Як самому прокатати із кола квадрат. Калібрування валків для прокатки круглих профілів

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 профіліввисокої 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 з відношенням осей =1.5, причому для хорошої стійкості в круглому калібріовальний 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 переріз діаметром 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.

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 сталі діаметром 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 профілю в 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 у 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.

Система овал-коло

Малюнок 1.8.Схема прокатки металу у системі калібрів

"овал-коло".

Система є окремим випадком системи «овал-реб-ровий овал» і, при необхідності, дозволяє створити «універсальність» калібрування, що забезпечує отримання круглих профілів стандартних діаметрів із проміжних робочих клітей (по ходу прокатки металу на стані), що зменшує простої стану на перевалки . Однак «універсальність» систем калібрування валків дещо ускладнює виконання режиму обтискання металу на стані, що певною мірою можна віднести до недоліків системи. Низька стійкість однорадіусного овалу в круглому калібрі перешкоджає прокатці металу зі збереженням високих значень приватних витяжок металу і величина середньої витяжки металу в системі овал-коло становить (). Систему калібрів не раціонально застосовувати як витяжну, хоча вона незамінна як чистова, що успішно реалізується на стані 350 ОЕМК.

Деякі елементи калібрів простої форми спільні для всіх типів калібрів.

Зазор між валками (бурти валків), .Під дією зусиль з боку металу, що прокочується, відстань між валками збільшується за рахунок вибірки зазорів в деталях кліті і пружної деформації кліті. При цьому висота калібру збільшиться. Тому креслення калібру має відображати його форму та розміри в момент прокатки смуги, тобто разом із зазором (рисунок 5.1).

Зазор дозволяє при прокатці змінювати висоту калібру, тим самим змінювати профіль металу, що прокочується. При великому зазорі зона контакту металу та валків мала, контур калібру виходить незамкненим, тому погіршується виконання розмірів та форми прокату. З цієї причини зазори в чистових калібрахмають бути мінімальними.

Величина зазору приймається в частках від номінального діаметра валків (таблиця 1.2) або висоти калібру (висоти смуги).

Таблиця 1.2. Мінімальні зазори між буртами валків

Група клітей дрібносортної (середньосортної) та дротяної лінії стану 350	№клітин	, мм
Чорнова група
I проміжна
II проміжна
Чистова
Чистовий блок

Малюнок 1.9. Схема побудови та типові елементи калібру: а – геометрична фігура, що утворює калібр та контури поверхонь пари гладких валків (тут контури являють собою дві суцільні тонкі лінії); б – струмки валків із заокругленнями; в - положення і розміри смуги, що прокочується; г – остаточна схема калібру.

Ширина калібрує горизонтальним, щодо осі валка, характерним розміром (далі горизонтальність і вертикальність будуть розумітися щодо осі валка) геометричної фігуриутворює калібр (рисунок 1.9.).

Висота калібру- Характерний вертикальний розмір геометричної фігури, що утворює калібр (рисунок 1.9.).

Ширина врізу калібру- це ширина геометричної фігури утворює калібр лише на рівні перетину з лінією бурта валка (рисунок 1.9.).

Глибина врізу калібру- це відстань від бурта валка до нижньої точки калібру (рисунок 1.9).

Радіуси закруглень по дну калібру та по буртахвиражають зазвичай у частках висоти калібру. Закругленнями виконується плавний перехід у місцях різкої зміни контуру калібру чи межі бурт-калибр (рисунок 1.9.). Заокруглення необхідні зниження концентрацій напруг в елементах валка.

Ширина буртаміж калібрами (торцевого бурта) – горизонтальний розмір не проточеної частини бочки валка між сусідніми калібрами (між останнім калібром та краєм робочої поверхні валка).

Ширина бурта між калібрами:

Ширина торцевого бурта:

, (1.4)

де - Довжина бочки валка (додаток 1)

Число струмків на бочці валка;

У виразі (1.4) варіюються дві величини: . Отримане значення має відповідати умові (1.5). Таким чином, крім знаходження розмірів буртів, здійснюється підбір числа струмків на бочці.

Випуск калібру. Для забезпечення вільного виходу смуги з валків без защемлення ширина струмка повинна збільшуватися від дна до центру калібру. Тому бічні стінки калібру робляться похилими по відношенню до контуру геометричної фігури, що утворює калібр. Тангенс кута нахилу називається випуском калібру. Іноді випуск калібру виражають у відсотках.

Висота смуги -вертикальний характерний розмір виходить із валків смуги.

Ширина полоси -горизонтальний характерний розмір смуги, що виходить з валків.

