Способ получения шестигранных профилей

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к прокатному и калибровочному производству. Сущность изобретения: правильный шестигранник прокатывают из круглой заготовки следующим образом. Первоначально формируют неправильный шестигранник с определенными углами и шириной, зависящими от диаметра заготовки. Затем формируют неправильный симметричный восьмигранник с шириной, зависящей от диаметра описанной окружности готового шестигранника, путем принудительного проталкивания раската между неприводными вертикальными роликами выводной арматуры предчистовой клети. На заключительной стадии осуществляют обжатие восьмигранника в чистовой правильной шестигранник, при этом направление обжатия аналогично направлению обжатия круглой заготовки. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к прокатному и калибровочному производству, и может быть использовано на непрерывных малоклетевых станах с горизонтальными клетями при прокатке малотоннажных партий шестигранных профилей, назначаемых на последующее волочение при производстве калиброванной шестигранной стали.

Известны способы получения шестигранных профилей с помощью прокатки, использующие различные схемы калибровки.

Первая схема калибровки включает чистовой шестигранный калибр с разъемом валков по ребрам и специальный предчистовой калибр [1] В отличие от этой схемы вторая схема калибровки включает чистовой шестигранный калибр с разъемом валков посредине боковых граней и соответствующий предчистовой шестиугольный калибр [1] Третья схема калибровки отличается тремя подготовительными профилирующими калибрами вместо одного по первой и второй схемам [1] Форма поперечного сечения полосы, задаваемой в предчистовой шестигранный калибр, может быть прямоугольной, квадратной, шестигранной и круглой. В процессе прокатки по указанным способам на прокатных станах, оборудованных только горизонтальными клетями, раскат, выходящий из предчистовой клети, кантуется на 90^о перед заходом в калибр чистовой клети.

Общим недостатком вышеописанных способов прокатки шестигранных профилей в условиях непрерывных станов является необходимость установки кантующих устройств после предчистовой клети или установка предчистовой клети с вертикальным расположением валков. При прокатке по третьей схеме к недостаткам также относится необходимость наличия четырех прокатных клетей для размещения профилирующих калибров.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения шестигранных профилей, включающий прокатку правильного шестигранника из круглой заготовки в три стадии, при этом первоначально формируют симметричный неправильный шестигранник с определенными углами и высотой, зависящей от диаметра круга. После его кантовки на 90^о на второй стадии получают неправильный симметричный десятигранник с определенным направлением сторон относительно большей диагонали, величина которой зависит от диаметра описанной округлости готового шестигранника. На заключительной стадии в этом же направлении осуществляют обжатие десятигранника в чистовой правильный шестигранник.

К недостаткам данного способа получения шестигранных профилей в условиях непрерывных станов относятся: необходимость установки кантующих устройств или вертикальной клети после первой стадии формирования шестигранника для изменения направления обжатия на 90^о; необходимость наличия трех прокатных клетей с фасонными калибрами для получения готового профиля из круглой заготовки.

Цель изобретения упрощение технологии прокатки шетигранных профилей из круглой заготовки на непрерывных станах с горизонтальными клетями путем устранения кантовки раската на 90^о перед чистовой клетью.

Цель достигается тем, что в предлагаемом способе получения шестигранных профилей деформацию круглой заготовки осуществляют со степенью деформации 0,10-0,125 ее диаметра для получения неправильного шестигранника шириной, равной 1,01-1,02 диаметра исходной круглой заготовки и углами наклона граней к большей диагонали, равными 58,5-59^о, затем путем принудительного проталкивания между неприводными вертикальными роликами выводной арматуры предчистовой клети формируют неправильный симметричный восьмигранник шириной 0,95-0,97 диаметра описанной окружности готового шестигранника, в чистовой клети направление обжатия оставляют аналогично обжатию предчистовой клети.

На фиг.1-3 показаны схемы деформации металла последовательно на первой, второй и третьей стадиях формирования готового шестигранника с помощью горячей прокатки в двух горизонтальных клетях.

Из круглой заготовки 1 диаметром D₁, равным 1,0-1,05 диаметра описанной окружности D_оп готового шестигранника 5, путем ее обжатия по высоте со степенью деформации (D₁-H₁)/D₁ 0,1-0,125 формируют в предчистовой клети неправильный симметричный шестигранник 2 шириной В₁, равной 1,01-1,02 диаметра круглой заготовки D₁, и углами наклона граней α₁ к большей диагонали, равными 58,5-59^о. Далее неправильный шестигранник 2 за счет избыточных сил трения валков о металл принудительно проталкивают без кантовки через калибр неприводных вертикальных роликов 3 выводной арматуры предчистовой клети. При этом ролики 3 деформируют углы А шестигранника 2 и формируют неправильный симметричный восьмигранник 4 шириной В₂, равной 0,95-0,97 диаметра D_оп описанной окружности готового шестигранника 5, у которого углы α₂ и ширина граней С₂ равны соответствующим параметрам шестигранника 2, т.е. α₂α₁ и С₂ С₁, а высота Н₂ равна Н₁, что объясняется весьма незначительным обжатием при формировании восьмигранника 4. Затем восьмигранник 4 задает без кантовки в чистовую клеть и, деформируя его по высоте, формируют готовый правильный шестигранник 5 с заданным размером вписанного диаметра d.

