Способ непрерывной прокатки двутавровых профилей

Способ непрерывной прокатки двутавровых профилей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОКАТКИ ДВУТАВРОВЫХ ПРОФИЛЕЙ, включающий последовательную деформацию заготовки в горизонтальных закрытых черновых балочных калибрах, имеющих чередующиеся уклоны по наружным граням фланцев , и промежуточное осаживание в вертикальных балочных калибрах, причем в процессе прокатки осуществляют чередование обработки открытых и закрытых фланцев, а открытые фланцы подгибают перед задачей в следующий калибр , а также деформацию заготовки в чистовых универсальных балочных калибрах , отлич ающийся тем, что, с целью обеспечения благоприятных условий входа полосы в валки и исключения окова ею валков на выходе. из калибра, а также увеличения интенсивносзги обжатия фланцев,в вертикальном осаживающем калибре, следующем § за разрезным калибром,боковым граням сл фланцев придают уклоны, соответствуют щие уклонам последуницего горизонтального балочного калибра, а во всех уалибрах черновой группы балочную заготовку прокатывают с уклона 1ц 15-30% у открытых фланцев и 8-12% у закрысо Ф а тых фланцев. 2. Способ йо П.1, отличающийся тем, что в последнем черновом проходе прокатку ведут в открыCD том балочном калибре с обжатием 1030% по шейке и высоте фланцев профи ля. о:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5)) В 21 В 1/12

1

J.

-3м . Г„,»

" "- " "" О . 4м) ю()- Q

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2859614/22 -02 (;22) 28.12.79 (46) 23.02.84 Бюл.9 7 (72) A.A.Kóãóøèí, В.Н.Беспалов, Ю.О.Лабецкий, В.И.Друзин, В.К.Смирнов и В.А.Шилов (71) Западно-Сибирский металлургический завод им.50-летия Великого Октября и Уральский политехнический институт им. С.M.Êèðoâà (53) 621.771.261.04(088.8) (56) 1. Бахтинов Б.П.,Штернов M.M.

Калибровка прокатных валков. М., Металлургиздат, 1953, с.541, рис.415.

2. Росс Е., Бейнон Б. Калибровка валков и расположение прокатных станов. М., Металлургиздат, 1960, с.24, рис.21.

3.Диомидов Б.Б., Н.В.

Калибровка прокатных валков. N., "Металлургия", 1970, с.236.

4, "Сталь", 1976, Р 9, с.825-828.

5. Iron and Steel Engineer 1974, т.51, Р 1, с.70, фиг.10. б. Hutnik (,SSR), 1973, т.23, Р 1, с.24-31. (54) (57) 1. СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОКАТКИ

ДВУТАВРОВЫХ ПРОФИЛЕЙ, включающий последовательную деформацию заготовки в горизонтальных закрытых черновых балочных калибрах, имеющих чередующиеся уклоны ло наружным граням фланцев, и промежуточное осаживание в вертикальных балочных калибрах, причем в процессе прокатки осуществляют чередование обработки открытых и закрытых фланцев, а открытые фланцы подгибают перед задачей в следующий калибр, а также деформацию заготовки в чистовых универсальных балочных калибрах, отличающийся тем, что, с целью обеспечения благоприятных условий входа полосы в валки и исключения окова ею валков на выходе из калибра, а также увеличения интенсивности обжатия фланцев,в вертикальном осаживающем калибре, следующем Я за разрезным калибром, боковым граням фланцев придают уклоны, соответствую gQ щие уклонам последующего горизонталь- ного балочного калибра, а во всех ка- С либрах черновой группы балочную заготовку прокатывают с уклона)щ 15-30% Я у открытых фланцев и 8-12% у закрытых фланцев.

2. Способ йо п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в последнем черновом проходе прокатку ведут в открыТоМ балочном калибре с обжатием 1030% по шейке и высоте фланцев профиля.

966976

Изобретение относится к сортовой прокатке и может быть использовано при прокатке двутавровых профилей на непрерывных станках, снабженных горизонтальными вертикальными и универ"... сальными клетями. . 5

Известен способ прокатки. двутавровых балок на линейных и последовательных станах с применением закрытых . балочных калибров с чередованием обработки открытых и закрытых фланцев после каждого прохода. При этом уклоны наружных граней (выпуски) калибров составляют 2-4Ъ у закрытых фланцев, 5-8%.у открытых фланцев с прямой шей-I, кой и 10-123 с изгнутой шейкой P1 ).

