Способ производства арматурного проката
Способ предназначен для получения на сортовых станах стального арматурного проката с винтовыми выступами для резьбового соединения. Способ включает многопроходное обжатие полосы в системе вытяжных калибров «овал-круг» с формированием в предчистовом проходе профиля в виде овала с вогнутыми длинными сторонами, в чистовом - круглого профиля с винтовыми выступами. Повышение качества и выхода годного винтового арматурного проката за счет исключения искажения формы достигается за счет формирования овала с отношением высоты к ширине в пределах 2,3-2,5, а в чистовом проходе - профиля в виде двух симметричных дуг одной окружности с радиусом, равным радиусу при вершине овала, сопряженных между собой прямолинейными участками, причем в этом проходе полосу обжимают с вытяжкой 1,3-1,5. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к прокатному производству и предназначено для получения на сортовых станах стального арматурного проката с винтовыми выступами для резьбового соединения.
Арматурный прокат с винтовыми выступами для резьбового соединения представляет из себя прутки круглого сечения с двумя симметрично расположенными лысками, на цилиндрической поверхности которых выполнены выступы, образующие разомкнутую винтовую трапециевидную резьбу. Данный вид арматуры используется в условиях, когда недопустимо применение сварки, а соединение арматурных стержней производят с помощью специальных гаек.
Известен способ производства арматурного проката, включающий многопроходное обжатие полосы в системе вытяжных калибров «овал-круг» с формированием в предчистовом проходе профиля в виде овала, а в чистовом проходе - круглого профиля с винтовыми выступами [1], [2].
Недостаток известных способов состоит в том, что они не обеспечивают получения винтового арматурного проката с неискаженной формой поперечного сечения. Это снижает качество и выход годного винтового арматурного проката.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ производства арматурного проката, включающий многопроходное обжатие полосы в системе вытяжных калибров «овал-круг» с формированием в предчистовом проходе профиля в виде овала с вогнутыми длинными сторонами, в чистовом - круглого профиля с винтовыми выступами, идущими по трехзаходной винтовой линии с двумя продольными ребрами - прототип [3].
Недостатки известного способа состоят в том, что при его использовании для производства винтового арматурного проката из-за искажения формы поперечного сечения полосы и винтовых выступов на ее поверхности происходит снижение качества и выхода годного винтового арматурного проката.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении качества и выхода годного винтового арматурного проката.
Для решения поставленной технической задачи в известном способе производства арматурного проката, включающем многопроходное обжатие полосы в системе вытяжных калибров «овал-круг» с формированием в предчистовом проходе профиля в виде овала с вогнутыми длинными сторонами, в чистовом - круглого профиля с винтовыми выступами, согласно предложению отношение высоты овала к его ширине составляет 2,3-2,5, а в чистовом проходе формируют профиль в виде двух симметричных дуг одной окружности с радиусом, равным радиусу при вершине овала, сопряженных между собой прямолинейными участками, причем в этом проходе полосу обжимают с вытяжкой 1,3-1,5. Кроме того, в проходе, предшествующем предчистовому, полосу обжимают в круглом калибре с вытяжкой 1,3-1,4 при коэффициенте заполнения калибра 0,85-0,89.
На чертеже показана последовательность изменения по проходам поперечного сечения полосы при производстве арматурного проката: 1 - после прохода, предшествующего предчистовому; 2 - после предчистового прохода в вертикальных валках с калибрами; 3 - после чистового в горизонтальных валках с калибрами.
Сущность изобретения состоит в следующем. В процессе производства арматурного проката требуется обеспечить получение круглого прутка с двумя симметрично расположенными плоскими гранями по всей его длине, а также винтовыми ребрами на обеих цилиндрических поверхностях прутка. Для этого при обжатии в чистовом проходе необходимо точно выполнить круглые участки профиля с одновременным вытеснением металла в винтовые канавки, нарезанные на круглых калибрах валков, и за счет свободного уширения металла в калибре получить плоские грани профиля. Благодаря тому, что в предчистовом проходе формируют профиль в виде овала с вогнутыми длинными сторонами и с радиусом закругления при вершинах овала, равным радиусу цилиндрических поверхностей прутка, прокатка в круглом чистовом калибре такого же радиуса повышает точность готового профиля. За счет обжатия в чистовом проходе с вытяжкой 1,3-1,5 овального профиля, у которого отношение высоты к ширине составляет 2,3-2,5, в круглый, во-первых, формируется полный профиль винтовых ребер, во-вторых, вогнутые длинные стороны овала за счет уширения металла переходят в плоские грани. Кроме того, при обжатии полосы в круглом калибре, предшествующем предчистовому, с вытяжкой 1,3-1,4 при коэффициенте заполнения калибра 0,85-0,90 формируют искаженный круглый профиль, высота которого превышает ширину. Это облегчает задачу полосы в предчистовой овальный калибр и улучшает выполнение формы предчистового овала.
