Система калибров валков обжимного прокатного стана

 

Использование: изобретение относится к прокатному производству, а именно к системам калибров валков обжимного стана, преимущественно для производства заготовок, а также крупносортной стали, и может быть использовано на реверсивных обжимных прокатных станах. Сущность изобретения: задача, решаемая изобретением, состоит в стабилизации положения раската в диагональном квадратном калибре, исключении скручивания раската, поступающего из калибра, образованного ручьями корытообразной формы в их поперечном сечении, в диагональном квадратном калибре, упрощение манипуляций с раскатом (кантовок, поперечного перемещения и т.п.). Прокатка при использовании системы калибров, построенной с использованием изобретения, осуществляется следующим образом. Исходную заготовку квадратного или прямоугольного сечения нагревают в нагревательной печи обжимного стана и прокатывают в последовательно расположенных на бочках валков по их длине плоских и квадратном ящичном калибрах, с кантовками на 90^o между проходами. Раскат, поступающий из квадратного ящичного калибра, выполненного с выпуском 10 - 15% и сопряжениями плоских донных его поверхностей с боковыми гранями по радиусам R₁, кантуют также на 90^o и прокатывают в калибре, образованном рульями корытооюразной формы в их поперечном сечении. Этот калибр выполняют с перегибом в центральной части по оси симметрии калибра У-У, перпендикулярной осям валков, образованным симметричными уклонами донных поверхностей к плоскости X₁ - X₁, параллельной осям валков, равными 0,7 - 0,8 выпуска квадратного ящичного калибра. Выпуск корытообразного калибра выполняют равным 105 - 115%, а радиусы сопряжения R₂ донных его поверхностей с боковыми гранями, выполняют равными 1,15 - 1,50 радиусов сопряжения R₁ соответствующих поверхностей и граней, квадратного ящичного калибра. Полученный в этом калибре раскат, кантуют на 90^o и прокатывают в диагональном квадратном калибре. Полученная полоса квадратного сечения используется либо как полупродукт в дальнейшем переделе на мелкосортных станах, либо на этом же обжимном стане в последующих овальных и круглых калибрах перекатывается в круглую заготовку. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к способам калибровки валков обжимного стана, преимущественно для производства заготовок, а также крупносортной стали, и может быть использовано на реверсивных обжимных прокатных станах.

Известны системы калибров валков обжимного стана, включающие последовательно расположенные на бочках валков по их длине плоские ящичные калибры, квадратный ящичный калибр с выпуском 10-15% и сопряжениями плоских донных его поверхностей с боковыми гранями, выполненными по радиусам, ромбический калибр (калибр, образованный ручьями корытообразной формы в их поперечном сечении) и диагональный квадратный калибр [1] Недостатком известной системы калибров является повышенная склонность к скручиванию раската, поступающего из ромбического калибра (калибра, образованного ручьями корытообразной формы в их поперечном сечении), в диагональном квадратном калибре, что приводит к снижению качества готового проката. Это обусловлено тем, что раскат, поступающий из квадратного ящичного калибра в процессе работы (например, вследствие износа этого калибра) теряет диагональную симметрию, т.е. принимает форму сечения, близкую к прямоугольной. Указанное обстоятельство приводит к невыполнению ромба, поступающего из ромбического калибра, т.е. ромб, полученный в этом калибре, также теряет диагональную симметрию. Прокатка такого раската в диагональном квадратном калибре приводит к его скручиванию в нем, что кроме снижения качества готового проката затрудняет манипуляции с раскатом (кантовки, поперечное перемещение и т. п.), увеличивает время цикла прокатки и снижает, тем самым технико-экономические показатели работы стана.

В качестве прототипа принята система калибров валков обжимного стана, включающая последовательно расположенные вдоль бочек валков плоские ящичные калибры, у которых дно выполнено выпуклым в форме тупого угла с вершиной на оси калибра, квадратный ящичный калибр с выпуском 10-15% и радиусным сопряжением его боковых граней с плоским дном, калибр, образованный ручьями корытообразной формы, и диагональный квадратный калибр [2] Прокатка при использовании известных систем калибров, в том числе прототипа, осуществляется следующим образом. Исходную заготовку прокатывают в последовательно расположенных на бочках валков по их длине плоских ящичных калибрах с перегибом донных поверхностей их ручьев относительно вертикальной оси калибра в сторону боковых стенок и квадратном ящичном калибре, с кантовками на 90^o между проходами. Перегиб донных поверхностей ручьев плоских ящичных калибров относительно вертикальной оси калибра в сторону боковых стенок придает устойчивость раскату при, движении по рольгангу, обеспечивает простор для уширения в последующем калибре после кантовки раската, уменьшает удары раската о валки при захвате. Раскат, поступающий из квадратного ящичного калибра кантуют на 45^o прокатывают в ромбическом калибре (калибре, образованном ручьями корытообразной формы в их поперечном сечении). Полученный в этом калибре ромб, кантуют на 96^o и прокатывают в диагональном квадратном калибре. Полученная полоса квадратного сечения используется либо как полупродукт в дальнейшем переделе на мелкосортных станах, либо на этом же обжимном стане в последующих овальном и круглом калибрах перекатывается в круглую заготовку.