Прокатка по этому способу характеризуется тем, что после каждого прохода (или нескольких проходов) передний и задный концы полосы чередуются при задаче в .валки. При таком чередовании на обоих концах поло-20 сы вследствие отставания металла шейки в очаге деформации образуются так называемые "языки" — местные удлинения средней части раската (2 ).

Благодаря "языку" облегчается вход 25 металла в валки, так как "язык" захватывается валками вначале и втягивает полосу в калибр, несмотря на то, что ширина ее по отогнутым фланцам больше ширины калибра по закрытым флан- g0 цам: в процессе захвата полосы валками производится противоизгиб фланцев. "Язык" способствует также надежному съему полосы с валков.

Недостатком этого способа является ограниченная производительность прокатных станов. Кроме того, чередование открытых и закрытых фланцев ограничивает величину уклонов и обжатия по толщине открытых фланцев, так как величина отжатия фланцев пря-40 мо пропорционально зависит от величины уклона открытого фланца. С увеличением выпуска открытых фланцев более 10-12% ухудшаются условия входа открытых фланцев раската в закрытые 45 фланцы калибра, профиль получается ненеустойчивых размеров и появляется закат по полке. Поэтому при таком способе прокатки. увеличенные выпуски до 15-20% не рекомендуются ГЗ3.

Известен способ прокатки балок в закрытых калибрах без чередования обработки открытых и закрытых фланцев в двух смежных калибрах, причем при переходе от одной пары к другой в первом калибре следующей пары реко- . мендуется иметь изогнутую шейку f4 3.

Преимуществом такого способа является более равномерное распределение интенсивности деформации по се-40 ,чению полосы и сокращение затрат энергии. Однако выпуски калибров по открытым-флаицам ограничены величиной

10%, что приводит к укаэанным недостаткам.

Известен также способ прокатки балок на непрерывных станах, состоящих из реверсивной клети и непрерыв° ной группы Г53.

По этому способу прокатка в реверсивной клети ведется в открытых или закрытых разрезных и балочных калибрах, в непрерывной группе — в закрытых балочных калибрах с обычными значениями выпусков, а также в универсальных балочных калибрах. При прокатке в реверсивной клети за 3-5 проходов на переднем и заднем концах раската образуется указанный "язык", который облегчает прокатку в закрытых калибрах непрерывной группы стана.

Недостатком этого способа является то, что применение реверсивной клети приводит к понижению производительности, к недостаточно полному использованию возможностей непрерывной группы стана.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ полностью непрерывной прокатки двутавровых профилей (6 J.

По этому способу прокатка ведется в закрытых балочных калибрах с обычными значениями выпусков. Полоса получает в каждой клети один проход и заходит в.валки всегда передним концом.

При этом, как показал опыт эксплуатации таких станков и специальные исследования (6), "язык" на передней части раската, несмотря на преимущественное обжатие по ш йке, не образуется, а металл на переднем конце расслаивается.

Это явление объясняется особенностями скоростного режима течения

У металла в очаге деформации. Как известно, окружная скорость валков по вершине фланца значительно ниже, чем по шейке, поскольку диаметр валков по фланцу всегда меньше, чем по шейке. Так как скорость выхода металла из валков устанавливается соответственно среднему катающему диаметру, то полоса по фланцу опережает валок, а по шейке металл отстает от окружной скорости валка. Поэтому на шейке полосы по всей длине очага деформации имеет место зона отставания, вследствие чего на переднем конце полосы наблюдается утяжка и расслоение металла, а на заднем конце образование "языка". Отсутствие

"языка" на переднем конце полосы существенно затрудняет условия входа ее в калибр и условия съема ее с валков выводными проводками, так как захват полосы валками и выход раската иэ калибра начинаются не по шейке (как это бывает при наличии "языка"), а по фланцу. Поскольку ширина олосы по открытым фланцам больше

966976 ширины калибра по закрытым фланцам, при входе ее в калибр получаются удары отогнутых фланцев полосы о валки, а так как металл в закрытых фланцаХ .калибров несколько защемляется, то ггри раскате из валков получаются удары его о выводные проводки, что приводит к понижению стойкости проводок, их поломкам и окову валков полосой. Иэ-эа этих причин освоить производство балок по такому способу не удается. . Целью изобретения является обеспечение благоприятных условий входа полосы в валки, исключение окова ею валков на выходе из калибра и повышение тем самым стойкости выводных проводок, а также увеличение интенсивности обжатия фланцев двутаврового.профиля.

