Калібрування валків для прокатки круглих профілів. Машинобудування та механіка Як самому прокатати з кола квадрат

Article Index
Виробництво прокату: класифікація прокатних верстатів, технологічні процеси прокатки
Трубопрокатні стани та стани спеціального призначення
Класифікація прокатних станів за кількістю та розташуванням валків
Виробництво блюмів та слябів
Основні особливості технологічного процесу прокатки на блюмінгах
Виробництво заготовок на заготівельних станах
Виробництво сортового прокату
Калібрування валків для прокатки квадратних профілів
Калібрування валків для прокатки круглих профілів
Особливості калібрування валків для прокатки кутової сталі
Виробництво прокату на середньосортових станах
Виробництво, рейок, балок, швелерів
Вихідний матеріал для прокатки рейок, балок та швелерів
Влаштування та розташування обладнання рейкосалочних станів
Технологічний процес прокатки рейок
Контроль якості рейок
Прокатка двотаврових широкополочних балок
Характеристика обладнання та його розташування на універсальному балочному стані
Виробництво катанки
Безперервний дротяний стан 250 ММК
Агрегат для безперервного лиття та прокатки сталевої катанки
Виробництво штрипсів та стрічки
Прокатка гарячекатаних смуг та листів
Вихідний матеріал та його нагрівання
технологія процесу прокатки товстолистової сталі
Виробництво двошарових листів
Холодна прокатка листів
Виробництво спеціальних видів прокату
Виробництво періодичних профілів
Виробництво ребристих труб
All Pages

Калібрування валків для прокатки круглих профілів

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.2.7 ).

Малюнок 2.7. СпособиI -Х прокатки круглої сталі:

I - Овал, ромб або шестикутник;II . IV. V -гладка бочка або ящиковийкалібр;III – десятикутний або ящиковий калібри; VI –квадратний чи шестикутний калібри; VП -коло тощо; VIII- стрілчастий калібр, гладка бочка або ящиковий калібр; IX, Х- Овал і т. д.

Способи 1 і 2 відрізняються варіантами отримання передчистового квадрата (квадрат точно зафіксований по діагоналі і є можливість регулювати висоту). Спосіб 2 є універсальним, оскільки дозволяє одержувати ряд суміжних розмірів круглої сталі (рис. 2). Спосіб 3 полягає в тому, що передчистовий овал можна замінити 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, так як 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.

Малюнок2.8 Приклад калібрування круглої сталі за способом 2

Побудову чистового калібру для круглої сталі здійснюють у такий спосіб.

Визначають розрахунковий діаметр калібру (для гарячого профілю при прокатуванні на мінус) dг = (1,011-1,015)dх- Це частина допуску +0,01 dхде 0,01 dх- Збільшення діаметра з вказаних вище причин: dх = (d 1 + d 2 )/2 – діаметр круглого профілю у холодному стані. Тоді

dг = (1,011-1,015) (d 1 + d 2 )/2

де d 1 і d 2 – максимальна та мінімальна допустимі значення діаметра.

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. При малих обтисненнях овалу дуже незначні можливості коливання розмірів у круглому калібрі. Проте протилежне явище справедливе лише випадку, коли застосовують великий овал і велику витяжку.

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 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 трьох радіусних 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 по ширині. .смуги в круглому калібрі.

Прокатка на проектованому ливарно-прокатному модулі з планетарним косовалковим станом проводиться в 13 клітях, які умовно, як було показано на рис.7, виділені в наступні групи: обтискну (у вигляді планетарної кліті), чорнову (у кількості 6 клітей), проміжну (з 4-х клітей) та 2 чистові групи (по 2 кліті).

В обтискній планетарній косовалковій кліті прокатка проводиться з круглої литої заготовки в круглу катану з великим ступенем деформації.

Надалі прокатка круглої міцної легованої сталі діаметром 18мм високої точності проводиться наступним чином.

У чорновій групі клітей прокатка з круглої заготовки в овальний профіль проводиться по одній із систем витяжних калібрівок- системі овал - ребровий овал, яка найбільше підходить для виробництва круглих профілів високої точності з високоміцних легованих сталей.

Необхідний перехід до ромбічної та квадратної форми розкочування з наступним поздовжнім поділом здійснюється у спеціальних калібрах підготовчої групи клітей за рекомендаціями та методиками.

І, нарешті, в чистових групах клітей прокату кожної нитки розділеного розкочування, проводиться за системою квадрат-овал-коло, яка знаходить широке застосування для переведення квадратного перерізу в кругле (для прокатки дрібносортної круглої сталі).

Розрахунок калібрування круглої сталі діаметром 18 мм провадиться проти ходу прокатки.