Недостатком прототипа является снижение качества готового проката и технико-экономических показателей работы стана из-за повышенной склонности к скручиванию раската, поступающего из калибра, образованного ручьями корытообразной формы в их поперечном сечении, в диагональном квадратном калибре, обусловленной образованием в процессе работы, например, вследствие износа квадратного ящичного калибра, диагональной асимметрии сечения проката, полученного при этом, а также в последующем калибре, образованном ручьями корытообразной формы.

Задача, решаемая изобретением, состоит в стабилизации положения раската в диагональном квадратном калибре, исключении скручивания раската, поступающего из калибра, образованного ручьями корытообразной формы в их поперечном сечении, в диагональном квадратном калибре, упрощение манипуляций с раскатом (кантовок, поперечного перемещения и т.п.) Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в повышении качества готового проката и технико-экономических показателей работы стана за счет исключения скручивания раската в диагональном квадратном калибре.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в системе калибров валков обжимного прокатного стана, включающей последовательно расположенные вдоль бочек валков плоские ящичные калибры, у которых дно выполнено выпуклым в форме тупого угла с вершиной на оси калибра, квадратный ящичный калибр с выпуском 10-15% и радиусными сопряжениями его боковых граней с плоским дном, калибр, образованный ручьями корытообразной формы, выполнен с вогнутым дном в форме тупого угла с вершиной на оси калибра и уклонами сторон, равными 0,7-0,8 выпуска квадратного калибра, и с выпуском, равным 105-115% а радиусы сопряжения дна с боковыми гранями этого калибра равны 1,15-1,50 радиусов сопряжений аналогичных элементов квадратного калибра.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена система калибров валков для прокатки круга диаметром 80; на фиг. 2 схема квадратного ящичного калибра, с выпуском 10-15% и сопряжениями плоских донных его поверхностей с боковыми гранями, выполненными по радиусам; на фиг. 3 схема калибра, образованного ручьями корытообразной формы в их поперечном сечении.

Прокатка при использовании системы калибров, построенной с использованием изобретения, осуществляется следующим образом. Исходную заготовку квадратного или прямоугольного сечения нагревают в нагревательной печи обжимного стана и прокатывают в последовательно расположенных на бочках валков 1 и по их длине плоских 2-4 ящичных калибрах с кантовками на 90^o между проходами (фиг. 1). Наличие перегиба донных поверхностей ручьев плоских ящичных калибров относительно вертикальной оси калибра в сторону боковых стенок придает устойчивость раскату при движении по рольгангу, обеспечивает простор для уширения в последующем калибре после кантовки раската, уменьшает удары раската о валки при захвате. Полученный в плоских ящичных калибрах раскат кантуют на 90^o и прокатывают в квадратном ящичном калибре 5. Раскат, поступающий из квадратного ящичного калибра 5 (фиг. 2), выполненного с выпуском 10-15% и сопряжениями плоских донных его поверхностей с боковыми гранями, выполненными по радиусам R₁, кантуют также на 90^o и прокатывают в калибре 6, образованном ручьями корытообразной формы в их поперечном сечении (фиг. 3). Этот калибр 6 выполняют с перегибом в центральной части по оси симметрии калибра Y-Y, перпендикулярной осям валков, образованным симметричными уклонами донных поверхностей к плоскости X₁-X₁, параллельной осям валков, равными 0,7-0,8 выпуска квадратного ящичного калибра 5 (8,2-9,4%). Выпуск калибра 6 (фиг. 3) выполняют равным 105-115% а радиусы сопряжения R₂ донных его поверхностей с боковыми гранями, выполняют равными 1,15-1,50 радиусов сопряжения R₁ соответствующих поверхностей и граней квадратного ящичного калибра 5 (фиг. 2). Полученный в этом калибре раскат кантуют на 9^o и прокатывают в диагональном квадратном калибре 7. Полученная полоса квадратного сечения используется либо как полупродукт в дальнейшем переделе на мелкосортных станах, либо на этом же обжимном стане в последующих овальных 8 и круглых 9 калибрах перекатывается в круглую заготовку.

Выполнение калибра 6, образованного ручьями корытообразной формы в их поперечном сечении (фиг. 3) с перегибом в центральной части по оси симметрии калибра, перпендикулярной осям валков, образованным симметричными уклонами донных поверхностей к плоскости, параллельной осям валков, и с указанными соотношениями параметров калибра 6, позволяет стабилизировать положение раската в диагональном квадратном калибре, исключить его скручивание на выходе из этого калибра за счет предупреждения потери раскатом, сформированным в калибре 6 (фиг. 3), диагональной симметрии. Это обеспечивается даже в том случае, когда раскат, поступающий из предыдущего квадратного ящичного калибра, не имеет диагональной симметрии или теряет ее, т.е. принимает форму сечения, близкую к прямоугольной. Кроме того, существенно упрощаются манипуляции с раскатом (кантовки, поперечное перемещение при передаче из калибра в калибр и т. п. ) за счет устранения кантовок на 45^o, как это имеет место в прототипе.

