дещо відрізняються від розмірів і допусків профілю, що прокочується, що пояснюється різними коефіцієнтами температурного розширення металів і сплавів при нагріванні. Наприклад, розміри чистових калібрівдля гарячої прокатки сталевих профілів повинні бути в 1,010-1,015 рази більшими за розміри готових профілів.

Розміри калібрів під час прокатки збільшуються, що зумовлено їх виробленням. При досягненні розмірів, рівних номінальним плюс допуск, калібр стає непридатним для подальшої роботи та його замінюють новим. Тому чим більший допуск на розміри профілю, тим більший термін служби калібрів, а отже, і продуктивність станів. Тим часом збільшений допуск призводять до зайвої витрати металу на кожен метр довжини своєї продукції. Необхідно прагнути отримувати профілі з розмірами, що відхиляються від номінальних до меншої сторони.

На практиці будують калібри не плюсовими, а за середніми допусками чи навіть із деяким мінусом. Удосконалення обладнання прокатних станів, покращення технології виробництва та впровадження автоматичної апаратури для налаштування валків сприятимуть випуску прокатної продукції з підвищеною точністю.

ГОСТ 2590-71 передбачає виробництво круглої сталідіаметром від 5 до 250 мм.

Прокатку цього профілю в залежності від марки сталі та розмірів здійснюють по-різному (рис. 116).

Способи 1 і 2 відрізняються варіантами отримання передчистового квадрата (квадрат точно зафіксований діагоналі і є можливість регулювати висоту). Спосіб 2 є універсальним, оскільки дозволяє одержувати ряд суміжних розмірів круглої сталі (рис. 117). Спосіб 3 полягає в тому, що передчистовий овал можна замінювати десятикутником. Цей спосіб застосовують для прокатки великих кіл. Спосіб 4 подібний до способу 2 і відрізняється від нього тільки формою ребрового калібру. Відсутність бічних стінок у цьому калібрі сприяє кращому видаленню окалини. Так як даний спосібдозволяє широко регулювати розміри смуги, що виходить з ребрового калібру, його також називають універсальним калібруванням. Способи 5 і 6 відрізняються від інших більш високими витяжками та більшою стійкістю овалів у проводках. Однак такі калібри вимагають точного налаштування стану, оскільки вже при невеликому надлишку металу відбувається їх переповнення та утворення задирок. Способи 7-10 засновані на застосуванні системи калібрування овал - коло.

Порівняння можливих способів отримання круглої сталі показує, що способи 1-3 дозволяють здебільшого прокочувати весь сортамент круглої сталі. Прокатка якісної сталі має проводитися за способами 7-10. Спосіб 9 як би проміжний між системами овал - коло і овал - овал, найбільш зручний у сенсі регулювання та налаштування табору, а також попередження заходів.

У всіх розглянутих способах прокатки круглої сталі форма чистового та передчистового калібрів залишається майже незмінною, що сприяє встановленню загальних закономірностей поведінки металу в цих калібрах для всіх випадків прокатки.

Побудову чистового калібру для круглої сталі здійснюють у такий спосіб.

Визначають розрахунковий діаметр калібру (для гарячого профілю при прокатці на мінус) d г = (1,011÷1,015)d х - частина допуску +0,01 d х де 0,01d х, - збільшеннядіаметра із зазначених вище причин; d х = (d 1 +d 2/2) - діаметр круглого профілюу холодному стані. Практично при розрахунках другий і третій члени правої частини рівності можна вважати приблизно однаковими, тоді

d г = (1,011÷1,015)(d 1 +d 2)/2,

де d 1 , d 2 - максимальна та мінімальна допустимі величини діаметра за ГОСТ 2590-71 (табл. 11).

Залежно від розміру кола, що прокатується, вибирають наступні кути нахилу дотичної α:

Приймаємо величину зазору t (за даними прокатки), мм:

За отриманими даними, викреслюють калібр.

приклад. Побудувати чистовий калібр для прокатки круглої сталі діаметром 25 мм.

1. Визначимо розрахунковий діаметр калібру (для гарячого профілю) за рівнянням вище.
   Знаходимо з таблиці: d1 = 25,4 мм, d2 = 14,5 мм; звідки d г = 1,013 (25,4 +24,5) / 2 = 25,4 мм.
2. Вибираємо α = 26 ° 35 '.
3. Приймаємо проміжок між валками t=3 мм.
4. За отриманими даними викреслюємо калібр.

Передчистові калібри для кола конструюють з урахуванням точності до готового профілю. Чим більше форма овалу наближається до форми кола, тим точніше виходить готовий круглий профіль. Теоретично найбільш підходящою формою профілю для отримання правильного кола є еліпс. Однак такий профіль досить важко утримувати при вході в круглий чистовий калібр, тому застосовують його порівняно рідко.

Плоскі овали добре утримуються проводками і, крім того, забезпечують великі обтискання. Але чим тонше овал, тим нижче точність круглого профілю, що отримується. Це пояснюється ступенем розширення, що виникає при обтисканні. Поширення пропорційно обтиску: де малі обтискання, там і мале розширення. Таким чином, при малих обтисненнях овалу дуже незначні можливості коливання розмірів круглому калібрі. Проте протилежне явище справедливе лише випадку, коли застосовують великий овал і велику витяжку. Овал для малих розмірів круглої сталі за своєю формою близький до форми кола, що дозволяє застосовувати овал одинарної кривизни. Профіль цього овалу окреслюють лише одним радіусом.

Для круглих профілів середніх і великих розмірів овали, окреслені одним радіусом, виявляються занадто витягнутими по великій осі і внаслідок цього не забезпечують надійного захоплення смуги валками. Застосування гострих овалів, крім того, що не забезпечує отримання точного кола, шкідливо відбивається на стійкості круглого калібру, особливо у вихідній кліті стану. Необхідність частих замін валків різко знижує продуктивність стану, а швидке вироблення калібрів призводить до появи других сортів, котрий іноді шлюбу.

Вивчення причин і механізму вироблення калібрів, вироблених М. В. Литовченком, показало, що гострі кромки овалу, які остигають швидше, ніж інші частини смуги, мають значний опір деформації. Ці кромки, входячи до калібру валків чистової кліті, діють на дно калібру як абразив. Жорсткі кромки у вершинах овалу утворюють на дні калібру улоговинки, які призводять до утворення виступів на смузі по всій її довжині. Тому для круглих профілів діаметром 50-80 мм і вище точніше виконання профілю досягається застосуванням двох-і трирадіусних овалів. Вони мають приблизно ту ж товщину, що й овал, окреслений одним радіусом, але завдяки застосуванню додаткових малих радіусів кривизни ширина овалу зменшується.

Подібні овали досить плоскі для утримання їх у проводках і забезпечують надійне захоплення, а округлений контур овалу, що наближається за своєю формою до форми еліпса, створює сприятливі умови для рівномірної деформації ширини смуги в круглому калібрі.