Розрахунок калібрів чистової групи клітей табору. Для прокатки круглої сталі використовують кілька схем калібрування, які застосовуються в залежності від розміру профілю, якості сталі, типу табору та його сортаменту, а також інших умов прокатки. Однак у всіх випадках передчистовим калібром є або звичайний однорадіусний овал або плоский овал. Але ширше застосовуються предчистові однорадіусні овальні калібри зі ставленням осей =1.5, причому для хорошої стійкості в круглому калібрі овальний профіль повинен мати значне притуплення. Підготовчим калібром є розділовий калібр, що виробляє два діагональні гуркіти.

При всіх способах прокатки чистовий круглий калібр виконують з «розвалом» - випуском для запобігання переповненню калібру та отримання правильного круглого профілю. Побудова такого круглого калібру показано на рис. 14.

Рис.14.

При конструюванні чистового круглого калібру необхідно враховувати температурне розширення металу та допуски на відхилення розмірів готового профілю.

Побудова круглого калібру провадиться наступним чином. На колі діаметра променями, проведеними з центру калібру під кутом горизонтальної осі, визначаться точки початку випуску бічних сторін калібру і визначають ширину калібру .

Для розрахунку діаметра профілю в гарячому стані в чистовій кліті стану (клітина 13-та), використовується вираз

=(1.0121.015)(+) (1)

де - Діаметр профілю в холодному стані;

Мінусовий допуск

Розрахунок будемо проводити при прокатці легованої сталі 30ХГСА у круглий профіль високої точності. І, тоді згідно з ГОСТ 2590-88, допуски становитимуть: +0.1мм та -0.3мм, а діаметр профілю у гарячому стані буде

1.013(18-) = 18.1 мм.

Ширина чистового калібру (згідно з рис.14) буде

Де - кут випуску, який практично для діаметрів круглої сталі 10-30 мм приймають 26.5

І тоді = 20.22 мм.

Зазор між буртами калібру - S вибирають у межах (0.080.15) і тоді,

S=0.111.81=2.0 мм.

Точки перетину ліній зазору S з лінією випуску визначають ширину врізу струмка, яка визначається як

Підставляючи значення отримаємо

20.22 – = 18.22мм. (3)

Закруглення буртів виконують радіусом.

= (0.08 - 0.10) і тоді

0.008518.1 = 1.5мм.

Профіль матиме круглу форму, якщо ширина =. При цьому ступінь заповнення калібру буде

Правильно виконаний круглий профіль у чистовому калібрі 13-ої кліті матиме площу поперечного перерізу

Чистова група клітей має обидві групи кліті з номінальним діаметром валків 250мм, при цьому чистова (13-та) – горизонтальні валки, а передчистова (12-а) – вертикальні валки.

Отже, чистова (13-та) кліть має круглий калібр, передчистова (12-а) кліть - однорадіусний овальний калібр, а підготовчий калібр (11-а) кліть є роздільним здвоєним діагональним квадратом.

Номінальний діаметр валків 11-ї кліті, що входить уже в підготовчу групуклітей складає 330мм.

Валки чистової та передчистової групи клітей виготовляються з вибіленого чавуну. Швидкість прокатки в чистовій кліті стану профілів круглого перерізу високої точності з міцних легованих сталей приймається близько 8 . Температура прокатки 950 °С.

Для визначення коефіцієнта витяжки в чистовому калібрі можна використовувати формулу, яка має вигляд

1.12+0.0004 (6)

Де - відповідає діаметр чистового калібру в гарячому стані, тобто. =

1.12=0.0004 1.81 = 1.127

Поширення в чистовому колі визначається за формулою, яка має вигляд

?= (7)

Де Д – номінальний діаметр валків, мм.

1.81 = 2.3мм.

Як передчистовий калібр може бути використаний простий однорадіусний овальний калібр, побудова якого представлена ​​на рис. 15

Рис.15.

Для побудови калібру використовуються певні відповідно до прийнятого при розрахунку калібрування режимом обтискання розміри висоти овального калібру та ширини. У практичних калібруваннях використовуються овали з відношенням розмірів

Площа передчистового овалу

257.3 1.127=290. (8)

Товщина передчистового овалу = визначається як

18.1-2.3 = 15.8мм. (9)

Ширина передчистового овалу

26.2мм. (10)

Обтискання в чистовому калібрі

26.2-18.1 = 8.1мм. (11)

Кут захоплення у чистовому калібрі

Arccos(1-)=arccos(1-)=15°19" (12)

Допустимий кут захоплення можна визначити за методикою з урахуванням значень коефіцієнтів для схеми прокатки овал-коло за формулою

де v - швидкість прокатки;

Коефіцієнт, що враховує стан поверхні валків (для чавунних валків = 10);

M - коефіцієнт, що враховує марку сталі, що прокочується (для легованої сталі M=1.4);

t - температура смуги, що прокатується,?;

Ступінь заповнення попереднього по ходу прокатки калібру;

K б; ; ;;; ; ; - Значення коефіцієнтів, що визначаються при різних схемах прокатки (витяжних калібрів), визначаються за таблицею; для системи овал-коло (=1.25; =27.74; =2.3; =0.44; =2.15; =19.8; =3.98).

