Система ящичных сопряженных калибров

 

Использование: при прокатке заготовок в системе ящичных калибров трехвалкового стана, с кантовкой раската при передаче его из калибров верхнего горизонта в калибры нижнего горизонта. Сущность изобретения: ящичные калибры выполнены с прилегающими к боковым стенкам калибров участками дна, имеющими уклон в сторону середины калибра. При этом угол наклона этих участков к горизонтали в калибрах нижнего горизонта равен углу наклона.к вертикали боковых стенок предшествующих калибров верхнего горизонта, а калибров верхнего горизонта - углу наклона боковых стенок следующих калибров нижнего горизонта , 5 ил.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК

° .. Ж,, 1821249 А1 (5Ц5 8 21 В 1/02

ГосудАРстВеююе пАтентное

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСРАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1 2 (21) 4932019/27 . : . стана, с кантовкой раската при передаче его (22) 29.04.91 .: . иэ калибров верхнего горизонта в калибры (46) 15.06,93, Бюл. М 22 нижнего горизонта, Сущность изобретения: .(71) Кузнецкий металлургический комбинат ящичные калибры выполнены с прилегаюим. В;И.Ленина . щими к боковым стенкам калибров участка-. (72) В.В.дорофеев, И.А.Шарапов, В.С,Мла- ми дна, имеющими уклон в сторону

: рамзин, Е;М,Пятайкин и Е.А,Нюняев середины калибра. При этом угол наклона (56) Полухин П.И. и др. Прокатное производ- этих участков к горизонтали в калибрах нижство, М„Металлургиздат, 1960, с.259," него горизонта равен углу наклона к вертирис.162.. - . кали боковых стенок предшествующих (54) СИСТЕМА ЯЩИЧНЫХ СОПРЯЖЕН- . калибров верхнего горизонта, а калибров

НЫХ КАЛИБРОВ . верхнего горизонта — углу наклона боковых (57) Использование: при прокалтке заготовок стенок следующих калибров нижнего горив системе ящйчйых калибров трехвалкового зонта, 5 ил, Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в прокатном производстве при проектировании и эксплуатации клетей трио с сопряженными калибрами.

Цель изобретения — обеспечить повы. шение стойкости, восстановимости калибров, прочности валков, а также устойчивости прокатки, качества продукции и увелюения производительности, На фиг,1 изображена предлагаемая система ящичных сопряженных калибров в клети трио; на фиг.2- нижний ручей калибра нижнего горизонта в известной системе.

Позициями 1-4 обозначены калибры по ходу прокатки.

Раскат из.калибра 2 верхкего горизонта валков после кантовки,на 90 поступает в; калибр 3. Тонкими сплошными линиями на калибре 3 показано наложение раската иэ калибра 2 в момент захвата его в нижнем ручье калибра 3. Для упрощения калибр 2 Г показан симметричным относительно горизонтальной оси.

Ширина калибров 2 и 3 по разъему валков обозначена соответственно В и Вз, дли- Я . на наклонных участков дна этих калибров по . горизонтали, прилегающих к боковым стен- кам и имеющих наклон в сторону уменьшения глубины ручья к боковой стенке — QQ соответственно в и вз, углы наклона к вер- с,, тикали боковых стенок в калибре 2 и .в д нижнем ручье калибра 3 — соответственно

rpz и фзн, углы наклона участков дна ручьев этих калибров к горизонтали соответственноф и/3зн. высота ручьев в калибрах соответственно hz u haI-I, высота калибра 2-Н2, ширина калибра 2 по предполагаемому аа- ики полнению b,р; радиусы сопряжения дна с ь боковыми стенками калибра соответственно г и гзн, 8 калибре 2 расстояние от бурта калибра до точки пересечения боковой стенки ручьев с предполагаемой шириной калибра по-заполнению обозначено hz, а

1821249 расстояние от этой точки до дна калибра

hg", В калибре 3 расстояние от бурта нижнего ручья калибра до точки пересечения боковой грани этого ручья с боковой гранью раската из калибра 2 во время за- 6 хвата его в нижнем ручье калибра пзн, а расстояние от этой точки до дна ручья пзн". На фиг.2 в несколько утрированной форме показано по известной системе построение нижнего ручья калибра 3 (тол- 10 стой линией) и пост (пающего в него раската из калибра 2, т.е. без наклонных участков дна ручьев в момент захвата (показано тонкой сплошной линией), и в момент соприкосновения раската с дном 16 калибра (показано тонкой пунктирной линией).

При этом наглядно показано, что в момент захвата раската из калибра 2 он не 20 доходит до дна калибра 3 на величину "у", что ухудшает условия захвата, устойчивость полосы в калибре и увеличивает износ боко-; . вых стенок калибра.