1. Профіль отвору, образів, суміжними струмками прокатних валків у робочому положенні та зазорами між ними, служить для надання заданих форм і розмірів перерізу розкату. Зазвичай к. утворюється двома, рідше - трьома та чотирма валками. За формою к. можуть бути прості - прямокутні, круглі, квадрат., ром-бич., овальні, смугові, шестикутні, стрілчасті та фасонні - кутові, двутавр., швелер, та ін. положенню лінії роз'єму, к. поділяють на откр. та закр., за розташуванням на валках - відкр., закр., напівзакр. та діагональні. За признач. - обтискні, витяжні, чернові, передчистові та чистові к. Осн. ел-ти к. - зазор м-ду валками, випуск к., роз'єм, бурти, закруглення, нейтр. лінія. Типи до. наведено на рис. 2. Змінний технологич. інструмент, закріп. на робочому валку. 3. Безшкальний виміряє інструмент для контролю розмірів, форми та взаємного розташування частин виробу порівнянням розміру виробу з к. за входженням або ступенем прилягання їх поверхонь:
балковий калібр - к. (1.) для прокатки чорнових та чистових двотаврових профілів. Використовують б. к. прямі закр., відкр., нахил та універс. Зазвичай застосовуються двовалкові, рідше – універс. чотирихвалкові б. к. Наиб, пошир. прямі закр. б. к. Об'явл. б. к. застосовують у кач-ві розрізних і чорнових при прокатуванні великих двотаврів. У нахил, б. к. катають двотаврові профілі з зменш. ухилами внутр. граней полиць та великою висотою фланців. Універс. б. к. прокочують широкополочні двотаври великих розмірів і двотаври з паралл. полицями. При прокатці полегшених двотаврових балок використовують горизонт, розташ. діагон. б. к.;
витяжний калібр - к. (1.) простої форми для зменшення перерізу і витяжки (1.) гуркоту при заданому чергуванні двох або одного однотипного калібру. У ряді випадків ст. до. надають гуркоту розміри, при яких брало починається формування заданого профілю. При прокатуванні простих профілів зазвичай є чорновими калібрами. У кач-ві в. к. застосовують прямоуг., Квадрат., Ромбич., Овальні, шестигр. та ін. калібри. Залежно від умов прокатки і треб, перерізу розкочування в. до. розташовуються у визнач. остан-ти, звані. системою витяжних калібрів;
діагональний калібр - закр. к. (1.) з діагон. (Різним по висоті) розташ-лож. роз'ємів. Д. до. зазвичай врізаються у валки з нахилом і використовуються при косі калібрування двотавр, профілів і рейок. Горизонт, д. до. застосовують при прокатці двотавр, профілів на безперервних станах і профілів зетових. Д. до. полегшує вихід гуркоту з валків, але створює небажаний. бічні зусилля;
закритий калібр - к. (1.), у якого лінія роз'єму валків знаходиться за межами його контуру. 3. до. зазвичай застосовують для прокатки фасонних профілів; у нього, як правило, одна вертка, вісь симетрії;
Ребровий овальний калібр
ромбічний калібр – к. (1.) ромбіч. конфіг., врізаний у валки по малій діагоналі. Розрахунок, розміри: С = 5K/2sinp/2, В - В - Sa , висота з урахуванням закруглень

Ромбічний калібр
Я, = Я, -2К(1 + l/ek2) -1), а = Я/Я, = = tgp/2, / = (0,15-нО,20)Я1, л, = (0,10 +0,15)Я„ Р= 2(Я,2 + Я,2)"2, в, = 1,2 * 2,5 (рис.). Р. до. використовується в системі калібрування ромб-ромб і ромб кут при вершині калібру р змінюється від 90 до 130°, зі збільшенням кута підвищена витяжка в калібрі, складовою, в середньому, 1,2-1,3 Рекомендований ступінь заповнення р. к. 0,8 -0,9;
Стрілчастий квадратний калібр
стрілчастий квадратний калібр - к. (1.) з контуром квадрата з увігнутими сторонами, вріз, у валки по діагоналі. Розрахунок, розміри: Вк = Я, = 1,41,; R = = (С,2 + 4Д2)/8Д; г = (0,15 +0,20)С,; В = 5К--(2/3)5. Площа F = З,(З, + (8/3)Д), де Д - величина односторон. опуклості, С - сторона вписана, квадрата (рис.). Макс, розмір сторони с. к. к. С ^ = = С, + 2Д. С. до. до. застосовують, коли необх. передати велику кількість металу до чистових проходів. При цьому зберігається шиї. темп-ра гуркоту, тому що немає гострих кутів. С. к. к. - витяжний в системі калібрів овал-стрілчастий квадрат і іноді перед-чистовий для кіл;
чорновий калібр – к. (1.), наближ. переріз заготовки або гуркоту до конфігурації готового профілю. Ч. до. фасонних профілів по ходу прокатки наближаються формою до чистового к. Форма ч. к. при прокатуванні простих профілів визначається витяжною системою к.;
чистовий калібр i-к. (1.) надання розкату кінцевого профілю, тобто. для виготовл. прокату з кінець. розмірами попереч. перерізу. При конструюванні. ч. до. враховують теплове розширення. металу, нерівномірність рас-пред. темп-ри в гуркоті, знос калібрів, додаток профілю та ін фактори;
шестигранний калібр – к. (1.) шестигран. контуру, вріз, у валки по великій діагоналі. Роз'єм ш. до. розташований з його сторонах. Розміри ш. к. вираж. через впи-

Шестигранний калібр
сан. коло діам. d: сторона С = 0,577 d, площа -F = 0,866 d2, висота Я = 2 С (рис.). Застосування. в кач-ве чистий, калібру при прокатуванні шес-тигран. сталі та як черн. при прокатці шестигран. бурової сталі, коли потрібно рівномірне та невисоке обтискання по проходах;

Шснокутовий калібр
шестикутний калібр - к. (1.) шестикутний. контуру, вріз, у валки по малій осі; застосов. у витяжній системі калібрів шестикутник-квадрат і як перед-чист. під час прокатки шестигранних профілів. Розрахунок, розміри: 5Д = 5К – Я,; В = 5К – S; ак = BJH, = 2,0 +4,5; г = г, = (ОД5 + 0,40) Я,; Р = 2 (Bf + 0.41Я,) (рис.). Передчистової ш. к. будують як звичайний шестикутний, але компенсації. розширення металу і запобіг. опуклості бічних стінок чистий. шестигранника дно калібру роблять з опуклістю 0,25-1,5 мм залежно від розмірів профілю. Ступінь заповнення ш. к. приймають 0,9;
л

