Система калибров для прокатки угловых профилей

 

СИСТЕМА КАЛИБРОВ ДЛЯ ПРОКАТКИ УГЛОВЫХ ПРОФИЛЕЙ, преимущестэе нно из полосовой заготовки, содержащая черновые, контрольные, развернутый прёдчистовой и чистовой калибры, расположенные в чередующихся вертикальных и горизонтальных валках, причем черновые калибры образованы выпуклыми ручьями нижних и ручьями с кольцевыми выточками верхних горизонтальных валков, о тлич ающаяся тем, что, с целью повышения качества проката пу тем обеспечения надежного прилегания полосы к поверхности валков в вертикальных контрольных кашибрах, ручьи нижних валков черновых калибров сна бжены рядами кольцевых гребней , последовательно увеличивающих-ся по высоте от разъемов к середине калибра, причем каждый тлэ гребней ограничен в сечении радиусными кривыми, и радиус кривой от вершины гре«5ня в сторону разъема калибра больше, чем от его вершины в (Л сторону середины калибра, а высота формующих полки профилей участков калибра выполнена возрастающей к разъемам калибра.

181 А

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ)УБЛИК

И% (П) 3(5П В 21 В 1/08

i д с

Р

1. (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3275260/22-02 (22) 17.04 ° 81 ,(46) 15.09.83 ° Бюл. 9 34 (72) Н.Ф.Грицук, Ю.Е.:Кулак, Е.Н.Иэотов, В.П.Приходько и В.П.Вергелес (71) Украинский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (53) 621.771.261.073(088.8) (56) 1. Фастовский Б.Г. Справочник прокатчика. М., Металлургия

1972 с. 254.

2. Там же, с. 214. (54)(57) CHCTENA KMIHSPOB ДЛЯ ПРОКАТКИ УГЛОВЫХ ПРОФИЛЕЙ, преимущественно из полосовой заготовки, содержащая черновые, контрольные, развернутый предчистовой и чистовой калибры, расположенные в чередующихся вертикальных и гориэонтальных валках, причем черновые калибры образованы выпуклыми ручьяь:и нижних и ручьями с кольцевыми выточками верхних горизонтальных валков, о тлнч ающ а я с я тем, что, с целью повышения качества проката пу тем обеспечения надежного прилегания полосы к поверхности валков в вертикальных контрольных калибрах, ручьи нижних валков черновых калибров снабжены рядами кольцевых гребней, последовательно увеличивающихся по высоте от разъемов к середине калибра, причем каждый иэ гребней ограничен в сечении радиусными кривыми, и радиус кривой от вершины гребня в сторону разъема калибра больше, чем от его вершины в сторону середины калибра, а высота формующих полки профилей участков калибра выполнена возрастающей к разъемам калибра.

1041181

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве угловых профилей.

Известна система калибров для прокатки угловой стали с использованием профнлегибочного агрегата(1).

В черновой группе стана горячей прокатки получают в вертикальных и горизонтальных калибрах иэ прямоугольной заготовки полосовой подкат, причем в горизонтальных валках он прокатывается на гладкой бочке со свободным Уширением. В чистовой группе использованы три калибра в гориэонтальных валках и один контрольный калибр, расположенный в вертикальных валках. Первый горизонтальный калибр выполнен открытым, в нем ручьи верхнего и нижнего валков имеют кольцевые вы- .20 емки, расположенные друг против друга. Предпоследний горизонтальный калибр имеет кольцевую выемку только на ручье верхнего валка. В последнем горизонтальном калибре на ручье.

Ф верхнего валка имеется кольцевая выемка, а против нее в ручье нижнего валка .располагается кольцевой гребень. Участки ручьев, формирующие полки уголка, выполнены во всех. трех гориэонтальных калибрах параллельными осям валков.Такйм образом; падкат выходит иэ последнего калибра стана горячей прокатки со сформированным углом и. развернутыми полками. В трех калибрах профнлегибочного стана подкат подгибается до нормальной формы уголка.

Недостатком этой калибровки является то, что для получения по ней уголка требуется. испольэовать два 40 агрегата.

Наиболее близкой к изобретению является известная система калибров для прокатки угловых профилей, преимущественно из полосовой заготовки, содержащая черновые, контроль.ные, развернутый предчистовой и чистовой калибры, расположенные в чередующихся вертикальных и горизонтальных валках, причем черновые калибры образованы выпуклыми ручьями нижних и ручьями с кольцевыми выемками верхних горизонтальных валков(2 ).

Недостатком этой системы калибров является ненадежное прилегание раската к рабочей поверхности контроль- 55 ного калибра, образованного верти-. кальными валками".и, что может привести к дефектам в готовом профиле.