Экспериментально установлено, что при вытяжке в проходе, предшествующем предчистовому, менее 1,3 или коэффициенте заполнения калибра менее 0,85 не обеспечивается получение оптимальной формы поперечного сечения полосы, что, в свою очередь, приводит к нарушению формы полосы в предчистовом и чистовом калибрах. Увеличение вытяжки более 1,4, как и коэффициента заполнения калибра более 0,90, ухудшает условия захвата в предчистовом калибре, что снижает выход годного.
При отношении высоты овала Н к его ширине В менее 2,3 не обеспечивается необходимая степень деформации для выполнения винтовых ребер в круглом калибре, что снижает качество и выход годного. Увеличение этого соотношения более 2,5 ведет к нарушению формы граней профиля в чистовом калибре и его переполнению.
Если вытяжка в чистовом проходе будет менее 1,3, то имеет место невыполнение формы винтовых ребер арматурного проката. Увеличение вытяжки более 1,5 приводит к искажению формы граней арматурного проката, переполнению калибра, снижению качества и выхода годной металлопродукции.
Примеры выполнения способа
Непрерывно литую заготовку квадратного сечения 100×100 мм из стали марки 25ГС нагревают в методической печи до температуры 1280°С и прокатывают за 8 проходов в полосу овального сечения. Затем полосу задают в горизонтальные валки с круглым калибром, где обжимают с вытяжкой λ9=1,35 при коэффициенте заполнения калибра К9=0,87, придавая ей форму поперечного сечения 1 (искаженный круглый профиль). Выходящую из горизонтальных валков полосу задают в вертикальные валки с овальным калибром (предчистовой проход), где ей придают форму поперечного сечения 2 в виде овала с вогнутыми длинными сторонами при отношении высоты овала Н к его ширине В, равном Н:В =2,4. Кроме того, радиус R закругления при вершинах овала равен радиусу винтового арматурного проката.
Затем овальную полосу задают в горизонтальные валки с круглым калибром, на котором выполнены винтовые канавки (чистовой проход) и при обжатии с вытяжкой λ11=1,4 придают арматурному прокату конечную форму поперечного сечения 3 в виде двух симметричных дуг одной окружности с радиусом R, сопряженных между собой прямолинейными участками.
Готовый арматурный прокат представляет из себя круглый пруток с двумя симметрично расположенными по всей его длине плоскими гранями и винтовыми ребрами на обеих цилиндрических поверхностях. Благодаря использованию данной технологии исключается образование дефектов винтовой арматуры, что повышает ее качество и выход годного Q.
Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблице.
| Таблица Режимы производства арматурного проката и их эффективность | ||||||
| № п/п | λ9 | К9 | Н/В | λ11 | Наличие дефектов | Q, % |
| 1. | 1,20 | 0,84 | 2,2 | 1,2 | невыполнение профиля | 76,4 |
| 2. | 1,30 | 0,85 | 2,3 | 1,3 | отсутств. | 99,4 |
| 3. | 1,35 | 0,87 | 2,4 | 1,4 | отсутств. | 99,8 |
| 4. | 1,40 | 0,90 | 2,5 | 1,5 | отсутств. | 99,5 |
| 5. | 1,50 | 0,95 | 2,6 | 1,6 | искажение профиля | 76,2 |
| 6. | 1,00 | 2,1 | 1,12 | невыполнение профиля | 74,9 |
Источники информации
1. Авт. свид. СССР №1242265, МПК В21В 1/16, 1986 г.
2. Патент Российской Федерации №2221654, МПК В21В 1/18, 2004 г.
3. А.П.Чекмарев и др. Калибровка прокатных валков. М.: Металлургия, 1971, с.216-219, 235-236 - прототип.
1. Способ производства арматурного проката, включающий многопроходное обжатие полосы в системе вытяжных калибров «овал-круг» с формированием в предчистовом проходе профиля в виде овала с вогнутыми длинными сторонами, в чистовом - профиля с винтовыми выступами, отличающийся тем, что отношение высоты овала к его ширине составляет 2,3-2,5, в чистовом проходе формируют профиль в виде двух симметричных дуг одной окружности с радиусом, равным радиусу при вершине овала, сопряженных между собой прямолинейными участками, при этом в чистовом проходе полосу обжимают с вытяжкой 1,3-1,5.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в проходе, предшествующем предчистовому, полосу обжимают в круглом калибре с вытяжкой 1,3-1,4 при коэффициенте заполнения калибра 0,85-0,89.