Для достижения цели в способе непрерывной прокатки двутавровых про- 20 филей, включающем последовательную деформацию заготовки в горизонтальных закрытых черновых балочных ка-. либрах, имеющих чередующиеся уклоны, по наружным граням фланцев, и проме- 25 жуточное осаживание в вертикальных балочных калибрах, причем в процессе прокатки осуществляют чередование обработки открытых и закрытых фланцев, а открытые фланцы подгибают перед за-30 дачей в следующий калибр, а также деформацию заготовки в чистовых универсальных балочных калибрах, боковым граням фланцев в вертикальном осаживающем калибре, следующем за разрезным калибром, придают уклоны, соответствующие уклонам последующего горизонтального балочного калибра, а во всех калибрах черновой группы балочную заготовку прокатывают с уклонами 15-30% у открытых фланцев и 8-12% 40 у закрытых фланцев, причем в последнем черновбм проходе прокатку ведут в открытом балочном калибре с обжатием 10-ЗОЪ по шейке и высота фланцев профиля. 45

На фиг.1-.16 показана последовательность обжатий профиля.в калибрах, причем на фиг.1-10 показаны черновые .проходы, а.на фиг.5 и 6 — два возможных варианта подгибки фланцев: выпрямление (фиг.5) и обратный изгиб (фиг.б).

Способ прокатки осуществляется следующим образом.

Прямоугольная заготовка прокатывается в.открытом разрезном калибре (фиг.1) и обжимается по ширине в вертикальном осадочном калибре (фиг.2) для получения необходимого уклона боковых граней и душной ширины. Затем разрезная заготовка прокатывает- 60 ся в двух закрытых балочных калибрах с увеличенным выпуском без чередования открытых и закрытых фланцев (фиг.З и 4), после чего производится выпрямление (фиг.5) или обратный иэгиб (фиг.б) фланцев, и раскат прокатывается снова в двух закрытых балочных калибрах с увеличенным выпуском, направление которого противоположно направлению выпуска в первой паре закрытых калибров. Далее производится выпрямление фланцев, и черновой двутавровый профиль окончательно калибруется в открытом балочном калибре (фиг.10).

Для надежного захвата разрезной заготовки в первом балочном калибре без зашемления полосы и окова валков при выходе из него необходимо, чтобы уклон боковых граней разрезной заготовки ур соответствовал выпуску закрытого фланца первого балочного калибра У 1, а ширина разрезной заготовки В составляла 0,92-0,96 ширины шейки этого калибра В . При таком соотношении В /В < уширение металла близко к свободному, и при соответствии бокового контура разрезной заготовки контуру боковой стенки калибра защемления полосы в калибре не произойдет. При большем значении отношения В р /В возможно значительное стеснение уширения, что может привести к защемлению полосы в калибре, а при Вр /B„<0,92 возможно незаполнение калибра.

Благодаря увеличенным выпускам и отсутствию чередования открытых и закрытых фланцев в смежных балочных калибрах, расположенных между вертикальными калибрами, обеспечиваются хорошие условия входа полосы и калибра,.интенсивное ббжатие фланцев по толщине и надежный выход раската из калибра без окова валков при достаточно хорошей стойкости проводковой арматуры. Для достижения указанного эффекта выпуски балочных калибров должны находиться в пределах 15-30Ъ у открытых фланцев. При меньших значениях выпусков, как показал опыт работы на непрерывном стане

450 ЗСМЗ нарушается устойчивость процесса, появляется склонность к окову валков полосой, имеют место удары,при входе полосы в калибр и выходе переднего конца раската из валков, ухудшаются условия работы проводковой арматуры. Большие значения выпусков приводят к очень большим пере-. гибам фланцев, что может вызвать появление дефектов в местах соединения миланцев и шейки.

Благодаря обработке двутаврового профиля в вертикальных калибрах (фиг.5 или 6) обеспечиваются примерное соответствие уклона внешней грани полосы у< .выпуску закрытого фланца последующего балочного калибра У и уменьшение ширины двутаврового профиля по открытым фланцам до величины, близкой к ширине по закрытым фланцам последующего балочного калибра, что необходимо для надежного входа полос

966976 си в этот калибр без разлохмачивания переднего конца и ударов полосы о валки. Отгибание фланцев должно производиться без изменения ширины

В шейки двутаврового профиля, так как обжатне шейки по ширине в вертикальных клетях может привести к потере устойчивости шейки и несимметричности прокатынаемого профиля.