Цель изобретения — повышение качества проката путем обеспечения 60 надежного прилегания полосы к IIOверхности валков в вертикальных

KoHTpoJIbHHx калибрахе

Поставленная цель достигается тем, что в системе калибров для б5 прокатки угловых профилей, преиму-, щественно иэ полосовой заготовки, содержащей черновые, контрольные, развернутый предчистовой и чистовой калибры, расположенные в чередующих ся горизонтальных и вертикальных валках, причем черновые калибры образованы выпуклыми ручьями нижних и ручьями с кольцевыми выточками верхних горизонтальных валков, ручьи нижних валков черновых калибров снабжены рядами кольцевых гребней, последовательно увеличивающихся по высоте от разъемов к середине калибра, причем каждый иэ гребней ограничен в сечении радиусными кривыми, и радиус кривой от вершины гребня в сторону Разъема калибра больше, чем от его вершины в сторону середины калибра, а высота формирующих полки профилей участков калибра выполнена возрастающей fc разъемам калибра.

На фиг. 1 — б изображена система !

:калибров; на фиг, 7 — черновой горизонтальный калибр.

Система калибров содержит черновые 1 — 4, предчистовой 5 и чистовой б калибры. Черновые калибры 1 и .3 располагаются в горизонтальных, а калибры 2 и 4 — в вертикальных валках. Предчистовой калибр 5 выполнен развернутым.

Полосовая заготовка 7 задается в черновой горизонтальный калибр 1

Ручей верхнего валка калибра снабжен кольцевой выемкой 8, в которой формируется угол раската 9. Ручей нижнего валка снабжен кольцевыми гребнями 10 и 11. Гребни равномерно расположены на участках формирования полок уголка. Высота h2 гребня

10, расположенного дальше от разъе-. мов 12 калибра, больше высоты h„ гребня 11, расположенного ближе к разъему валков. Кривая 13, ограничи вающая поперечное сечение гребней, выполнена переменными радиусами, причем более пологая часть кривой обращена к разъему валков r > г Расстояние Н, по нормали между ручьями верхнего и нижнего валков у разъема калибров больше, чем расстояние

Н2 между ними у кольцевой выемки 8 верхнего ручья. Таким же образом выполнен и черновой калибр 3. Благодаря наличию описанных гребней на раскате образуются продольные канавки 14. Расстояние по нормали между образующими ручьев калибра,у разъемов валков больше, чем у кольцевой канавки верхнего ручья Н,> Н>.Поэтому при обжатии заготовки в этом калиб- ре масса металла s поперечном сече нии раската распределяется такий образом, что у кромок металла боЛьше, чем у формируемого угла раска" тов. Благодаря этому остывание

1041181 кромок происходит медленнее, чем угла раската. Этому способствует и большая плошадь излучения канавок у вершины раската.

При задаче раската в черновой вертикальный калибр 2 происходит изгиб полосы. в месте расположения канавок.

В результате того, что канавки. имеют различную глубину, соответствукщую высотам гребней, а толщина раската у кромок боль- 30 ше, чем у вершины угла, сечение ! раската имеет на различных участках различные моменты сопротивления деформации. При обжатии в вертикальных валках под действием прилагаемых к кромкам раската усилий происходит изгиб раската вокруг горизонтальной оси, проходящей через формируемый угол раската в продольном направлении. Так как высота гребней в ручьях нижних валков горизонтальных черновых .калибров уменьшается в сторону разъемов валков,то при входе раската в очаг деформации происходит изгиб в первую очередь в сече.,нии последней от разъема канавки,де-! формация изгиба прекращается. после то- ° го, как участки профиля, расположен» ные между двумя ближайшими гребнями на противоположных полках рас- ката, полностью соприкасаются с 30 поверхностью ручьев калибра. Сразу после этого начинается деформация изгиба в сечениях следующей пары канавок, расположенных ближе к разъемам, процесс протекает так g$ же, как и с первой парой канавок и т .д. Таким образом происходит последовательное прилегание раската . к поверхностям калибра.Это обеспечивает устойчивый процесс прокатки в 4р вертикальных валках, Геометрические размеры гребней должны on-! ределяться из условия их полного заката без.образования дефектов на поверхности готового профиля.

Для обеспечения этого условия достаточно, Чтобы отношение высоты гребня к ширине его основания не превышало 1/5, а .обжатие должно превышать высоту гребней.

Форма поперечного сечения гребней способствует получению гладкой поверхности раската после выхода из развернутого предчистового калибра.

При развороте подката в предчиствовом калибре волокна металлов на

55 внутренней стороне раската испытыва» ют растяжение. Сочетание формы гребней, имеющих более пологую часть со стороны разъема валков, с развернутой формой предчистового калибра 60 гарантирует получение поверхности профиля без закатов.

Так как наличие канавок на раскате увеличивает площадь его поверхности, то следовательно возрастает $5 потеря тепла. раскатом от излучения, Поэтому гребни, расположенные ближе к разъему валков, выполняются с меньшей поверхностью, т.е. с меньшей высотой. Также для уменьшения потерь излучением количество гребней должно быть минимальным в каждом конкретном случае. Наиболее приемлемым является равномерное распределение гребней.по ручью калибров.

ttlar между гребнями можно рассчитать по зависимости: .Z= —, . (

П н,, (s высота формующих полки участков горизонтальных калибров по нормали к образующей ручья у разъема калибра; высота формующих полки участков горизонтальных калибров по нормали к образующей ручья у кольцевой выемки верхнего ручья ка либра1 температура деформируемого металла на кромках раскатау температура деформируемого где Н

Н2

Т вЂ” металла у вершины формируемого угла раската.