Скриньковий калібр
ящиковий калібр - к. (1.), образів. трапець. врізами у валки, для прокатки прямокут. та квадрат, профілів. Розрахункові розміри: 5д = (0,95 +1,00); В = Отрута + (Я, - S) tg (p; г = (0,10ч-0,15)Я,; г, = (0,8 +1,0) / -, ок = = 4/Я , = 0,5+2,5;/>* 2(Я, + В,) (мал.) Глибина врізу я.к.Я, залежить від співвідношення розмірів (Я,/Й0) профілю, що задається в нього. к. використовують, гл.збр., на блюмінгах, обтискних і безперервних станах, обжим, і чорних клітях сортових станів і для отримання товарних заготовок на рельсомолочних і великосортних станах.
квадратний калібр – к. (1.)
квадрат, контуру, врізаний у валки по діа
ганяли. Залежно від вимог, профілю прокату
виконується із закругленням. або гострими вершами
нами. Розрахунок, розміри: Hk = Bf = 21/2 З Я, =
= 21/2 З. - 0,83г, В = B-s; r = (0,1 +0,2) ^;
/-, = (0,10 ^ 0,15) Я,; Р = 2-21/2Я, (рис.). К. до.
чистовий при прокатуванні квадратних профі
лей і витяжний у системах ромб-квадрат,
овал-квадрат та шестигранник-квадрат. В чер
нових калібрах виконують значні
закруглення вершин радіусом м. Висота і ширина к. к. складають, відпо., 1,40 і 1,43 його сторони.
При прокатуванні квадратів з гострими кутами к. к. має кут при вершині приклад, але 91-92°
том теплової усадки профілю; L"" " ° т -""" " ""
контрольний калібр - к. (1.), для невеликого висотного обтискання та контролю розмірів отд. ел-тів гуркоту; використовується при прокатці ряду фасонних і складних профілів, напр., двутаврів, для обід коліс, дверних петель і ін. До. до. виконують закритим і напівзакритим. Закритий к. к. забезпечує більш точні розміри ел-тов гуркоту, але частіше працюють з напівзакритими к. к. У закритому к. к. фланець обжимається тільки по висоті, а в напівзакритому - по висоті та товщині у відкритій частині калібру;
круглий калібр - к. (1.) з контуром кола на основній частині периметра; чистовий при прокатці круглої сталі та витяжний у системі овал-коло. всіх типів мають випуск або розвал. При побудові чистового к. до. зазвичай беруть випуск 10-30 ° або 20-50 ° залежно від діам. кола, що прокочується. Розрахункові розміри: Bf = rf / cosy, В = Як-. Stgy, г, = (0,08 + 0, lO) d, P = = тк / (рис.). Т. к. круглу сталь прагнуть катати з мінус, допуском Д на діам., Для чистового к. к. з урахуванням теплового розширення приймають d= 1,013 , де rfxon "~ Діам. кола у холодному стані;
багатовалковий калібр - к. (1.) з контуром, утвореним трьома і більше валками, осі яких брало лежать в одній площині. У м. к. метал обжимається у висотно-поперечному направл. з переважно. всебічним стиском, що дозволяє деформувати малопластичні матеріали. М. до. високу точність розмірів профілів, тому вони широко застосовуються в чистових клітях дрібносортних та дротяних станів для прокатки сталі та кол. металів. Чотирихвалкові відкриті та закриті калібри часто використовують при гір. та хол. прокатування високоточних фасонних профілів;
обтискний калібр - к. (1.) зменшення поперечного перерізу гуркоту і отримання заготовок для сортових станів. У кач-ве о. к. на блюмінгах, обтискних та заготівельних станах використовують ящикові калібри. Деформація в о. не завжди супроводжується істот, витяжкою, як, напр., в перших проходах на блюмінгу. Однак до о. до. іноді частково чи повністю відносять калібри витяжних систем калібрування. Підрозділ калібрів на обтискні та витяжні залежить від призначення прокатного стану, системи калібрів та окремого калібру;
овальний калібр - к. (1.) овального або близького до нього контуру, врізаний у валки малої осі. О. до. застосовують у кач-ві предчистового при прокатці круглих профілів і витяжного в системі овал - ребровий овал та ін. Залежно від призначення калібру і розмірів гуркотів використовують: 1. Однорадіусні о. (звичайні о. до.), застосов. у кач-ві передчистових при прокатуванні круглої сталі. Їх розрахункові розміри (рис.): R = = Я, + (1 + О/4; В = (Я, - S) 1/2; г, = (0,10 +0,40) ^; Р = 2 [В* + + (4/3)Я,2]1/2;а^ = Вк/Н,= 1,5+4,5 Еліптичні та дво- або трирадіусні о. при прокатці великих кіл і в системах овал-круг і овал-овал, плоскі о. к-рих В = = ОД;г = 0,5Я,;г, = (0,2 +0,4)Я,;O | t = = 1,8 +3,0; видозмінений плоский о. контур якого образ, прямокутником і бічними криволінними трикутниками, що приймаються як параболічні сегменти, трапеціальні (шестигранні) о.
відкритий калібр - к. (1.), лінія роз'єму якого в межах його контуру; образ, врізами у двох або більше валках, врізом в одному валку і гладкою бочкою або гладкими бочками. У простих о. к. роз'єм образ, приблизно посередині калібру і бічні ділянки гуркоту форм. буртами двох валків. У деяких фасонних о. до. вони формують. стінками струмка тільки в одному валку;
напівзакритий калібр - фасонний к. (1.) з розташуванням роз'єму на бічній стінці поблизу вершини струмка; використовують у кач-ві контрольного при прокатці швелерів, напівособульбових, двотаврових та інших профілів. У порівнянні з закритим контрольним калібром має більший випуск і невелику глибину врізу закритого струмка, що менше послаблює валок по діам.
передчистовий калібр - к. (1.) для передостан. пропуску гуркоту; для підготовки гуркоту до форм. кінцевого профілю. При прокатці фасонних
профілів за формою та/або розміром дуже близький до чистового, а при прокатуванні простих профілів може істот відрізнятися. У кач-ве п. к. часто застосовують реброві калібри при прокатуванні смугових профілів та контрольні при прокатуванні фланцевих профілів;
розрізний калібр - 1. К. (1.) з гребенем у середній частині, для первонач. фор-світ. із заготовок фланцевих ел-тів гуркоту; напр. при прокатці двотаврів із прямокут. заготовки утворюються ділянки фланців та стінки, а при прокатці рейок – ділянки під підошву та головку. Використовують відкриті та закриті нар. к. Закриті нар. до. виконують на валках великого діам. для виготовл. великих фланців. Відкриті симетрич. нар. к. з тупими гребенями часто застосовують для прокатки балкових заготовок зі слябів. 2. До. для поздовжнього поділу здвоєних гуркотів;
Ребровий калібр
ребровий калібр - к. (1.), вріз, у валки великим розміром; при-мен., зокрема, при прокатуванні смугової сталі для регулювання ширини розкочування. Передчистової р. до. формує також кромки прокату. При прокатуванні смуг із прямими кромками опуклість дна передчистового р. к.Д = = 0,5-5-1,0 мм, міжвалковий зазор< 1/3 высоты полосы и выпуск 0,05+0,10 (рис.);
т
ребровий овальний калібр - к. (1.) овального контуру, вріз, у валки по великій осі. Розрахунок, розміри: R = 0,25 / ^ (1 + + 1 / а2), В = В-2Л, г = = rt = (0,10 +0,15) 5, ак = 4 / Я, = 0 ,75 * 0,85, Р = 2 (Я, 2 + (4/3) г, Т2 (рис.). Використов. як витяжний в системі овал - ребровий овал;

Калібрування профілів та валків, призначених для прокатки круглої та квадратної сталі

До гарячекатаної круглої сталізгідно з ГОСТ 2590-71 відносять профілі, що мають у поперечному перерізі форму кола діаметром від 5 до 250 мм.