Притуплення смугиу роз'єм калібру (рисунок 1.9) показує вертикальний розмір вільної від контакту з валками частини смуги, що прокочується.

Ширина та притуплення смуги є додатковими геометрично наочними параметрами, що описують важливу характеристику прокатки в калібрах. ступінь заповнення калібру металом. Ступінь заповнення визначається за такою формулою.

Сортамент круглого та квадратного профілю досить широкий завдяки великій різноманітності його вживання. Вироби квадратного перерізу (зі сталі) прокочуються зі стороною квадрата від 6 до 200 мм і більше, круглого перерізу – від 5 до 300 мм у діаметрі. Розміри (діаметри) від 5 до 9 мм відповідають дроту, що прокочується, на дротяних станах (катанка) ; інтервал їх розмірів через 0,5 мм. Розміри виробів від 8 до 380 мм прокочуються на дрібносортових станах з інтервалом через 1 та 2 мм; від 38 до 100 мм - на середньосортових станах з інтервалом через 2-5 мм і від 80 до 200 мм - на крупносортових станах з інтервалом через 5 мм. Більші розміри виробів прокочуються на рейкосалочному стані.

Найбільш зручними для прокату круглого профілю є овальні калібри (Далі "калібр" - "К.";), що чергуються з квадратними за системою квадрат-овал-квадрат (рис. 3.11, а)або за системою квадрат – ромб – квадрат (рис. 3.11, б); в обох випадках квадратні калібриу валках розташовані на ребрі. Подібний розподіл і чергування До. сприяє кращому обтисканню та опрацюванню всіх шарів металу.

При прокаті виробів, круглого перерізу діаметром від 5 до 20 мм виняткове застосування отримала система К. , що чергується, квадрат – овал (рис. 3.11, а). Прокат круглий діаметром більше 20 мм здійснюється в калібрах, що чергуються за системою квадрат-ромб (рис. 3.11 б). В обох системах загальними є три останні К. :

• передчистий квадрат;
• передчистовий овал;
• чистове коло.

Оскільки прокат здійснюється в гарячому стані, для отримання виробів необхідного діаметра (вимірювання якого проходить у холодному стані)розміри чистового калібру слід відкоригувати з урахуванням усадки.

У зв'язку з великою охолодною дією валків у вертикальному напрямку температурна усадка вертикального діаметра менше, ніж горизонтального. Коригування розмірів чистового До. забезпечується, якщо вертикальний діаметр калібру прийняти d в = 1,01 d x , а горизонтальний d г = 1,02 d x .

Зазор між валками, залежно від діаметра До. приймається в межах від 1 до 5 мм; радіус закруглення кутів валків біля зазору r становить 0,1d x (рис. 3.11, е).

Прокатку виробів квадратного перерізу здійснюють у калібрах системи, що чергується ромб-квадрат (рис. 3.11, в). Ця система найчастіше застосовується для прокатки квадратного профілю розміром понад 12 мм. Калібрування починають з визначення розмірів чистового До. з урахуванням неоднакової температурної усадки у вертикальному та горизонтальному напрямках. Для цього кут при вершині чистового калібру приймається рівним 90°30" або 181/360 рад (рис. 311 д).

Тоді вертикальна діагональ чистового К. d в = 1,41 С гір, а горизонтальна d г = 1,42 С гір, де С гір - сторона квадрата в нагрітому стані, що дорівнює 1,013 С н. Профіль, який вийшов з такого К. при застиганні матиме точну квадратну форму. Кути чистового квадратного К. не закруглюються. Зазор між валками приймають рівним від 15 до 30 мм.

Плоскі види прокату (листи, смуги) зазвичай прокочують у гладких циліндричних валках. Задана товщина прокату досягається зменшенням міжвалкового зазору. Прокатку сортових профілів здійснюють каліброваних валках, тобто. валках, що мають кільцеві проточки, відповідні конфігурації розкочування послідовно від заготовки до готового профілю.

Кільцевий виріз в одному валку називають струмком, а просвіт між двома струмками в парі валків, що розташовані один над одним з урахуванням зазору між ними - калібром (рис.8.1).

Зазвичай як вихідний матеріал використовують заготівлю квадратного або прямокутного перерізу. У завдання калібрування входить визначення форми, розмірів та кількості проміжних (перехідних) перерізів гуркоту від заготовки до готового профілю, а також порядку розташування калібрів у валках. Калібруванням валків називається система послідовно розташованих калібрів, що забезпечують отримання прокатних виробів заданої форми та розмірів.