Приймемо рівень заповнення передчистового овального калібру =0.9

І тоді максимально допустиме значення кута захоплення в чистовому калібрі складе

Оскільки<, условия захвата в чистовом калибре обеспечивается.

Відношення осей овального профілю, що задається в чистовий калібр, становить

При ступені заповнення передчистового овального калібру =0.9, знайдемо ширину передчистового овального калібру

29.1мм. (15)

Коефіцієнт форми калібру визначається як

Радіус контуру струмка овального калібру

17.4мм. (16)

Визначимо допустиме відношення осей овальної смуги за умовою стійкості її у круглому калібрі за методикою за формулою

де: ; ; ; ; ; - значення коефіцієнтів, що визначаються для схеми прокатки овал-круг, що визначаються за таблицею (

Оскільки умови стійкості профілю виконуються.

Зазор S по буртах овального калібру приймаємо згідно у межах (0.15-0.2)

S = 0.16 = 0.16 15.8 = 2.5мм. (18)

Радіуси закруглених кутів в овальному калібрі = (0.1-0.4).

Притуплення овального калібру на практиці найчастіше складає

0.2 15.8 = 3.2мм (20)

Площа перерізу одного з підготовчих квадратів у здвоєному розділювальному калібрі 11-ї кліті можна визначити як для звичайного квадратного діагонального калібру.

І тоді, його площа дорівнюватиме

Коефіцієнт витяжки підготовчого квадрата в овальному калібрі 12-ї кліті може бути визначений згідно з рекомендаціями методики. Так, згідно з цією методикою рекомендується загальний коефіцієнт витяжки при прокатці квадрата в овальному і круглому калібрі визначати з графіка в залежності від діаметра круглої сталі, що отримується. При заданому діаметрі круглої сталі дорівнює 18 мм, загальний коефіцієнт витяжки =1.41. І оскільки

Площа квадрата, що задається, визначиться за формулою (21) і буде

290 1.25=362 .

Побудова стандартного діагонального квадратного калібру представлена ​​на рис.

Мал. 16.

Кут при вершині має бути 90° і =. Рівень заповнення квадратного калібру рекомендується 0.9. Наближено можна прийняти

І тоді сторона квадрата калібру – c буде

19.2мм. (25)

Радіус закруглення вершини квадратного калібру визначається як

=(0.1ч0.2) = 0.105 19.2 = 2мм (26)

Заокруглення бунту виконують радіусом, який визначається як

= (0.10ч0.15) = (0.10ч0.15) = 0.11 19.2 = 3мм. (27)

Висота профілю, що виходить з квадратного калібру, буде дещо меншою за висоту калібру через закруглення вершин радіусом, і тоді

0.83 = 19.2-0.83 2 = 25.5мм (28)

Як було зазначено, калібр в 11-й кліті представляє здвоєний діагональний квадратний калібр у якому проводиться прокатка поділу. Побудова та загальний виглядцього калібру наведено на рис. 17. На цьому ж малюнку накладено контур обрису гуркоту з 10-ї кліті, що надходить у цей калібр.

Рис.17.

Поздовжнє поділ багатониткового гуркоту контрольованим розривом здійснюється шляхом створення в зоні перемички напруг, що розтягують, під дією осьових сил з боку бічних поверхонь гребенів двострумкових калібрів, що впроваджуються в метал як це може бути показано на рис.18.

Рис.18.

У момент захоплення за рахунок зминання поверхні розкочування внутрішніми бічними гранями струмків калібру виникає нормальна сила N і сила тертя T. Равнодіючи цих сил можна розкласти на поперечну Q і вертикальну P складові. Під дією сили P здійснюється обтиснення металу валками, сила Q сприяє розтягуванню перемички в поперечному напрямку і викликає появу сили опору розтягування перемички S і сили опору пластичному вигину крайньої заготовки у бік роз'єму калібру G.

Шляхом вимірювання товщини перемички розкату, що задається - і зазору між гребенями валків - t розділяючого калібру (див. рис.17) можна змінювати радіус кривизни передніх кінців розділених профілів на виході з валків і на умови поділу розкату. Відсутність у місці поділу профілів шийки розриву перемички дозволяє отримати якісну поверхню готового профілю при мінімальному числі наступних проходів з обтисканням місць поділу. У зв'язку з цим спосіб поздовжнього поділу гуркоту контрольованим розривом рекомендований до використання в чистових клітях прокатних станів.