В момент, когда раскат достигает дна 26 калибра, боковые стенки ручья калибра 3 должн Ф произ вести обжатия раската с каждой стороны на величину "Ф". Для того, чтобы захват раската в ручье происходил одновременно по дну и боковым 30. стенкам, необходимо, чтобы во время захвата величины "Ф" и "уи были равны нулю, что в.известной системе осущществить невозможно, Для выполнения принципа одновре- 36 менного касания поступающим раскатом дна и боковых стенок нижнего. ручья в нижнем ящичном калибре и известной системе ящичных сотпряжейных калибров выведена зависимость по определению 4о радиуса сопряжения дна и боковой стенки нижнего ручья нижнего калибра в зависимости от угла наклона боковой стенки, ширины по разъему валков, высоты этого ручья, а также от высоты пред- "5

ыдущего ящичного калибра в верхнем горизонте валков.

Соответствующими должны быть и радиусы поступающей заготовки.

Для выполнения принципа одновре- 60 менного касания поступающим раскатом боковых стенок и участков дна нижнего ручья в нижнем ящичном калибре 3 по предлагаемой системе на основании фиг.1 выведены зависимости для опреде- 55. ления размеров по горизонтали наклонных участков дна калибров в верхнем и нижнем горизонте валков (см. формулы (2) и (3)). гз,нВз — Н2 (лв н 2 ) (tg p3,н + сов (РЗ н )

1 + tg рз.н 2

Вз -Н2

1 2 = пзH — )

2tg ф3н (2) — (».н креон — — ) . (3)

Конкретный пример построения системы сопряженных ящичных калибров.

На этом примере рассмотрим различие системы предлагаемой и существующей, Обозначения элементов калибров приняты в соответствии с прилагаемыми фигурами.

А) Известная система.

Калибр 2. . Ширина калибра по разьему валков—

82=. 346 мм

Ширина калибра по заполнению

Ьз,2- 330 мм

Высота калибра Нг= 260 мм

Уклон боковых граней tg = 0,25 = 25$

Радиус закругления по дну г2 = 45 мм

Н2 — t

Высота ручьев калибра»=

260 -10

= 125 мм.

Калибр 3.

Ширина калибра по дну нижнего валка — 0,95хН2 = 247 мм

Ширина калибра по разъему валков—

Вз-292 мм

Уклон боковых граней нижнего ручья калибра — tg рз,н= 0,15 = 15

Радиус закругления по дну калибра — . гз,наи 45 мм

Высота нижнего ручья — hg,н= 153 мм

Рассмотрим положения раската той же ширины в этом калибре при увеличенном уклоне боковых граней нижнего ручья, равном, например,25/,(Большиеуклоныбоко-вых граней нижнего ручья сопряженных ящичных калибров иметь нецелесообразно, т.к. в таких калибрах резко ухудшается устойчивость полосы).

1) Увеличение уклона за счет увеличения ширины калибра по разъему, ширина по дну калибра остается прежней, 8 этом случае ширина калибра по разъему увеличивается на 30 мм.

Для выполнения условия одновременного касания pBGKBTQM дна и боковых стенок

1821249 (1зз — (222-"-з : ) (ooo + oooo> (2 О.зз

39

1 +О, l23

1, маа.

Недостатками увеличения уклонов боковых граней таким способом являются: 10 а) уменьшение ширины буртов между калибрами; б) уменьшение радиусов закругления внутренних углов калибров, что резко увеличивает концентрацию напряжений в опас- 15 ном сечении валка; в) ухудшение устойчивости полосы, так как бурт не поддерживает прокатываемую полосу;

2) Увеличение уклона за счет уменьше- 20 ийя ширины по дну ручья калибра (в этом случае ширина по разъему калибра остается прежней).

Для того, чтобы сохранить условие одновременного касания раскатом той же ши- 25 рины диа и боковых стенок калибра, определим по формуле (1) необходимые закругления углов нижнего ручья калибра. (346 — 330 }

2 0,25

В этом случае радиус закругления нижнего ручья калибра оказывается намногО больше, чем по рекомендации (радиусы эз- 35 кругления внутренних углов принимают s пределах 10-20% от ширины калибра).

Для того, чтобы оставить радиус закругления калибра прежним, необходимо . уменьшить высоту предыдущего калибра на

24 мм.

Недостатком увеличения уклонов боковых граней при существующей системе калибров в этом случае оказывается; а) неустойчивость полосы нз рольгзнге ввиду больших радиусов или уменьшения ширины раската; б) неустойчивость полосы в калибре, в) значительное увеличение обжатия полосы s предыдущем калибре верхнего горизонта валков.