Кордон струмків з обох сторін називається роз'ємом або зазором калібру. Він становить 0,5-1,0% від діаметра валків. Зазор передбачають компенсації пружних деформацій елементів робочої кліті, що виникають під впливом сили прокатки (т.зв. віддача, пружина кліті). При цьому міжосьова відстань збільшується від часток міліметра на листових станах до 5...10 мм - на обтискних. Тому при налаштуванні зазор між валками зменшують величину віддачі.

Ухил бічних граней калібру до вертикалі називається випуском калібру. Наявність ухилу сприяє центруванню гуркоту в калібрі, полегшує його прямолінійний вихід із валків, створює простір на розширення металу, забезпечує можливість відновлення калібру під час переточування (рис.8.2). Величину випуску визначають ставленням горизонтальної проекції бічної грані калібру до висоті струмка і виражають у відсотках. Для ящикових калібрів випуск становить 10...25%, для чорнових фасонних - 5...10%, для чистових - 1,0...1,5%.

У- ширина калібру біля роз'єму, b- ширина калібру в глибині струмка, h до- Висота калібру, h р- висота струмка, S- Зазор калібру.

Відстань між осями двох суміжних валків називається середнім або початковим діаметром валків. D c, тобто. це уявні діаметри валків, кола яких стикаються по твірній. Поняття середній діаметр входить зазор між валками.

Середня лінія валків - це горизонтальна лінія, що ділить навпіл відстань між осями двох валків, тобто. це лінія зіткнення уявних кіл двох валків рівного діаметра.

Нейтральна лінія калібру – для симетричних калібрів це горизонтальна вісь симетрії; для несиметричних калібрів нейтральну лінію знаходять аналітично, наприклад, шляхом знаходження центру тяжіння. Горизонтальна лінія, що проходить через нього, ділить площу калібру навпіл (рис.8.3). Нейтральна лінія калібру визначає положення лінії (осі) прокатки.

Діючий (робочий) діаметр валків - це діаметр валків по робочій поверхні калібру: . У калібрах з криволінійною або ламаною поверхнею діаметр, що катає, визначають як різницю і , де - середня висота, що дорівнює відношенню , - площа калібру (рис.8.4).

Ідеальним є варіант, коли нейтральна лінія калібру розташовується на середній лінії, тобто. вони збігаються. Тоді й сума моментів сил, що діють на смугу з боку верхнього та нижнього валків, однакова. При такому розташуванні смуга повинна виходити з валків горизонтально по осі прокатки. У реальному процесі прокатки умови на контактних поверхнях металу з верхнім і нижнім валком різні і передній кінець смуги непередбачено може піти вгору або вниз. Щоб уникнути подібної ситуації, смугу примусово згинають найчастіше вниз на проводку. Найпростіше це зробити за рахунок різниці катаючих діаметрів валків, яка називається тиском і виражається в міліметрах. DD, мм. Якщо , має місце верхній тиск, якщо - нижній.

У цьому випадку нейтральна лінія калібру зміщується із середньою лінією на величину х(див. рис.8.1) та , а . Віднімаючи другу рівність з першого, отримаємо . Звідки. Знаючи і можна легко визначити початкові та .

Наприклад, мм та мм. Тоді мм та мм.

Зазвичай на сортових станах застосовують верхній тиск приблизно 1%. На блюмінг зазвичай застосовують нижній тиск величиною 10 ... 15 мм.

У валках калібри поділяють друг від друга буртами. Щоб уникнути концентрації напруги у валках і розкочуванні грані калібрів і буртів відмінюють радіусами. У глибині струмка , а біля роз'єму .

8.2 Класифікація калібрів

Калібри класифікують за декількома ознаками: за призначенням, формою, розташуванням у валках.

За призначенням розрізняють обтискні (витяжні), чернові (підготовчі), передчистові та чистові (оздоблювальні) калібри.

Обтискні калібри використовують для витяжки розкочування за рахунок зменшення площі його поперечного перерізу зазвичай без зміни форми. До них відносять ящикові (прямокутні та квадратні), стрілчасті, ромбічні, овальні та квадратні (рис.8.5).

Чорнові калібри призначені до витяжки гуркоту з одночасним формуванням поперечного перерізу ближче до форми готового профілю.

Передчистові калібри безпосередньо передують чистовим і вирішальною мірою визначають отримання готового профілю заданої форми і розмірів.

Чистові калібри надають остаточної форми та розмірів профілю відповідно до вимог ГОСТ з урахуванням термічної усадки.

За формою калібри ділять на прості та складні (фасонні). До простих калібрів відносять прямокутні, квадратні, овальні та ін., до фасонних - кутові, балкові, рейкові та ін.

За розташуванням у валкахрозрізняють закриті та відкриті калібри. До відкритих відносять калібри, у яких роз'єми знаходяться в межах калібру, а сам калібр утворюється струмками, врізаними в обидва валка (див. рис.8.5).