Дослідження поздовжнього поділу двониткового гуркоту контрольованим розривом показали, що товщина перемички задається в розділову кліть гуркоту повинна дорівнювати 0.5ч0.55 сторони квадрата.

Дослідження величини зазору між гребенями валків впливає зміну кривизни передніх кінців розділених квадратних профілів при виході з валків. Так, прямолінійність виходу одержувала при зазорі =16мм рівному товщині перемички, то вибираємо

З практики розрахунку калібрування при прокатці-поділі квадратних профілів, коефіцієнт обтиснення сторін квадратного профілю приймають в межах 1.10-1.15. І тоді, з виразу (вибираючи) визначимо бік квадрата в 10 калібру

19.2 1.125 = 21.6 мм. (29)

Площа роздільного здвоєного калібру 11 кліті дорівнює фактично подвоєної площі розрахункового діагонального квадрата.

І тоді (30)

Відстань між осями струмків у калібрі 11-ї кліті - визначається як

Довжина перемички між струмками у цьому калібрі визначається як

Як було зазначено вище, товщина перемички в 10-й кліті може бути визначена як

Для перевірки на захоплення 12-ї кліті, що надходить у калібр, розкочування, необхідно провести розрахунок абсолютного обтиснення в цьому калібрі і порівняти з даними, що допускаються.

При вході квадратного профілю до овального калібру абсолютні обтискання по середині та краях профілю будуть різними та визначаються геметрично накладенням перерізу квадратного профілю на овальний калібр та будуть по середині калібру

Обтискання по крайніх точках квадрата в овальному калібрі на підставі геометричних перетворень орієнтовно будуть.

Як видно, ці абсолютні обтискання менше ніж абсолютні обтискання в 13 калібру і, отже, при однаковому номінальному діаметрі валків і тому ж матеріалі перевірка на допустимі умови захоплення не потрібна.

З урахуванням викладеного, побудова та загальний вигляд підготовчого калібру в 10-й кліті (перед прокаткою-поділом) може бути представлений на рис.19.

Рис.19.

Деякі розміри калібру можна визначити так: приймаємо на підставі існуючих калібрувань при прокатці-розділі довжину перемички;

радіус закруглення вершини квадратного калібру в цій кліті

Величина може бути визначена згідно з рис.17 за формулою

Висота гуркоту, що виходить з калібру 10-ї кліті

Відстань між осями струмків у калібрі 10-ї кліті - визначається як

Величина зазору по буртах калібру в 10 кліті приймається мм.

Площа гуркоту, що виходить з калібру 10-ї кліті, може бути визначена згідно з рис.17, як

Підставляючи значення вказаних параметрів отримаємо

Площа не розділеного гуркоту калібрі 11-ї кліті дорівнює подвоєної площі діагонального квадратного гуркоту, тобто.

І тоді коефіцієнт витяжки в калібрі 11-ї кліті визначається як

Теоретична ширина гуркоту, що виходить з 11-ї кліті

Теоретична ширина гуркоту, що виходить з 10-ї кліті (при радіусі закруглення у бурта =5)

Для перевірки на захоплення поступаючого в калібр 11-ї кліті гуркоту, необхідно провести розрахунок абсолютного обтиснення в характерних точках калібру і порівняти з даними, що допускаються.

Так, величина абсолютного обтиснення в районі перемички двониткового гуркоту буде

а в районі розриву осей струмків становитиме

легований сталь прокат ливарний модуль

Отже, мабуть, тут вимагає перевірки на умову захоплення район перемички гуркоту.

Кут захоплення в районі перемички при прокатці в калібрі 11 кліті може бути визначений як

де: Д-номінальний діаметр валків в 11-й кліті (Д = 33мм).

Допустимий кут захоплення у цьому калібрі можна визначити за методикою М.С. Мутьєва та П.Л. Клименко, для цього необхідна швидкість прокатки в цій кліті, яка буде

5.67 м/с, (45)

і тоді максимальний кут захоплення, що допускається, визначається за формулою (t = 980?)

Оскільки умови захоплення в 11-му розділовому калібрі виконуються.

Калібр у 9-ій кліті проміжної групи клітей, розташований у вертикальних валках і може великою мірою нагадувати діагональний квадратний калібр, але має свої особливості. Він призначений для прокатки ромбічного гуркоту і в районі роз'єму має більш стисну форму, ніж звичайний діагональний калібр. Прокатака в цьому калібрі передбачає деформаційне опрацювання майбутніх бічних горизонтальних частин двониткового прокату, який піддаватиметься прокатці-поділу. З урахуванням викладеного побудова та загальний вигляд цього підготовчого калібру в 9-клітині може бути представлений на рис.20.

Рис.20.