Эта зависимость учитывает понижение температуры раската вследствие теплоизлучения, являющегося основньм фактором потери тепла. В соответствии с атой зависимостью рас где 2 — длина полки . раската по средней линии;

n — - число гребней на участке.

Возрастание расстояния по нормали между ручьями черновых горизонтальных калибров к разъемам валков обеспечивает более равномерное охлаждение раската по ширине.

Известно, что в заготовке, задаваемой в первый калибр, имеется значительная неравномерность распредЬления температуры по ее сечению о

Г достигающая 1-3 С на 1 мм.

В процессе прокатки угловой стали неравномерность распределения температуры по ширине раскатов

Увеличивается, Например, для угловой стали 50х50х6 через 30 с охлаждения разность температур между .концами полок и вершиной уголка достигает 40-50 С. Для определения расстояния по нормали между дном нижнего и верхнего ручьев калибра можно использовать следующую зависимость:

5 1041181 стояние по нормали между дном верхнего и нижнего ручьев должно изменяться по кривой четвертого порядка.С целью упрощения изготовления калибра его контур можно аппроксимировать дугами окружности. В связи с тем, что в предчистовом развернутом калибре расстояние между образующими ручьев по нормали одинаково на всех участках, формующих полку уголка, при задаче в него раската, имеющего неодииаковую высоту по поперечному сечению, происходит неравномерная деформация. В результате неравномерного обжатия раската возможно образование волнистости полок, для предупреждения. чего необходимо равенство скоростей выхода металла из калибра по поперечному сечению. Это обеспечивается подбором радиусов валков у разъемов калибра и у вертикали, проходящей через кольцевую выемку ручья верхнего валка.

Отношение минимальных радиусов валков у вертикали, проходящей через кольцевую выемку ручья верхнего. валка, и у разъемов предчистового калибра, можно определить по следую щей зависимости:

1+S — (3)

2 rn1n где Р.. — минимальный радиус валка

1П)10 у разъемов;

1 .— минимальный радиус валка дИП у вертикали, проходящей че реэ кольцевую выемку ручья верхнего валка;

Я„и S2 - опережение металла в зонах, соответствующих

R<,. и R2

Пример.. Применение системы калибров для прокатки угловой стали 50х50хЗ мм по ГОСТ 8509-57 на полунепрерывном стане 350.

В качестве заготовки принимаем полосу размерами 100х10 мм. При градиенте падения температуры 1-ÇOC на

1 мм разность температуры между сеРединой и краями заготовки составляем 50-150 С. Обжатие полок угловой стали у вершины формируемого угла устанавливается, близким к принятым на станах данного типа. Рас-, стояние по нормали между контурами верхнего и нижнего ручьев в горизон5 тальных калибрах у кольцевой выемки верхнего ручья, начиная с предчистового калибра составляет 3,8;

5,2 и 8,0 мм. Чтобы сохранить разность температур металла по сече10 нию 50 С при падении температуры о в каждом проходе на 10 С расстояние по нормали между контурами ручьев горизонтальных калибров по формуле (2) составляет при температуре

15 начала прокатки 1100 С Зр8; 6,4 и

9,8 мм.

Чистовой и развернутый предчистовой калибры строятся по известным методикам. Число гребней в ручьях нижних горизонтальных черновых..валков принимаем равным 4. Высота пары гребней, расположенных у формируемого угла профиля в третьем от предчистового против хода прокатки го 5 ризонтальном калибре, меньше величи ны обжатия в последующем калибре и составляет 1,9 мм, ширина у основа-. ния 9,5 мм, размеры пары гребней у разъемов. соответственно 1,2 и 6 мм.

В следующем по ходу прокатки горизонтальном калибре соответствующие размеры составляют 1,2 и 6 мм1 0,8 и 4 мм. Остальные параметры калибров можно рассчитать по известным методикам.

35, Профили, полученные с использованием предложенной системы калибров, имеют хорошо проработанные без по40 верхностных дефектов полки и кром0 ки. Уменьшается Величина изгиба штанг при остывании их на холодильнике. Повышение стойкости калибров уменьшает частоту перевалок. Внедрение предложенной системы калибров

45 не требует дополнительных затрат.

Экономический эффект от применения предлагаемой системы калибров для прокатки угловой стали составляет 159.тыс. Руб. при объеме

50производства 50 тыс. т в год.

1.041181

Составитель A.Ìàñëîâ

Редактор Н.Швыдкая Техред М. Надь корректор А.Зимокосов

Заказ 7015/7 - Тирам 816 Подписное

ВНИИПИ Государствениого комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Уигород, ул. Проектная, 4