У загальному випадку схема калібрування круглої сталі може бути розділена на дві частини: перша є калібруванням для чорнових і середніх груп клітей і задовольняє ряду профілів, будучи в цьому сенсі загальною для декількох кінцевих профілів різного перерізу (квадратної, смугової, шестикутної та ін.) , а друга призначена як певна система для останніх трьох - чотирьох клітей і властива лише даному профілю круглої сталі. У чорнових та середніх групах клітей можуть застосовуватися системи калібрів: прямокутник – ящиковий квадрат, шестикутник – квадрат, овал – квадрат, овал – вертикальний овал.

Для останніх трьох - чотирьох профільних клітей система калібрів також не є постійною. Певна закономірність спостерігається тільки в останніх двох клітях: чистова має круглий калібр, передчистова - овальний, калібр третьої кліті від кінця прокатки може бути різної форми, від якої залежить система калібрування.

Загальні схеми калібрів останніх чотирьох проходів під час прокатування круглої сталі. З цих схем випливає, що як передчистові застосовують овальні калібри двох форм: однорадіусні та із заокругленням прямокутників - так звані «плоскі» калібри. Першу схему використовують при прокатці круглої сталі більшості профілерозмірів, другу - головним чином для круглої сталі великих діаметрів та арматурної сталі.

За першою загальною схемою прокатки можна відзначити сім типів калібрів, що застосовуються в кліті. За другою загальною схемою найбільше застосування знайшли калібри лише двох видів: ящиковий квадрат 1 і квадрат 3, що врізається на бочці валка при розташуванні діагоналі.

Системи і форма калібрів, що застосовуються для чорнових і середніх груп клітей, можуть бути дуже різноманітними і залежати від ряду факторів, головні з яких тип стану і конструкція його основного і допоміжного обладнання.

Нині існує низка прийомів побудови чистового калібру для круглої сталі: окреслення калібру двома радіусами із різних центрів; зняття фасок у роз'ємів валків з метою запобігання лампасу малої товщини підрізів розкочування буртами калібру; освіту випуску обрисом калібру з роз'єму тощо. Практика показує, що чистовий калібр, окреслений одним радіусом і має лише один розмір - внутрішній діаметр, не задовольняє вимоги отримання геометрично правильного якісного профілю, особливо профілю великого діаметру. Як правило, у такому калібрі, навіть за незначної зміни технологічних умов (зниження температури прокатки, вироблення валків передчистового калібру, збільшення висоти овалу та ін.) струмки переповнюються металом. Отримання профілю відповідно до форми чистового калібру вимагає постійного контролю розмірів передчистового овального гуркоту. У випадках переповнення калібру який завжди вдається витримати діаметр профілю, навіть у межах плюсового допуску.

З метою усунення зазначених недоліків рекомендується для профілю круглої сталі конструювати чистовий калібр з розвалом (випуском), тобто передбачати більший горизонтальний діаметр порівняно з вертикальним. Це необхідно також у зв'язку з тим, що розкочування овального перерізу, що надходить в чистовий калібр, має знижену температуру в місцях по кінцях великої осі і теплова усадка готового профілю при охолодженні в напрямку горизонтального діаметру трохи більше, ніж у напрямку вертикального діаметра. Інтенсивне зношування чистового калібру круглої сталі по вертикалі внаслідок більшого обтиснення також сприяє перевищенню розміру на 1-1,5% горизонтального діаметра над вертикальним.

Круглу сталь на вітчизняних заводах прагнуть прокатувати з мінусових допусків.

Визначення розміру горизонтального діаметра за роз'ємом чистового калібру рекомендується за аналітично виведеними рівняннями (Н. В. Литовченко) з урахуванням розмірів діаметрів профілю.

1,06

1,05

1,04

1,03

1,02

1,01

0 1,0 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 h/b

Рисунок 1.5 – Графік залежності стійкості смуги при прокатуванні на гладкій бочці залежно h/b та ε

1) описати технологію виготовлення блюмів; послідовність операцій; характерні характеристики.

2) замалювати ескізи: блюмів, моделей злитків, бічних граней, перекосів перерізів та ін.

Контрольні питання

1 Що входить до основного завдання технологічного процесупрокатного виробництва?

2 Що таке технологічна схема виробництва прокату?

3 Що таке напівпродукт прокатного виробництва?

4 Які Ви знаєте технологічні схемивиробництва напівпродукту та готового прокату?

5 Які технологічні схеми виробництва прокату можна організувати застосуванням безперервнолитих заготовок?

6 Що таке калібрування валків, калібр та гладка бочка валків?

7 Що таке максимальне обтиснення та його вплив при прокатці?

8 Що таке кут захвату валків та його вплив при прокатці?

9 За яких умов проводять кантування смуги?

10 Як знаходять розширення і витяжку смуги, що прокочується?

11 Що таке стійкість смуги та яким показником характеризується?

Лабораторна робота № 2. Вивчення методик калібрування валків для прокатки простих сортових профілів

2.1 Мета роботи

Ознайомитись із системами калібрів для отримання круглого та квадратного профілю, освоєння методик розрахунків основних параметрів калібрування.

2.2 Основні теоретичні відомості

Калібрування являє собою порядок прокатки послідовного ряду перехідних перерізів профілів, що прокатуються. Розрахунки калібрування здійснюють за двома схемами: по ходу прокатки (від заготівлі до кінцевого профілю) та проти ходу прокатки (від кінцевого профілю до заготівлі). За обома схемами для розрахунку та розподілу коефіцієнтів деформації за перепустками необхідно знати розміри вихідної заготівлі.

Прокатка сортових профілів починається у витяжних калібрах, тобто попарно пов'язаних між собою калібрів, призначених для витяжки металу. Застосовують різні схеми обтискних та витяжних калібрів, наприклад, ящикові, ромб-квадрат, ромб-ромб, овал-квадрат і т. д. (Рисунок 2.1).

З усіх обтискних (витяжних) калібрів найпоширенішою є схема ящикових калібрів. Часто зустрічається схема гладкої бочки - ящиковий калібр.

а) - ящикові; б) – ромб – квадрат; в) – ромб – ромб; г) – овал – квадрат

Малюнок 2.1 – Схеми витяжних калібрів

При прокатці середньо- та дрібносортної сталі широко використовують схему калібрів ромб-квадрат. Схему геометрично подібних калібрів ромб-ромб, при якій після кожного пропуску гуркіт кантують на 90 °, застосовують досить рідко. Прокатка за цією схемою менш стійка, ніж у схемі ромб-квадрат. Її, головним чином, використовують для прокатки якісних сталей, коли виробляються невеликі обтискання за умов пластичної деформації з витяжкою до 1,3.