Для визначення ряду параметрів калібру використовуємо деякі емперичні залежності, отримані в аналогічних калібрування при прокатці-розділі.

Так, сторона квадрата як і для 10 калібру може бути визначена як

Величина, що становить середню частину калібру, рекомендується брати як 40% від діагональної частини калібру.

Ухил буртів у середній частині калібру на підставі практичних даних беремо в межах 25%, це дозволяє отримати максимальну ширину гуркоту.

Ширина діагональної квадратної частини калібру буде

З практичних даних калібрувань з прокатці-поділу приймаємо радіуси закруглень у вершин калібрів і буртів однаковими і рівними 5мм, тобто. мм.

Товщина калібру 9-ї кліті буде

Товщина гуркоту, що виходить з калібру 9-ї кліті

Також виходячи з практичних даних величину зазору по буртах калібру приймаємо 5мм, тобто. мм.

Площа гуркоту, що виходить з 9-ї кліті може бути визначена як

і тоді, підставляючи значення зазначених параметрів, отримаємо

Коефіцієнт витяжки в калібрі 10-клітини визначається як

Для перевірки на захоплення, що надходить у калібр 10-ї кліті гуркоту, необхідно провести розрахунок абсолютного обтиснення в цій кліті.

Так як форми калібрів 9-ї і 10-ї кліті сильно різняться по конфігурації, то замінимо їх площу наведеної (прямокутної форми), де ширина смуги дорівнюватиме ширині розкочування, а товщина наведеної смуги може визначена

Наведена величина абсолютного обтиснення буде

Наведена величина кута захвату в калібрі 10-ї кліті буде

Як видно наведений кут захоплення значно менше раніше підрахованих максимальних значень для подібних умов і, отже, умова захоплення має виконуватися.

Найбільш доцільною формою калібру 8-клітини є ромбічний калібр, розташований у горизонтальних валках. Побудова та загальний вигляд цього калібру представлено на рис.21.

Рис.21.

Розміри та ромбічного калібру визначають у процесі розрахунку калібрування з урахуванням заданої величини коефіцієнта витяжки в калібрі, правильного заповнення калібру, а також з урахуванням отримання розмірів перерізу, що задовольняють умовам прокатки наступного калібру.

Насправді використовуються ромбічні калібри, що характеризуються величиною.

Для запобігання утворенню в зазорах калібру «лампасів» рекомендується приймати ступінь заповнення калібрів

Визначаємо максимально допустимий кут захоплення у цьому калібрі за формулою М.С.Мутьєва та П.Л.Клименко, якщо v=3.9м/с; t=990? та валки сталеві за формулою , при v=2-4м/с

і тоді величина максимального абсолютного обтиснення буде

При прокатці ромбічної заготівлі в квадратному калібрі (умовно можна вважати прокатку ромбічного гуркоту в 9 калібру). Сторона наведеного квадрата може бути визначена як

Можлива ширина гуркоту, що виходить з ромбічного калібру 8-ї кліті.

Приймаємо коефіцієнт витяжки в 9-му калібрі, можна обчислити площу розкочування в 8-му калібрі як

І тоді, товщина гуркоту, що виходить з ромбічного калібру 8-ї кліті буде

Поширення ромбічної смуги у квадратному калібрі, якщо сторона квадратного (діагонального) калібру >30мм визначається за такою формулою.

і тоді, підставляючи значення отримаємо

З урахуванням розширення ширина гуркоту в 9-му калібрі повинна бути

і як видно такий розкочування з ромбічного калібру в квадратному може бути прокатаний без переповнення калібру, т.к. і, як видно.

Інші розміри ромбічного калібру визначаються з наступних емперичних рекомендацій

Відношення діагоналей у калібрі розрахункове

Величину зазору у роз'єм калібру приймаємо рівним 5мм, тобто. .

Теоретична висота ромбічного калібру може бути визначена за формулою

Притуплення - ромбічної смуги біля рознімання калібру визначається як

Теоретична ширина ромбічного калібру - визначається як

Кут при вершині - може бути визначений як

Звідки (74)

= 2 arctg1.98 = 126.4°

Сторона ромба - визначається як

У чорновій групі клітей, що складається з 6-ти робочих клітей дуо з горизонтальними і вертикальними валками, що чергуються, прокатка круглої заготовки діаметром 80мм, що постає з обтискної косовалкової планетарної кліті прокочується по системі витяжних калібрів овал-ребровий овал. Ця система набула широкого поширення при прокатуванні на безперервних станах круглої сталі підвищеної точності з легованих та високоміцних сталей.

У 7-й кліті чорнової групи калібр представляє ребровий овал, що розташовується у вертикальних валках. Побудова та загальний вигляд цього калібру представлені на рис.22.

Рис.22.