Чередование обработки открытых и закрытых Фланцев (т.е. изменение направления выпуска закрытых калибров) зависит от особенностей расположения вертикальных клетей на стане. На станах, где.вертикальные клети расположены через одну горизонтальную, чередование обработки фланцев можно делать через один проход, а на станах, снабженных горизонтальными и комбини рованными (вертикально-горизонтальными) клетями, чередование обработки фланцев целесообразно проводить через20

2-3 закрытых калибра. Большее количество проходов в закрытых калибрах без изменения направления выпуска делать нецелесообразно, так как это может привести к значительной разни- 25 це открытых и закрытых фланцев по высоте и толщине.

Обработка раската в открытом балочном калибре перед задачей в универсальные калибры чистовой группы обусловлена необходимостью получения симметричных по высоте фланцев и ровной шейки, так как в предыдущих проходах благодаря поочередной обработке открытых и закрытых фланцев высота их может получиться неодинаковой (приращение открытых фланцев не равно утяжке закрытых фланцев), а шейка профиля может несколько изгибаться при выпрямлении фланцев в предыдущей вертикальной клети. При 40 этом коэффициент деформации фланцев по высоте и коэффициент обжатия шейки должен составлять 1,10-1,30. При меньших значениях указанных коэффициентов может быть не получен эффект 45 выравнивания высоты фланцев и полного выпрямления шейки, а превышение верхнего значения их может привести к потере устойчивости фланцев и переполнения калибра. 50

В чистовых проходах прокатка проводится в обычных универсальных балочных калибрах.

Пример . Способ был реализован HB непрерывном среднесортноМ 55 стане 450 Западно-Сибирского металлургического завода. Для этого на валках рабочих клетей черновой группы стана были нарезаны следующие калибры для прокатки двутавровой балки Р 14:

60 клеть 1 — открытый разрезной калибр (по фиг.1), клеть 2 — вертикальный осадочный калибр с уклоном дна

10% (по фиг.2); 65 клети 3 и 4 з ак рытые прямые балочные калибры без чередования открытых и закрытых фланцев с выпусками 15Ъ у открытых фланцев и 10% — у закрытых фланцев (по фиг.3,4), клеть 5 — вертикальный ящичный калибр с прямым дном (по Фиг.5), клети 6 и 7 закрытые балочные калибры без чередования обработки фланцев с выпусками открытых и закрытых фланцев соответственно н клети 6-15 и

8% (по фиг.7), в клети 7 — 20 и 10% (по фиг.8); клеть 8 — вертикальный ящичный калибр с прямым дном (по фиг.9) клеть 9 — открытый балочный калибр (по фиг.10). Уклон боковых граней разрезной заготовки, получаемой но втором проходе, соответствовал ныпуску закрытых фланиев первого балочного калибра (фиг.3), а отношение В. /В составляло 0,932. Чередование открытых и закрытых фланцев производилось через два прохода после выпрямления отогнутых Фланцев (фиг.5). В. первой паре закрытых балочных калибров без чередования фланцев (фиг.3 и 4) выпуски карибров были постоянными, а у второй пары таких калибров (клети б и 7) они увеличивались по ходу прокатки. Коэффициенты обжатия в открытом балочном, калибре клети 9 составляли 1,147 по высоте фланцев и 1,272 по толщине шейки. По толщине фланцы в этом калибре не обжимались.

Для прокатки применяли заготовку из стали марок ст.3, ст.5, 10Г2С с размерами поперечного сечения

150>150 Мм.

Прокатка во всех клетях стана проходила устойчиво, без задержек и ударов при входе полосы в валки и выходе раската из калиброн. Окова валков полосой и склонности к нему, а также расслоения переднего конца полосы не наблюдалось. При весьма интенсивном обжатии открытых фланцев двутаврового профиля, характеризуемом коэффициентами обжатия по толщине до 1,5-1,65, переполнения калибров, боковых лампасов и других дефектов профиля не наблюдалось. Благодаря отсутствию обжатия в вертикальных клетях 5 и 8 при выпрямлении фланцев потери устойчивости шейки не отмеча-, лось. В последнем черновом проходе фиг.10 получали симметричный профиль со стабильными размерами, кото966976

Составитель A.Ìàñëoâ

Редактор 3.Бородкина Техред С.Мигунова Корректор Г.Orap

Заказ 1142/5 Тираж 796 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðîä, ул.Проектная,4 с рый беспрепятственно прокатывали в универсальных клетях чистовой группы стана °

В целом процесс прокатки балки проходил устойчиво, что.позволило по- 5 лучить 3600 т двутавровых балок Р 14 по ГОСТ 8239-72, в т.ч. 92,5Ъ первого сорта.

Предлагаемый способ прокатки позволит организовать производство высококачественных двутавровых профилей, включая тонкостенные, на непрерывном среднесортном стане.