Витяжна схема калібрів овал-квадрат є однією з найбільш поширених і застосовуваних на середньо-, дрібносортних та дротяних станах. Її перевагою перед іншими схемами є систематичне оновлення кутів гуркоту, що сприяє отриманню однакової температури за його перерізом. Розкочування поводиться стійко при прокатуванні в овальному і квадратному калібрах. Система характеризується великими витяжками, та його розподіл у кожній парі калібрів завжди нерівномірно. У овальному калібрі витяжка більша, ніж у квадратному. Великі витяжки дають змогу зменшити кількість проходів, тобто підвищити економічну ефективність процесу.

Розглянемо калібрування валків для деяких простих та фасонних профілів масового виробництва, наприклад, прокаткою отримують круглі профілі діаметром від 5 до 250 мм та більше.

Прокатка круглих профілів виконується за різними схемами залежно від діаметра профілю, типу табору, металу, що прокочується. Спільним всім схем прокатки є наявність предчистового овального калібру. Перед завданням смуги чистовий калібр її кантують на 90°.

Зазвичай форма передчистового калібру – правильний овал із ставленням довжин осей 1,4÷1,8. Форма чистового калібру залежить від діаметра кола, що прокатується. При прокатці кола діаметром до 30 мм утворює чистового калібру представляє правильне коло, при прокатці кола більшого діаметра горизонтальний розмір калібру беруть на 1-2% більше вертикального, так як їх температурна усадка неоднакова. Коефіцієнт витяжки у чистовому калібрі приймають рівним 1,075÷1,20. Круглі профілі прокочують лише у проводках за один прохід в останньому – чистовому калібрі.

Широко поширена так звана універсальна схема прокатки круглої смуги за системою квадрат-сходинка-ребро-овал-коло (рисунок 2.2). При прокатці за цією схемою можна в широких межах регулювати розміри смуги, що виходить із ребрового калібру. В тих самих валках можна прокочувати круглі профілі декількох розмірів, змінюючи тільки чистовий калібр. Крім того, застосування універсальної схеми прокатки забезпечує гарне видалення окалини зі смуги.

1 – квадрат; 2- сходинка; 3 – ребро; 4 – овал; 5 – коло

Рисунок 2.2 – Схема прокатки профілів круглого перерізу

При прокатуванні круглого профілю порівняно невеликих розмірівчасто застосовують схему калібрів квадрат-овал-коло. Сторона передчистового квадрата, що істотно впливає на отримання хорошого круглого профілю, приймається для профілів невеликих розмірів, що дорівнює діаметру d , а для профілів середніх та великих розмірів 1,1 d.

При розрахунку калібрування валків безперервних станів особливо важливо визначити катаючі діаметри. Це дозволяє вести процес прокатки без утворення петлі або надмірного натягу смуги між клітями.

У прямокутних калібрах катаючий діаметр приймають рівним діаметру валків дном калібру. У ромбічних і квадратних – змінний: максимальний роз'єм калібру і мінімальний у вершині калібру. Окружні швидкості різних точок цих калібрів неоднакові. Смуга виходить з калібру з деякою середньою швидкістю, що відповідає катаючому діаметру, що приблизно визначається за середньою наведеною висотою калібру

Font-size:14.0pt">У цьому випадку катаючий діаметр

Font-size:14.0pt">Де D - Відстань між осями валків при прокатці.

Найбільш простий розрахунок калібрування для станів з індивідуальним приводом валків. У цьому випадку визначають загальний коефіцієнт витяжки

, (10 )

де Fo ~ площа поперечного перерізу вихідної заготівлі;

Fn - Площа поперечного перерізу прокатаного профілю.

Потім з урахуванням співвідношення розподіляють витяжку за клітями. Визначивши, що катає діаметр валків чистової кліті і прийнявши необхідну частоту обертання валків цієї кліті, обчислюють константу калібрування:

font-size:14.0pt">де F 1 ... Fn – площі поперечного перерізу смуги у клітях

1, ..., n; v 1 ,... vn - Швидкості прокатки в цих клітях.

Катаючий діаметр валків при прокатці в ящиковому калібрі

EN-US" style="font-size:14.0pt">2)

де k- Висота калібру.

При прокатуванні у квадратних калібрах

font-size:14.0pt"> (13 )

де h - Сторона квадрата.

Після цього з витяжок визначають розміри проміжних квадратів, а потім проміжних прямокутників. Знаючи константу калібрування З, визначають частоту обертання валків у кожній кліті.

n= З / FD1 (14 )

Квадратні профілі прокочуються зі стороною від 5 до 250 мм. Профіль може мати гострі або закруглені кути. Зазвичай квадратний профіль зі стороною до 100 мм одержують із незакругленими кутами, а зі стороною понад 100 мм - із закругленими кутами (радіус закруглення не перевищує 0,15 сторони квадрата). Найбільш поширена система прокатки квадрат-ромб-квадрат (Малюнок 2.3). За цією схемою прокатка, у кожному наступному калібрі ведеться з кантівкою на 90 °. Після кантування гуркоту, що вийшов з ромбічного калібру, велика його діагональ буде вертикальною, тому смуга прагнутиме перекинутися.

Рисунок 2.3 – Схема прокатки лінії квадратного перерізу.

При побудові чистового квадратного калібру розміри його визначають з урахуванням мінусового допуску та усадки при охолодженні. Якщо позначити сторону чистового профілю в холодному стані а1, а мінусовий допуск - ∆а та прийняти коефіцієнт температурного розширення рівним 1,012÷1,015, то сторона чистового квадратного калібру

де а – сторони квадратного профілю у гарячому стані.

При прокатуванні великих квадратних профілів температура кутів заготовки завжди нижча за температуру граней, тому кути квадрата виходять не прямими. Щоб усунути це, кути при вершині квадратного калібру роблять більшими 90° (зазвичай 90°30"). При такому куті висота (вертикальна діагональ) чистового калібру h = 1,41а, а ширина (горизонтальна діагональ) b = 1,42а. Запас на розширення для квадратів зі стороною до 20 мм приймається рівним 1,5÷2 мм, а для квадратів зі стороною понад 20 мм 2÷4 мм. Витяжка у чистовому квадратному калібріприймається рівною 1,1÷1,15.

При виробництві квадратного профілю з гострими кутами істотно важливою є форма передчистового ромбічного калібру, особливо при прокатуванні квадратів зі стороною до 30 мм. Звичайна форма ромбів не забезпечує отримання квадратів з кутами правильної форми лінії роз'єму валків. Для усунення цієї вади застосовують передчистові ромбічні калібри, вершина яких має прямий кут. Розрахунок калібрування квадратного профілю починають із чистового калібру, а потім визначають розміри проміжних витяжних калібрів.

2.3 Методики розрахунків параметрів калібрування простих профілів

2.3.1 Прокат круглого профілю з діаметром d = 16 мм

У розрахунках орієнтуватись на дані малюнка 2.4 (розділу 2.4).

1 Визначити площу чистового профілю

qкр1 = πd2/4, мм2 (16)

2 Вибрати коефіцієнт витяжки в чистовому калібрі µкр та загальний коефіцієнт витяжки у круглому та овальному калібрах µкрів у межах µкр = 1,08 ÷ 1,11, µкрів = 1,27 ÷ 1,30.