Коефіцієнт витяжки в ромбічному калібрі 8-ї кліті розкочування у вигляді ребрового овалу на підставі практичних даних можна рекомендувати в межах 1.2-1.4. І тоді, площа гуркоту, що виходить з калібру у вигляді ребрового овалу в 7-й кліті буде

Сумарний коефіцієнт витяжки у чорновій групі клітей буде

де - площа круглого гуркоту, що виходить з обтискної планетарної кліті, .

Раніше на підставі практичних зарубіжних даних було показано, що з урахуванням деформації в планетарній кліті безперервно-литих заготовок діаметром 200мм, оптимальним за кінематичними залежностями гуркіт, що виходить з цієї кліті повинен мати круглий переріздіаметром 80мм.

Середній коефіцієнт витяжки у цій системі калібрів буде

Зазвичай, як показує практика, в ребровому овальному калібрі витяжка знаходиться в межах, а в овальних калібрах витяжка зазвичай вища. І тоді, приймаючи витяжку в ребрових овальних калібрах, витяжку в овальних калібрах рекомендується розраховувати за формулою

У другій кліті коло має прокочуватися в овальному калібрі, що призводить до зменшення коефіцієнта витяжки і тоді.

При відношенні розкочування стає нестійким при прокатуванні в ребровому овальному калібрі. Зазвичай використовують овали із співвідношенням. У ребрових овальних калібрах співвідношення між висотою та шириною калібру становить

Визначимо допустимий кут захоплення в ромбічному калібрі 8-клітини, якщо v =3.4 м/с; t = 995? і чавунні валки, за формулою в діапазоні v = 2-4м/с.

І тоді, величина максимального абсолютного обтиснення при, буде

Товщина гуркоту, що виходить з 7-ї кліті буде і визначається як

Ширина гуркоту, що виходить з 7-ї кліті буде і визначається як

Величину радіусу овалу визначають за формулою

Заокруглення бурта виконують радіусом.

Величину зазору приймаємо

Величину притуплення овалу визначаємо рівної величині зазору тобто. мм.

Загальна схема розташування витяжних калібрів чорнової групи клітей стану представлена ​​на рис.23.

Рис.23.

Отже, як видно, в 6-й кліті калібр виконується овальним і знаходиться в горизонтальних валках.

Площа овалу цього калібру визначається як

Овальний калібр виконується однорадіусним і схематично нічим не відрізняється від раніше розглянутого овального калібру в читовій групі клітей (див. рис.15).

Висота овального калібру

де - розширення овальної смуги в ребровому овальному калібрі, рекомендується визначати за формулою

де Д – діаметр валків, рівний 420мм

Ширина гуркоту, що виходить з овального калібру

Як відомо, площа овального калібру є

Формулу (93) можна подати у вигляді квадратного рівняннярішення якого дозволяє визначити

після розкриття дужок отримаємо

І тоді, абсолютне обтиснення в ребровому овальному калібрі 7-ї кліті буде мм.

Визначимо допустимий кут захоплення в ребровому овалі 7-ї кліті, якщо v =2.8м/с; t = 1000? і сталеві валки і тоді, за формулою в діапазоні 2-4 м/с допустимий кут захоплення буде

І тоді, величина максимального допустимого обтиснення при.

Як бачимо умови захоплення виконуються, а розширення буде.

Остаточно розміри овалу в калібрі 6-ї кліті будуть

Інші розміри овального калібру будуть: радіус струмків визначається як

Зазор S по буртах калібру буде

Радіус закруглень кутів

Як видно з рис.23 в 5-й кліті калібр ребровий овал і розташовується у вертикальних валках.

Калібрування валків у парах калібрів 4 і 5-ї клітей, 2 і 3-ї клітей проводиться аналогічно наведеним розрахункам калібрування калібрів 6 і 7 клітей і, згідно з загальною схемою розташування калібрів (див.рис.23) у 2-ой кліті калібр виконується однорадіусного овалу і розташовується у горизонтальних валках. У цьому калібрі передбачається прокатка круглого профілю діаметром 80мм, що надходить з обтискної планетарної 3-х валкової кліті з косим розташуванням валків.

Коефіцієнт витяжки в овальному калібрі 2-ї кліті становитиме

Де - площа перерізу круглого гуркоту (діаметром 80мм), що надходить з обтискної планетарної кліті.

Абсолютне обтиснення по вершинах в овальному калібрі 2-клітини буде

Середній абсолютний обтиск при прокатці кола в овальному калібрі 2-ї кліті буде

При прокатці круглої заготовки на овальному калібрі розширення можна визначити про наближену формулу

Можлива ширина гуркоту в овальному калібрі 2-ї кліті буде

що як видно трохи менше і, отже, переповнення калібру не буде.

