Способ профилирования равнополочных швеллеров

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству сортовых гнутых профилей. Осуществляют последовательно по проходам подгибку вверх краевых элементов полосы на заданные углы в каждом проходе с образованием полок профилей. Причем в каждом проходе принимают соответствующие углы подгибки. Уменьшается расход валков и трудозатрат за счет сокращения числа проходов при профилировании.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве гнутых равнополочных швеллеров.

При изготовлении равнополочных швеллеров используют два вида профилирования: непрерывное, когда полоса одновременно формуется во всех клетях стана и уже готовые швеллеры разрезаются на мерные длины, и поштучное, когда предварительно разрезанная на мерные длины полоса формуется одновременно в таком количестве клетей, которое соответствует длине отдельных штук заготовки. Технология профилирования швеллеров описана, например, в книге под ред. И.С.Тришевского «Производство гнутых профилей. Оборудование и технология», М.: Металлургия, 1982, с.243-250.

Известен способ профилирования преимущественно швеллеров с перегибом элемента профиля по меньшей мере в одном из переходов, при котором технологическому перегибу подвергают часть полки с шириной, определяемой из конкретной зависимости, и на угол, зависящий от суммарных углов подгибки в третьем и четвертом проходах, а выпрямление осуществляют в двух последних проходах (см. а.с. СССР №1754267, кл. B21D 5/06, опубл. в БИ №30, 1992 г.). Однако этот способ непригоден для изготовления швеллеров толщиной 8 мм и более.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология профилирования равнополочных швеллеров, приведенная в книге А.П.Чекмарева и В.Б.Калужского «Гнутые профили проката», М.: Металлургия, 1974, с.104-105 и рис.17.

Эта технология профилирования путем последовательной по проходам подгибки вверх краевых элементов полосы на заданные углы в каждом проходе с образованием полок профилей характеризуется тем, что формообразование швеллера осуществляется в 11 клетях стана с максимальным углом подгибки за один проход, равным 14°. Эта технология непригодна для получения швеллеров из полосовой заготовки толщиной 6…8 мм. Для формовки таких швеллеров потребуется большее число клетей (с тем, чтобы угол подгибки за один проход был не более 10…12°), что повысит расход валков и трудозатраты.

Технической задачей настоящего изобретения является уменьшение расхода валков и трудозатрат за счет сокращения числа проходов при профилировании.

Для решения этой задачи в предлагаемом способе профилирования равнополочных швеллеров путем последовательной по проходам подгибки вверх краевых элементов полосы на заданные углы в каждом проходе с образованием полок профилей при формовке швеллеров толщиной S=8 мм с шириной полок В=(18…21)S в первом и предчистовом проходах углы подгибки α за проход принимают равными 8°, во втором и третьем проходах принимают α=10°, а в последующих проходах, за исключением предчистового, - α=13°.

Рекомендуемые параметры способа получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации величин углов подгибки и их последовательности по проходам. В результате этого появилась возможность повысить величину углов подгибки до 13° (за один проход) без появления наиболее опасного дефекта профилирования - трещинообразования на внешних сторонах мест изгиба.

Опытную проверку предлагаемого способа осуществляли на

профилегибочном стане 2÷8×100÷600 (с поштучным процессом профилирования) ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью при профилировании швеллеров размерами Н×В×S (Н -высота стенки профиля, В - ширина его полок, S - толщина): 180×145×8, 200×160×8 и 220×170×8, т.е. с величинами B/S в пределах ~ 18…21, варьировали величины углов подгибки α и их последовательность по отдельным клетям стана. Количество формующих проходов при этом изменялось от 8 (при наибольших величинах углов подгибки α) до 10 (при наименьших величинах углов подгибки за проход).

Результаты опытов оценивали по выходу бездефектных швеллеров (т.е. без трещинообразования в местах изгиба) и по расходу валков при профилировании.

Наилучшие результаты (выход бракованных профилей в пределах 0,10…0,12% при оптимальном расходе валков) получены с использованием заявляемого способа и профилировании швеллеров в девяти формующих клетях. Отклонения от рекомендуемых параметров способа ухудшали достигнутые показатели.

Так, например, профилирование за восемь проходов с максимальными величинами углов подгибки α=14° привело к росту отбракованного проката до 0,8…1,6% (во всех случаях из-за появления трещин). Профилирование за десять проходов уменьшило количество бракованных швеллеров, но повысило расход валков на 10%, что повысило трудозатраты на формовку. Изменение рекомендуемой последовательности углов подгибки по проходам (при α_max=13°) приводило в отдельных случаях к ухудшению геометрии профилей (в частности, к появлению волнистости по кромкам полок швеллеров), что вызывало необходимость перенастройки стана (с его остановками) и повышало трудозатраты.

Технология профилирования швеллеров, взятая в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не использовалась, так как она предусматривает применение углов подгибки за проход до 14°, что, как показали наши опыты, недопустимо для швеллеров с S=8 мм независимо от количества формующих клетей. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Технико-экономические исследования показали, что внедрение настоящего изобретения на профилегибочных станах с поштучным процессом формовки, аналогичных стану 2÷8×100÷600 ОАО «ММК», позволит уменьшить расход валков на данном сортаменте швеллеров не менее чем на 10% с соответствующим сокращением трудозатрат.

Пример конкретного выполнения

На профилегибочном стане 2÷8×100÷600 формуется швеллер 200×160×8 мм из стали 3 пс.

Профилирование осуществляется в девяти клетях по режиму (указаны углы подгибки полок, получаемые после каждого из девяти проходов):

0°→8°→18°→28°→41°→54°→67°→80°→88°→90°

Величина углов α, таким образом, составляет:

I (номер прохода) - 8°, II - 10°, III - 10°, IV - 13°, V - 13°, VI - 13°, VII - 13°, VIII -8°, IX-2°.

Соотношение B/S=160:8=20.

Способ профилирования равнополочных швеллеров толщиной S=8 мм с шириной полок B=(18…21)S путем последовательной по проходам подгибки вверх краевых элементов полосы на заданные углы в каждом проходе с образованием полок профилей, в котором в первом и предчистовом проходах углы подгибки α за проход принимают равными 8°, во втором и третьем проходах принимают α=10°, а в последующих проходах, за исключением предчистового, - α=13°.