До закритих відносять калібри, у яких роз'єми знаходяться поза межами калібру, а сам калібр утворюється врізом в одному валку та виступом в іншому (рис.8.6).

Залежно від розмірів перерізу профілю, діаметра валків, типу табору та ін. застосовують витяжні калібри в різних поєднаннях. Такі поєднання називають системами калібрів.

8.3 Системи витяжних калібрів

Систему ящикових (прямокутних) калібрів застосовують головним чином при прокатуванні прямокутних і квадратних заготовок зі стороною перерізу понад 150 мм на блюмінгах, обтискних та безперервних станах, у чорнових клітях сортових станів(Рис.8.7). Перевагою системи є:

-

можливість використання одного і того ж калібру для прокатки заготовок різних вихідних та кінцевих перерізів. З допомогою зміни становища верхнього валка змінюються розміри калібру (рис.8.8);

Порівняно невелика глибина врізу струмка;

Хороші умови для сходження окалини з бічних граней;

Рівномірна деформація за шириною заготовки.

До недоліків цієї системи калібрів можна віднести неможливість отримання заготовок правильної геометричної форми через наявність ухилів бічних граней калібрів відносно низькі коефіцієнти витяжок (до 1.3), одностороння деформація гуркоту.

Систему ромб-квадрат (див. рис.8.7-в) використовують у заготівельних та чорнових клітях сортових станів як перехідну від системи ящикових калібрів для отримання заготовок зі стороною квадрата менше 150 мм. Перевагою системи є можливість отримання квадратів правильної геометричної форми, значні разові витяжки (до 1.6). Недоліком системи є глибокі врізи у валки, збіги ребер ромба та квадрата, що сприяє їхньому швидкому охолодженню.

Система квадрат-овал (див. рис.8.7-г) краща для отримання заготовки зі стороною перерізу менше 75 мм. Використовується в чорнових та передчистових клітях сортових станів. Забезпечує витяжки до 1.8 за прохід, малий вріз овального калібру у валки, систематичне оновлення кутів гуркоту, що сприяє більш рівномірному розподілу температури, стійкість гуркотів у калібрах.

Крім названих застосовують системи ромб-ромб, овал-коло, овал-овал та ін.

8.4 Схеми калібрування простих профілів (квадратних та круглих)

Чорнові калібри валків для прокатки квадратних профілів можна виконувати в будь-якій системі, але останні три калібру переважно в системі ромб-квадрат. Кут при вершині ромба приймають до 120 0 . Іноді для кращого виконання кутів квадрата кут біля вершини ромба зменшують до прямого.

При прокатуванні квадратів зі стороною до 25 мм чистовий калібр будують у вигляді геометрично правильного квадрата, а при боці понад 25мм - горизонтальну діагональ приймають на 1...2% більше від вертикальної через температуру.

Чорнові калібри для прокатки круглих профілів також виконують у будь-якій системі, а останні три калібру – у системі квадрат-овал-коло. Сторону предчистового квадрата для невеликих кіл приймають рівною діаметру чистового кола, а середніх розмірів - в 1,1 разу більше діаметра кола.

Чистові калібри для кіл діаметром менше 25 м виконують у вигляді геометрично правильного кола, а для кіл діаметром більше 25 мм горизонтальну вісь застосовують на 1 ... 2% більше вертикальної. Іноді замість овалу, оформленого одним радіусом, застосовують плоский овал для більшої стійкості гуркоту в круглому калібрі.

На рис.8.9 представлені схеми калібрування валків табору 500, на яких наведені розглянуті вище системи витяжних калібрів у чорнових клітях, калібрування квадратних, круглих та інших профілів.

8.5 Особливості калібрування фланцевих профілів

,

де а г- розмір чистового профілю при температурі кінця прокатки,

а х- Стандартний розмір профілю;

Dа- Мінусовий допуск на розмір а х;

до- Коефіцієнт термічного розширення (усадки), рівний 1,012 ... 1,015.

Для великих профілів, у яких допуск явно перевищує величину термічної усадки, розрахунок калібрування ведуть на холодний профіль.

3. З метою досягнення максимальної продуктивності чернові калібри розраховують з урахуванням максимальних кутів захоплення з подальшим уточненням по міцності валків, потужності двигуна та ін. .е. при низьких значеннях коефіцієнта витяжки. Зазвичай у чистових калібрах m= 1,05 ... 1,15, в передчистових m = 1,15…1,25.

Загальна кількість проходів при прокатці на реверсивних станах, в клітях тріо, на станах лінійного типу має бути непарним, щоб останній прохід був у прямому напрямку.