Таким образом, при выполнении усло- . вия одновременного касания диа и боковых стенок ручьев калибра раскатом во время захвата, при увеличении угла наклона боковых стенок калибра требуется: в одном слу-. чае резко увеличить ширину калибра по разьему и уменьшить радиус закругления внутренних углов калибра, э в другом случае резко увеличить радиус закругления углов

Использование предлагаемой системы ящичных сопряженных калибров по сравнению с существующими калибрами обеспе40 чивает следующие преимущества.

Увеличение стойкости и улучшение восстановимости калибров достигаются следующим образом. Увеличение выпуска боковых граней нижнего валка в 15% до

45 25% увеличивает продолжительность работы на этом калибре и уменьшает съем металла с валков при переточках, что увеличивает количество переточек валков, а следовательно, увеличивает их стойкость и улучша50 ет .восстэиовимость. Особенно наглядно увеличение стойкости калибров по предлагаемой системе в сравнении с существующей вытекает из того, что в известных калибрах, при прочих равных условиях боко55 вые стенки калибра должны производить дополнительную обработку поступающего . раската по ширине (отмечено иа фиг.2 величиной "Фм}.

Повышение прочности валков достаетоа таким образом. калибра в момент захвата определим по формуле (1) радиус закругления углов нижнего ручья калибра. (153 - 2. 02 — ) (0,25 +0,9701)

292 -260

25Н м 1+0,123 . - 907мм калибра и поступающего раската или уменьшить ширину раската.

Б) Предлагаемая система. . Так кзк, как и по существующей системе, расче ы проведены иа примере, тех жв калибров.

Калибр 2.

Все размеры примем одинаковыми с существующими. Величину наклонных участков калибра 2.определим по приведенной выше формуле (2} — (фиг.1).

=((53 — 202 260 )—

2 0,25 — ((250,25 — )-65,75 мм

346 — 330

Калибр 3.

Размеры высоты нижнего ручья, ширины flo разъему, радиуса закругления в стыке днз с боковой поверхностью ручья примем одинаковые с существующей системой. Уклон боковых граней нижнего ручья примем равным tg з,н = 0,25 или 25%.

Тогда ширина нижнего ручья по дну составит 216 мм (см, фиг.1).

Величину наклонных участков диэ ка-. либра 3 определим по формуле (3). (153 0,25 ) =- = 70,! 5 мм

1821249

Опасным сечением в валках с ящичными калибрами является место сопряжения радиуса с дном калибра. 8 этом месте име- ется наименьшая площадь сечения валка и концентрация напряжений при его изгибе и 5 кручении. При использовании изобретения повышение прочности валков достигается за счет того, что по краям калибра диаметры . валков становятся больше, а радиус сопряжение наклонных участков дна с дном ка- 10 либра берется в 2-3 раза больше, чем в калйбре без наклонных участков и - (2 — 3)г.

Особенно этот момент имеет большое значение при расположении калибра ближе к середине бочки валка. 15 Повышение устойчивости прокатки и качества продукции достигается за счет: того, что раскат из калибра верхнего горизонта надежно центрируется в нижнем . ручье нижнего калибра боковыми наклон- 20 ными участками. Это обеспечивает устойчивость прокатки даже в случае различной ширины ручьев, составляющих калибр верхнего горизонта. Различная же ширина ручьев в сопряженных ящичных калибрах, 25 как показано выше, является необходи-. мой. Обычная система калибров не обеспечивает таких условий устойчивости раската.

Увеличейие пройзводительностидости- 30 гаетсв 33 счет увеличения стойкости isw6ров, улучшения условий захвата йолосы и надежного удерживания раската калибром от сваливания.

Формула изобретения

Системе ящичных сопряженных «алибров трехвалковых клетей с ручьями калибров, образованными наклонными боковыми стенками. радиусно сопряженными с дном, имеющим уменьшенную ширину в нижнем ручье калибров нижнего горизонта, с расположением калибров, предусматривающим кантовку раската при передаче его из калибров верхнего горизонта в калибры нижнего горизонта, о т л и ч а ю щ э я с я тем, что, с целью повышения стойкости и восстановимости калибра, прочности валков, устойчивости прокатки, качества проката и производительности, участки дна ручьев калибра, прилегающие к боковым стенкам, выполнены с уклоном в сторону середины калибра, причем угол наклона этих участков к горизонтали в калибрах верхнего горизонта равен углу наклона к вертикали боковых стенок нижних ручьев следующих по ходу прокатки калибров нижнего горизонта, а в последних угол наклона участков дна к горизонтали равен углу наклона боковых стенок к вертикали верхних ручьев предшествующих калибров верхнего горизрнта.

1821249 е

1, о

Составитель 6.6ейнфест

Техред М.Моргентал Корректор,.C,Юско

Редактор

Производственно-издетельский коибиивт "Патент", т. узтгорбд, ул.Гегзринв, 101

Заказ 2080 Тираж . - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям при ГКНТ. СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5