3 Визначити площу передчистового овалу

qов2 = qкр1· µкр, мм2 (17)

4 Орієнтовно прийняти розширення овальної смуги в круглому калібрі ∆b1 ~ (1,0 ÷ 1,2).

5 Розміри передчистового овалу h2 = d - ∆b1, мм

b2 = 3q2/(2h2+s2);

де глибина врізу у валках (Малюнок 2,4) становить hвр2 = 6,2 мм. Отже, зазор між валками повинен дорівнювати s2 = h2 - 2 · 6,2 мм.

6 Визначити площу передчистового квадрата (3-ий калібр)

q3 = qкр · µкрів, мм2 звідси сторона квадрата с3 = √1,03 · q3 , мм,

а висота калібру h3 = 1,41 с3 - 0,82 r, мм (r = 2.5 мм), далі за Рисунком 2.4 визначаємо глибину врізу 3 - го калібру у валки hвр3 = 9,35 мм, отже, зазор в 3 - єм калібрі s3 = h3 - 2 · hвр3, мм.

∆b2 = 0,4 √ (с3 – hов ср)Rкс · (с3 – hов ср) / с3 , мм/ (18)

де hов ср = q2/b2; Rкс = 0,5 (D - hов ср); D – діаметр табору (100÷150 мм).

Перевірити наповнення передчистового овального калібру. У разі переповнення слід прийняти менший коефіцієнт витяжки та зменшить розмір передчистового квадрата.

8 Перевірити загальну витяжку між заготівлею зі стороною С0 та квадратом с3 та розподілити її між овальним та квадратним калібрами:

µ = µ4 ов · µ3 кв = С02/с32 (19)

Цю загальну витяжку розподіляємо між овальним та квадратним калібрами таким чином, щоб витяжка в овальному калібрі була більшою, ніж у квадратному:

µ4 = 1 + 1,5 (µ3 – 1); µ3 = (0,5 + √0,25 + 6µ) / 3 (20)

9 Визначаємо площу овалу

q4 = q3 · µ3 , мм2 (21)

Висоту овалу h4 визначаємо з таким розрахунком, щоб при прокатуванні його у квадратному калібрі було місце на розширення:

H4 = 1,41 с3 – s3 – ∆b3, мм (22)

Величину розширення ∆b3 можна визначити за графіками, наведеними в навчальному посібнику «Калібрування прокатних валків», 1971 р.

Діаметр лабораторного стану малий, тому слід зменшувати розширення, користуючись екстраполяцією.

B 4 = 3 q 4 / (2 h 4 – s 4 ), мм (23)

де s 4 = h 4 - 2 h вр 4 мм; h вр 4 = 7,05 мм.

10 Визначаємо розширення в 4-му овальному калібрі (як у пп7)

font-weight:normal"> ∆b4 = 0,4 √ (С0 – h4 ов ср)Rкс · (С0 – h4 ов ср) / С0 , мм (24)

Перевіряємо заповнення 4-го овального калібру. Результати зводимо в таблицю 2.1, де з'ясовується, що 4-ий овальний калібр необхідний для 1-го проходу квадратної заготовки зі стороною С0, тобто вище ми почали розрахунок з останнього 4-го проходу (кінцевого або необхідного перерізу профілю) в 1-му калібрі валків.

2.3.2 Прокатка квадратного профілю зі стороною = 14 мм

У розрахунках також орієнтуємось на дані малюнка 2.4 (розділу 2.4).

1 Визначити площу чистового (кінцевого) профілю

Q1 = с12, мм2 (25)

2 Вибрати коефіцієнт витяжки у чистовому квадратному калібрі та загальний коефіцієнт витяжки у квадратному та передчистовому ромбічному калібрах, тобто µкв = 1,08 ÷ 1,11; µкв · µр = 1,25 ÷ 1,27.

3 Визначити площу передчистового ромба

Q2 = q1 · µкв, мм2 (26)

4 Орієнтовно прийняти розширення ромбічної смуги у квадратному калібрі, що дорівнює ∆b1 = 1,0 ÷ 1,5

5 Визначити розміри передчистового ромба

H2 = 1,41с - ∆b1, мм b2 = 2 q2 / h2, мм. (27)

Глибина врізу у валках для цього калібру на малюнку 2.1 hвр2 = 7,8 мм, отже, зазор s2 = h2 - 2 hвр2, мм.

6 Визначаємо площу передчистового квадрата

h3 = qкв · µкв р, мм2 звідки сторона квадрата с3 = √1,03 · q3

2.4 Необхідне обладнання, інструменти та матеріали

Робота проводиться на лабораторному стані, що має калібрування валків, як, наприклад, наведені на малюнку 2.4. В якості заготовок, як для круглого, так і для квадратного профілю, що прокатується застосовують заготовки з квадратним перетином. У принципі дана лабораторна робота розрахункового характеру закінчується заповненням таблиць 2.1 і 2.2.

Малюнок 2.4 – Калібрування валків для круглого та квадратного профілю

Таблиця 2.1 – Калібрування круглого профілю ø 16 мм

№ проходу	№ калібру	Форма калібру	Розміри калібру, мм	Розміри смуги, мм
hвр	b	s	h	b	з (d)
		Квадратна заготівля
		Овал	7,05

Vinogradov Aleks, head of chair, candidate of technical science, associate profesor

Марина Анатоліївна Тимофєєва, candidate of technical science, associate professor

Cherepovets State University, Russia

Championship participant: the National Research Analytics Championship - "Росія";

Запропоновано нову методику аналізу систем калібрування валків сортових станів. Як критерії запропоновано використовувати коефіцієнти нерівномірності та ефективності, що визначають ступінь опрацювання структури при прокатуванні сортових профілів. На прикладі систем калібрування для виробництва круглого профілю діаметром 28 мм проаналізовано можливі схеми деформації, а також переваги слабкі місцякожній з них.

Ключові слова:системи калібрів, сортова прокатка, критерій ефективності.

Нова технологія для систем analysis ofsection mill roll's calibrations була proposed. Наведені критерії для аналізу були спрямовані на використання: коефіцієнти uniformity і коефіцієнт ефективності, вони визначають структуру структури в profile rolling. Дослідження системи калібрування для продуктивності кола profile 28 мм було analyzed для можливих методів деформації, як добре, як напрямки, так і weaknesses of їх scheme.

Keywords:система calibration, rolling of sections, efficiency criterion.

Постановка задачі.Побудова раціонального калібруваннявалків сортопрокатного стану - складне завдання. І її складність визначається пріоритетом того чи іншого очікуваного результату. Відомо, що одні калібрування «заточені» на максимально швидку формозміну, інші на краще опрацювання структури. Існують калібрування, що забезпечують точніші розміри поперечного перерізу або дозволяють здійснювати енергоефективні режими деформації.

Відомі з літературних джерел системи калібрування мають безліч різновидів, підсхем та часом, вирішуючи одне завдання, суттєво погіршують умови іншого. Тому розробка методики аналізу системи калібрування на основі обґрунтованих критеріїв є актуальним науковим завданням.