В предчистовой клети на первой стадии формируют неправильный шестигранник 2 с шириной В₁ 1,01-1,02 D₁ и углами наклона граней к большей диагонали α₁ 58,5-59^о для обеспечения устойчивого его проталкивания через калибр неприводных вертикальных роликов 3, формирующих восьмигранник 4, и выполнения на готовом шестиграннике 5 вершин Б с допускаемым радиусом скругления. При В₁<1,01 D₁ наблюдается переполнение калибра при обжатии исходной круглой заготовки D₁ на 10-12,5% с образованием на раскате дефекта ("лампас"). При В₁>1,02 D₁ и α₁> 59^о увеличивается объем металла на боковых гранях шестигранника 2 и соответственно увеличивается смещаемый объем металла неприводными вертикальными роликами 3, что приводит к пробуксовке валков предчистовой клети и застреванию раската в неприводных роликах 3 выводной арматуры. При α₁ < 58,5^о ширина граней С₁ уменьшается, что приводит к незаполнению вершин Б при формировании готового шестигранника 5 в чистовой клети.

Грани восьмигранника 4 располагаются друг от друга на расстоянии В₂, равном 0,95-0,97 D_оп (диаметра описанной окружности готового шестигранника 5) в связи с тем, что этот диапазон размеров обеспечивает получение готового шестигранника 5 с размером горизонтальной диагонали в пределах допускаемых отклонений. При В₂>0,97 D_о размеры горизонтальной диагонали выходят за пределы плюсового допуска, а при В₂<0,95 D_о за пределы минусового допуска.

Результаты исследований прокатки по предлагаемому способу больших промышленных партий шестигранных профилей Ш 29, Ш 32 и Ш 34 из круглых заготовок диаметром 1,0-1,05 диаметра описанной окружности готового профиля за два пропуска в двухвалковых калибрах без кантовки раската на 90^о между клетями показали следующее Формирование в предчистовой клети неправильного шестигранника шириной В₁ 1,01-1,02 D₁ при обжатии 10-12,5% и формирование восьмигранника шириной В₂ 0,95-0,97 D_оп обеспечивают получение горячекатаного готового шестигранника в чистовой клети.

Принудительное проталкивание чернового шестигранника через неприводные вертикальные ролики с обжатием роликами Δh B₁-B₂ (1,01-1,02 D₁) (0,95-0,97 D_оп) проходит устойчиво.

Горячекатаные шестигранные профили обеспечивают получение калиброванной шестигранной стали с помощью волочения в соответствии с требованиями ГОСТ 8560-78.

Способ внедрен в калибровочном цехе АО "ЧСПЗ" при горячей прокатке из круглых заготовок шестигранной стали 29, 32, 34 мм на непрерывном двухклетевом стане 300 c горизонтальными клетями.

Размеры калибров и профиля, режимы деформации и результаты прокатки приведены в таблице. Процесс прокатки протекает стабильно без нарушения условий захвата и искажения геометрии профиля. Вне заявленного диапазона параметров нужной точности и стабильности процесса горячей прокатки не обеспечивается.

Внедрение предлагаемого способа получения шестигранных профилей на двухклетевом стане калибровочного производства позволяет повысить выход годного калиброванной шестигранной стали из легированных и нержавеющих марок за счет обеспечения возможности получения шестигранного профиля из обточенной заготовки, являющейся наиболее удобной и технологичной при удалении дефектов с ее поверхности, а также оперативно выполнять малотоннажные заказы на калиброванную шестигранную сталь при отсутствии горячекатаного шестигранного подката, поставляемого металлургическими заводами.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШЕСТИГРАННЫХ ПРОФИЛЕЙ, включающий прокатку в двухвалковых горизонтальных калибрах из круглой заготовки симметричного неправильного шестигранника и чистовую прокатку готового профиля, отличающийся тем, что круглую заготовку обжимают со степенью деформации 10 12,5% с уширением 1 2% получая шестигранник с углом наклона боковых граней к большой диагонали 58,5 59^o, а перед чистовой прокаткой дополнительно формируют предчистовой профиль в виде неправильного симметричного восьмигранника шириной 0,95 0,97 диагонали готового профиля путем принудительного проталкивания шестигранного раската из предыдущего калибра через неприводные вертикальные фасонные ролики выводной арматуры, причем чистовое обжатие осуществляют в том же направлении, что и обжатие круглой заготовки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4