Калібрування обтискної косовалкової планетарної кліті полягає в установці похилих конічних валків, які при обертанні навколо своєї осі і планетарному русі повинні утворювати просвіт з необхідним вписаним колом (в даному випадку діаметром 80 мм) на виході розкочування з валків, і аналогічно з необхідним вписаним кругом. 200мм) на вході заготовки у валки. Завдання калібрування валків входить визначення довжини вогнища деформації, яка визначається конічною частиною валка, кутом нахилу валків, діаметром валків.

Загальна схема вогнища деформації із зазначенням необхідних для здійснення прокатки заготовки, що розглядається, параметрів калібрування похилих конічних валків, представлена ​​на рис.24.

Визначення зазначених на схемі параметрів і є завданням калібрування валків обтискної косовалкової планетарної кліті.

Рис.24.

Розміри представлені на рис.22, характеризують такі параметри:

Відстань від осі прокатки у точці схрещування;

Те саме, але сумарне по осі валка;

і - відповідно радіуси заготівлі та прокату;

Кут нахилу утворює конуса осередку деформації;

Кут нахилу утворює поверхні валка;

Ш - кут схрещування валка із віссю прокатки;

Відповідно радіуси валка на перетиску, ділянці, що калібрує, і максимальний (на вході заготовки);

А – тангенсіальне зміщення валка (на малюнку не показано).

На підставі практичних даних, отриманих з умов конструювання та досвіду роботи подібних станів рекомендується вибирати деякі елементи та параметри калібрування валків у таких межах:

(Тобто діаметр валка в перетиску);

(тобто максимальний діаметр валка);

Ш = 45-60 ° (тобто кут схрещування беремо ш = 55 °);

кут між лінією центрів валу-заготівлі та лінією проекції валка щ = 45°.

Коефіцієнт витяжки в 1-й кліті

Інші два робочих валка обтискної кліті мають ті ж розміри, які були представлені вище для розрахованого валка.

У розрахунках калібрування були використані параметри швидкості гуркоту та температури по клітях.

Так, швидкості виходу з клітей розраховувалися за формулою

І тоді, приймаючи швидкість готового гуркоту (у вигляді кола діаметром 18мм) з останньої кліті стану 8 м/с отримаємо:

Швидкість входу заготовки в 1 (планетарну) кліть буде або приблизно 7.9м/хв.

Загальна зміна температури металу під час прокатування може бути визначена за формулою

Де - зниження температури металу внаслідок віддачі теплоти випромінюванням і конвекцією в навколишнє середовище;

зниження температури металу внаслідок віддачі теплоти теплопровідністю при контакті з валками, проводками, роликами рольгангів;

Підвищення температури металу внаслідок переходу механічної енергії до деформації в теплоту.

І тоді, на основі використання методу, зміна температури розкочування за час прокатки в калібрі та переміщення до наступного калібру становитиме

Де - температура гуркоту перед входом у аналізований калібр, ?;

П - периметр поперечного перерізу гуркоту після проходу, мм;

F - площа поперечного перерізу гуркоту після проходу, ;

ф - час охолодження гуркоту, с;

Підвищення температури металу у калібрі, ? і визначається за формулою

р – опір металу пластичної деформації, МПА;

м – коефіцієнт витяжки.

Так, наприклад, зміна температури металу за час руху заготовки від нагрівальної печі до 1-ї кліті стану за формулою (200) складе (якщо температура нагріву заготовки, ф=, П=п 200=628мм, F=31416)

Підвищення температури металу в 1-ій (планетарній) кліті за рахунок інтенсивної деформації можна визначити за формулою (201) приймаючи р=100МПА і тоді

Остаточно температура металу після прокатки в кожній кліті з урахуванням зміни температур розкату, розрахованих за формулами (107) та (108) та внесених практичних поправок становитиме:

Основні розміри гуркоту та параметри калібрування при прокатці кола діаметром 18мм із заготівлі діаметром 200мм за клітями стану наведені в таблиці 3.

Таблиця 3. Основні калібрування проходів при прокатці кола?18мм із заготівлі?200мм.

№ проходу	Вид калібру	Розташування валків	Розміру гуркоту	Обтискання, мм	Уширення,	Площа калібру, F, мм	Коеф. Витяжки, м	Тем-ра гуркоту, t,?	Швидкість прокатки v, м/с	Примітка
Товщина, h
Початкові умови:				Тем-ра нагрівання
	3-х валковий	Похилі							Косова. Планет. Кліти.
	Однорадіусний овал	Горизонтальне
	Ребровий овал	Вертикальне
	Однорадіусний овал	Горизонтальне
	Ребровий овал	Вертикальне
	Однорадіусний овал	Горизонтальне
	Ребровий овал	вертикальне
		Горизонтальне
	Діагон. квадратн. типу	Вертикальне
	Подвійний діагон. Квадри. типу	Горизонтальне
	Подвійний діагональний квадратн.	Горизонтальне									Поділ гуркоту в калібрі
	Однорадіусний овал	Вертикальне									Кантівка на 45 °
		Горизонтальне

Розрахункові схеми калібрів валків по всіх клітках стану при прокатці кола?18мм з безперервнолитої заготовки?200мм наведено на рис. 25.