Методика проведення роботи.Для аналізу систем калібрування вибрано пару послідовних калібрів, що дозволяють з одного боку розглянути всі можливі схеми поєднань калібрів, а з іншого забезпечити дослідження межі членування складної системи, такої як калібрування валків безперервного. сортового стану.

Як критерії ефективності системи обрані коефіцієнти нерівномірності До інфта ефективності До еде, Що визначають ступінь опрацювання структури металу:

(1)

(2)

де ? i= b i/ a i- компонента матриці формозміни;

a i, b i- Довжини радіус-векторів в i-ой точці поперечного перерізу заготовки і смуги, що виходить відповідно;

n- Кількість радіус-векторів.

Коефіцієнти нерівномірності та ефективності формозміни, що визначають ступінь опрацювання структури металу, значною мірою залежать від форм калібрів, що чергуються, співвідношення довжин осей нерівновісних калібрів. Неправильний вибір відношення осей призводить до появи тріщин і розривів у смузі при прокатуванні профілів особливо з сталей, що важко деформуються.

У процесі прокатки будь-якого сортового профілю можна виділити два основні етапи: прокатка квадратної безперервно-литої заготівлі в чорнових та проміжних клітях табору з метою отримання підкату необхідної форми та розмірів для чистової групи клітей та прокатка в чистових клітях. При побудові раціонального калібрування валків прокатного стану необхідно прагнути до використання тих самих калібрів у чорнових і проміжних клітях при отриманні прокату широкого профільного сортаменту.

Так, при прокатці круглої сталі діаметром 25-105 мм і шестигранної сталі №№ 28-48 на середньосортному стані «350» ЧерМК ВАТ «Северсталь» використовувані системи калібрування відрізняються тільки в чистових та деяких проміжних клітях.

Спробуємо на основі критеріїв ефективності формозміни провести аналіз опрацювання структури за різних систем калібрування. Як приклад розглянемо прокатку круглої сталі діаметром 28 мм.

При моделюванні як граничні прийняті такі умови: забезпечення захоплення смуги валками, тобто. ? i ≤ [?] i , забезпечення стійкості розкату в калібрі та забезпечення необхідної ширини розкату.

Результати роботи.Результати математичного моделювання за можливими поєднаннями калібрів представлені як графічних залежностей на малюнках 1-4.

Коефіцієнт До інф(рис. 1) характеризує нерівномірність деформації металу за поперечним перерізом профілю. Більше значеннякоефіцієнта говорить про більшу нерівномірність такої деформації при отриманні того самого профілю і, як наслідок, кращої опрацьовуваності структури металу. Для порівнюваних схем калібрування використовувалися відомі з літературних джерел нерівновісні калібри (наприклад, овальні, ромбічні) з різним співвідношенням осей.

Мал. 1. Коефіцієнт інтегральної нерівномірності формозміни До інф:

1 - овал-коло; 2 - плоский овал-коло; 3 – овал-квадрат; 4 - овал-ребровий овал;

5 - ребровий овал-овал; 6 – ромб-квадрат.

При прокатуванні круглого профілю в чистовій парі калібрів можливе застосування систем овал-коло та плоский овал-коло. Як показано малюнку 1 (лінії 1,2) величина максимального значення коефіцієнта До інфв 1,4-1,5 рази більше при використанні як передчистовий плоский овальний калібр.

Таким чином, з точки зору кращого опрацювання структури, найкращою є система плоский овал-коло. При цьому необхідно враховувати, що дана системапри виробництві круглої сталі малих розмірів вимагає високої точності налаштування стану для виключення дефектів круглого профілю "ус" або "лампас", а також "плоскі грані", що виникають через переповнення або незаповнення калібрів.

При виробництві круглої та шестигранної сталі в проміжних та передчистових клітях часто використовують системи калібрів з реберним овалом, такі як овал-ребровий овал та ребровий овал-овал. У даних системах, як показали дослідження, величина коефіцієнта нерівномірності формозміни До інфзначною мірою залежить від відношення осей однорадіусного овального калібру (рис.1, лінії 4 і 5), а й від відношення осей ребрового овалу. Як показали результати моделювання, найкращі умовидеформації забезпечує калібр «ребровий овал», форма якого близька до кола, тобто. відносини осей ребрового овалу в проміжних та передчистових клітях дорівнюють 0,94-0,96. При такому відношенні осей ребрового овалу площа висотної деформації стає порівнянна з площею поперечної деформації, що призводить до збільшення значення коефіцієнта До інф. Змінюючи ставлення осей ребрового овалу з 0,75 до 0,95, коефіцієнт формозміни змінюється від 0,038 до 0,138. При задачі розкочування овальної форми з відношенням осей від 1,5 до 2,65 в ребровий овальний калібр, відношення осей якого дорівнює 0,95, коефіцієнт До інфзмінювався від 0,06 до 0,31. Таким чином, інтенсивність зростання нерівномірності деформації в системі ребровий овал-овал більше ніж у системі овал-ребровий овал.

У проміжних клітинах сортового стану при виробництві круглого профілю можливе застосування системи калібрів овал-квадрат, в якій, як показало моделювання, відношення осей овального розкочування може бути в 1,5 рази більше ніж у системі овал-кола при тих самих коефіцієнтах витяжки. Це призводить до збільшення більш ніж удвічі коефіцієнта До інф(лінії 1, 3 рис. 1), що забезпечує найкраще опрацювання структури металу.

У системі калібрів ромб-квадрат, яку також можна використовувати в проміжних клітинах, коефіцієнт інтегральної нерівномірності формозміни приблизно в 3 рази менший ніж у системі овал-квадрат, оскільки відношення осей ромбічного калібру може бути 1,2-1,8, а овального калібру 2-2,7. Таке співвідношення осей ромбічного калібру обумовлено обмеженням за умови захоплення. Тому при виробництві круглої сталі доцільніше як витяжну використовувати систему калібрів овал-квадрат.

Аналіз даних щодо коефіцієнта ефективності деформації в елементах калібру До еде(Рис. 2), який дозволяє оцінити, наскільки раціональна дана система калібрів за витяжною здатністю, показує, що максимальні коефіцієнти мають місце в системі овал-квадрат (рис. 2, крива - 3), величина яких в середньому в 2 рази перевищує значення коефіцієнтів До едедля інших систем.

При порівнянні систем овал-коло і плоский овал-коло (рис. 2, лінії 1 і 2) видно, що деформація ефективніша в системі овал-коло, де величина коефіцієнта До едепри тих самих відносинах осей овальних калібрів в 1,5-1,8 разу більше.

Мал. 2.Коефіцієнт формозміни До еде:1 - овал-коло; 2 - плоский овал-коло;

3 – овал-квадрат; 4 - овал-ребровий овал; 5 - ребровий овал-овал; 6 – ромб-квадрат.

При використанні ребрового овального калібру коефіцієнт ефективності деформації в елементах калібру більше при прокатці в системі овал-ребровий овал, ніж у системі ребровий овал-овал останньої (рис. 2, лінії 4 і 5). Так, змінюючи в системі ребровий овал-овал відношення осей ребрового овалу з 0,75 до 0,95, коефіцієнт формозміни едезмінюється від 0,06 до 0,11. При задачі розкочування овальної форми з відношенням осей від 1,5 до 2,65 в ребровий овальний калібр, відношення осей якого дорівнює 0,95 коефіцієнт К едезмінювався від 0,017 до 0,154.