Если симметричные уклоны донных поверхностей калибра 6 к плоскости X₁-X₁, параллельной осям валков, выполнить меньшими 0,7 выпуска квадратного ящичного калибра 5 не будет обеспечено заполнение калибра 6; если эти уклоны выполнить большими 0,8 выпуска квадратного ящичного калибра 5 снижается поперечная устойчивость раската в калибре 6 при прокатке, следствием чего является скручивание раската на выходе из этого калибра. Указанные обстоятельства снижают качество готового проката.

Если выпуск калибра 6 (фиг. 3), выполнить меньшим 105% снизится устойчивость раската в последующем диагональном квадратном калибре 7; если выпуск калибра 6 выполнить большим 115% не будет обеспечено заполнение последующего калибра 7, следствием чего также является снижение качества готового проката.

Если радиусы сопряжения R₂ донных поверхностей калибра 6 (фиг. 3) с его боковыми гранями выполнять меньшими 1,15 радиусов сопряжения R₁ соответствующих поверхностей и граней квадратного ящичного калибра 5 (фиг. 2), увеличится интенсивность износа калибра 6 в местах сопряжения донных его поверхностей с боковыми гранями; если радиусы сопряжения R₂ выполнять большими 1,50 радиусов сопряжения R₁ снизится поперечная устойчивость раската в калибре 6. Указанные обстоятельства также снижают качество готового проката.

Система была опробована на обжимном стане 850 Белорусского метзавода. Параметры калибров валков обжимного стана, в частности, калибра 6, были установлены экспериментальным путем. В процессе проведения экспериментов варьировались уклоны донных поверхностей калибра 6 (фиг. 3) к плоскости X₁-X₁, параллельной осям валков, выпуск этого калибра, а также радиусы сопряжения R₂ донных поверхностей калибра 6 с его боковыми гранями. Условиями выбора оптимальных параметров калибров валков обжимного стана, в частности калибра 6, являлись: стабилизация положения раската в диагональном квадратном калибре, исключение его скручивания на выходе из этого калибра; заполнение калибров валков обжимного стана на всех стадиях процесса прокатки; предупреждение повышенного износа калибров.

Отдельные результаты исследований по определению оптимальных параметров калибровки валков обжимного стана представлены в таблице.

Анализ полученных результатов (см. таблицу) показывает, что выполнение симметричных уклонов донных поверхностей калибра 6 к плоскости X₁-X₁, параллельной осям валков меньшими 0,7 выпуска квадратного ящичного калибра 5 (a₂/a₁<0,7) не обеспечивает заполнение калибра 6; выполнение этих уклонов большими 0,8 выпуска квадратного ящичного калибра 5 (a₂/a₁>0,8) снижает поперечную устойчивость раската в калибре 6 при прокатке, следствием чего является скручивание раската на выходе из этого калибра. К этому же приводит выполнение радиусов сопряжения R₂ донных поверхностей калибра 6 с его боковыми гранями большими 1,50 радиусов сопряжения R₁ (R₂/R₁>1,50). Поперечная устойчивость раската при прокатке в последующем диагональном квадратном калибре 7 не обеспечивается при выполнении выпусков калибра 6 меньшими 105% а выполнение выпусков 6 большими 115% не обеспечивает заполнение последующего калибра 7. Наконец выполнение радиусов сопряжения R₂ донных поверхностей калибра 6 с его боковыми гранями, меньшими 1,15 радиусов сопряжения R₁ (R₂/R₁>1,15) увеличивает интенсивность износа калибра 6 в местах сопряжения донных его поверхностей с боковыми гранями. Указанные обстоятельства снижают качество готового проката.

Реализация системы калибров валков обжимного стана позволяет повысить качество готового проката и технико-экономические показатели работы стана за счет исключения скручивания раската в диагональном квадратном калибре. Кроме того, при реализации существенно упрощаются манипуляции с раскатом (кантовки, поперечное перемещение при передаче из калибра в калибр и т.п.) за счет устранения кантовок на 45^o, как это имеет место в прототипе.

Формула изобретения

Система калибров валков обжимного прокатного стана, содержащая последовательно расположенные вдоль бочек валков плоские ящичные калибры, у которых дно выполнено выпуклым в форме тупого угла с вершиной на оси калибра, квадратный ящичный калибр с выпуском 10 15% и радиусными сопряжениями его боковых граней с плоским дном, калибр, образованный ручьями корытообразной формы, и диагональный квадратный калибр, отличающаяся тем, что калибр, образованный ручьями корытообразной формы, выполнен с вогнутым дном в форме тупого угла с вершиной на оси калибра и уклонами сторон, равными 0,7 0,8 выпуска квадратного калибра, и с выпуском, равным 105 115% а радиусы сопряжения дна и боковых граней этого калибра равны 1,15 1,50 радиусов сопряжений аналогичных элементов квадратного калибра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4