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.

Мета роботи: знайомство з принципами калібрування валків для прокату квадратного та круглого профілів.

Теоретичні відомості

I. Загальні питання калібрування валків.

Сортовий прокат отримують в результаті кілька: послідовних перепусток число яких залежить від співвідношення розмірів і форми початкового і кінцевого перерізу, при цьому в кожному перетину перетин змінюється поступовим наближенням до готового профілю.

Прокатка сортового металу здійснюється в валках, що калібруються:, тобто. у валках, мають спеціальні вирізи, відповідні необхідної конфігурації прокату в ленном пропуску. Кільцевий виріз в одному валку/рис. 4".Л/називається струмком I, a просвіт двох струмків розташованих одним над іншим спільно працюють з урахуванням зазору між ними називається калібром 2.

Прокатка в калібрах, як правило, є прикладом яскраво вираженої нерівномірної деформації металу та вв більшості випадків обмеженим розширенням.

При калібруванні прокатних валків величину обтискання по перепустках доводиться приймати одночасно з визначенням послідовних форм та розмірів калібрів/рис. 42.2/, що забезпечують отримання якісного прокату та точних розмірів профілю.

Калібри, що застосовуються при прокатці, поділяють такі основні групи залежно від призначення.

Обтискні або витяжні калібри -Призначені для зменшення площі поперечного перерізу злитка mm заготовки. Витяжними калібрами є квадратні із діагональним розташуванням, ромбічні, овальні. Певне поєднання зазначених калібрів утворює системи калібрів, наприклад, ромб-квадрат, овал-коло і т.д. /Рис.42.3/.

Чорнові йди підготовчі калібри», у яких поряд з подальшим зменшенням перерізу прокату проводиться обробка профілю з поступовим наближенням його розмірів та форм до кінцевого перерізу.

Оздоблювальні або чистові калібри , які надали профілю остаточний вигляд. Розміри цих калібрів на 1,2...1,5% більше готового профілю; припуск дається на усадку металу за його охолодженні.

2. Елементи калібру

Зазор між валками.Висота калібру складається з глибини вірів у верхньому h t і нижньому h2, валках та величини S між валками

При прокатці тиск металу прагне розсунути валки, при цьому зазор 5 збільшується, що називають віддачею або пружиною, валків. Оскільки креслення калібру відібрано жить його форму і розміри в момент проходження смуги, то зазор між валками при установці в кліті принижується менше зазору, зазначеного на кресленні, на величину віддачі валків, Разом з цим необхідно враховувати ту обставину, що при роботі відстань між валками по ряду причин / зміна марки сталі, зношування валків і т.п./ доводиться змінювати з метою налаштування стану. Це налаштування можна здійснювати, якщо передбачено зазор між валками, який приймається для обтискних станів I...I.5%, для інших станів 0,5..1 % від діаметра валка.

Випуск калібру. Бічні стінки ящичного калібру /рис.42.3" мають деякий нахил. доосі валків. Цей нахил стін калібру називають випуском. При прокатці випуск калібру забезпечує зручне і правильне завдання смуги калібр і вільний вихід смуги з калібру. При перпендикулярному виконанні стінок калібру до осі валків спостерігалося б сильне затискання смуга створювалася б небезпека оковування валків, оскільки розширення практично завжди супроводжує процес прокатки. Зазвичай випуск калібру придушується у відсотках /~ 100 %/ або в градусах µ і приймається для ящикових калібрів 10..20%

Верхній та нижній тиск Дуже важливо при прокатці забезпечити прямолінійний вихід смуги із валків. Для цієї мети використовують проводки, так як при прокатці є причини, що викликали вигин смуги у бік верхнього та нижнього валків, це вимагає встановлення проводок на нижньому і верхньому валках. Але цієї установки

можна уникнути, якщо смузі заздалегідь дати певний напрямок, що досягається застосуванням валків з різними діаметрами. Різницю між діаметрами вилків прийнято умовно називати "тиском", Волі діаметр верхнього валка більше, говорять про "верхній тиск" /рис. 42.4/,

якщо прийнятий великим діаметр нижнього валка, то в даному випадку є "ні нижчий тиск". Величина тиску виражається різницею діаметрів в міліметрах. Для сортових ставів прагнуть мати верхній тиск на більш I % від середнього діаметра валків.

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