Таким чином, інтенсивність зростання ефективності деформації в системі овал-ребровий овал більше ніж у системі ребровий овал-овал.

З урахуванням зазначених закономірностей розподілу коефіцієнтів формозміни у різних системах калібрів запропоновано чотири варіанти схем калібрування проміжних, передчистових та чистових клітей середньосортного стану «350» при прокатці круглої сталі діаметром 28 мм (див. табл. 1). Запропоновані варіанти відрізняються системами калібрів у проміжних та передчистових клітях. У всіх варіантах отримано максимально можливі коефіцієнти ефективності формозміни До інфі До едеза клітями табору «350» під час виконання граничних умов.

Розподіл коефіцієнтів ефективності за клітями табору представлені на рис. 3, 4. Для порівняння запропонованих варіантів було розраховано середні значення коефіцієнтів формозміни До інф, До едета коефіцієнта витяжки по шести клітях стану №№ 7-12 Результати розрахунків представлені у таблиці 2.

З табл. 2 видно, що максимальне середнє значення коефіцієнта До інфмає місце у 4 варіанті при використанні системи калібрів овал-ребровий овал у проміжних клітинах, максимальне середнє значення коефіцієнта До едеі коефіцієнта витяжки у 2 варіанті, при використанні системи овал-квадрат та овал-коло.

Таким чином, прокатка з використанням схеми калібрування 4 варіанти забезпечить максимальну порівняно з іншими варіантами опрацьовування структури металу, а значить мінімальну бальність зерна структури металу готового профілю.

Третій варіант характеризується мінімальними середніми значеннями До інфі До еде, Що забезпечує мінімальні витрати енергії і може бути рекомендований для сортаменту, схильного до наступної термообробки, нівелює різницю в одержуваних структурах.

Рис.3. Розподіл коефіцієнта формозміни До інф при прокатці круглого профілю діаметром 28 мм на стані «350».

Мал. 4. Розподіл коефіцієнта формозміни До еде під час прокатування круглого профілю діаметром 28 мм на стані «350»

Таблиця 1 – Варіанти калібрування валків середньосортного стану «350» при виробництві круглого профілю діаметром 28 мм.

форма калібру
1 варіант	ящиковий (1,2)			плоский овал (2,25)
2 варіант	ящиковий (1,6)
3 варіант	ящиковий (1,5)		реберний овал (0,96)
4 варіант	ящиковий (1,2)		реберний овал (0,96)		реберний овал (0,96)

Примітка: () - ставлення осей нерівновісного калібру

Таблиця 2 - Середні значення показників деформації та коефіцієнтів формозміни при прокатуванні круглого профілю за різними схемами калібрування

варіант параметр *
До інфз р
До едеср

* - ?СР 7-12 - середня витяжка за клітями №№ 7-12; ? ? - сумарна витяжка за клітями №№ 7-12

Варіант 2 є компромісним і може бути використаний для отримання профілів з невисокими вимогами до структури, але дозволяє знизити витрати енергії для прокатки профілів.

Висновок.Таким чином, проведений аналіз та моделювання калібрування валків сортового стану «350» при варіюванні таких параметрів як відношення сторін нерівновісних калібрів (овал, ребровий овал) та коефіцієнтів витяжки в передчистових і чистових клітях показали можливість розробки раціональних схем калібрування за критеріями «краща обробка або "максимальна енергоефективність".

Література:

1. А.І. Виноградов, С.О.Король До питання створення калібрування сортових валків, що підвищують ефективність виробництва профілів із важкодеформованих матеріалів/ Вісник Череповецького державного університету. - 2010.- №3(26).- с.116-120

2. Б.М. Ілюкович, Н.Є. Нехаєв, С.Є. Меркур'їв Прокатка та калібрування. Довідник у 6 томах, том 1, Дніпропетровськ, Дніпро-ВАЛ.-2002

Your rating: None Average: 6.2 (5 votes)

09 / 24 / 2012 - 22:50

Шановні Олексію Івановичу та Марині Анатоліївні! Відразу ж обмовимося. Для того, щоб дати грамотний коментар до цієї доповіді, слід бути принаймні фахівцем у галузі прокатного виробництва. А оскільки ми не є такими, то змушені коментувати доповідь із позиції просто металургів. На наш погляд, у зв'язку з вимогами, що постійно зростають, до підвищення ефективності роботи сортопрокатних станів, вибір раціональної системи (схеми) калібрування валків є важливою для виробничників проблемою. Чим простіше і доступніше її рішення, у разі використання математичного моделювання, тим більше її привабливість для заводчан. Автори обрали один із найважливіших параметрів ефективності – ступінь опрацювання структури металу, що характеризуються двома коефіцієнтами: нерівномірності та ефективності (незрозумілі індекси у коефіцієнтів – «інф». та «еде»). Звичайно, можна було як критерій оптимальності вибрати відразу кілька параметрів, наприклад, що відносяться до мінімізації витрат: мінімальна витрата енергії на деформацію, мінімальна кількість перепусток і кантівок, мінімальне зношування калібрів та ін. Але, очевидно, це ускладнило б рішення поставленого завдання, хоча і більш оптимізував би його. Нічого не знаючи про інші наявні методики розрахунку систем калібрування валків сортопрокатних станів, важко оцінити ступінь її новизни та переваги. Однак важливо, що розроблена авторами методика дозволила визначити раціональні схеми калібрування для конкретного стану конкретного підприємства. У розвиток роботи та для підтвердження ефективності визначених у результаті моделювання та виконаного розрахунку схем можна порекомендувати авторам здійснити реальну прокатку з відбором проб металу для визначення мікроструктури (величини зерна та ін.), послідовно на різних етапах просування металу в процесі прокатки (після чорної, проміжної) та чистової групи клітей). Крім того, на наш погляд, для підвищення якості металопродукції, що випускається, і вдосконалення режимів прокатки доцільно контактувати в цьому напрямку зі сталеплавильниками-розливниками, оскільки останні володіють великим арсеналом засобів, що забезпечують оптимізацію структури та рівня фізико-механічних властивостей литої НЛЗ. Вочевидь, важливо разом із нею здійснити вибір оптимального профілю (наприклад, квадрат із округленими кутами та інших.) з погляду скорочення циклів і «полегшення» наступних операцій прокатки. Але це так – роздуми, на які навів нас вашу доповідь. Приємно було опинитися у розділі не самотніми. Успіху вам на шляху вдосконалення технологічних параметрів та режимів прокатки. Титова Т.М., Титова О.С.

09 / 22 / 2012 - 14:51

Це не перша спроба використовувати коефіцієнт ефективності та нерівномірності при каліброці валків прокатних станів. Але у випадку має місце глибокий системний аналіз разом із математичним обгрунтуванням. Можна тільки вітати зусилля автора в наш час, коли слабшає інтерес до технічних наук. А.Виходець