Система калибров непрерывного стана

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству сортовых профилей проката. Основная задача изобретения - повышение производительности и улучшение геометрии и свойств фасонных профилей, прокатываемых на непрерывном стане. Предлагаемая система калибров содержит последовательно расположенные калибры, образованные установленными в клетях с заданным зазором парами валков, часть из которых выполнена с врезами на верхнем или нижнем валке. Система дополнительно содержит калибры, образованные вертикальными валками, между которыми установлены клети с горизонтальными гладкими валками. Первый калибр и расположенный перед фасонными калибрами выполнены с вертикальными валками, а последние калибры - фасонные, с чередующимися врезами на верхних и нижних валках. Перед чистовыми калибрами расположен транспортный калибр с вертикальными валками. Изобретение обеспечивает повышение производительности, а также улучшение геометрии и свойств профилей за счет повышения точности деформации. 1 ил.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении полосовых горячекатаных сортовых профилей.

Такие профили характеризуются тем, что ширина их поперечного сечения значительно больше высоты, а форма этого сечения может быть самой разнообразной (см., например, справочник В.В.Лемпицкого и др. "Сортовые профили проката". М. , "Металлургия", 1981, с.461-464). Полосовые профили производятся обычно на сортовых непрерывных станах (типа стана 300-2 ОАО "Магнитогорский меткомбинат"), клети дуо которых содержат как валки с гладкой бочкой, так и с врезами (ручьями) определенной конфигурации, образующие последовательно расположенные калибры, причем калибры с врезами сложной формы принято называть фасонными. Совокупность всех калибров стана образует систему, пригодную для прокатки конкретного профиля. Некоторые системы калибров приведены, например, в книге П.И.Полухина "Прокатное производство". М., "Металлургия", 1982, с. 276-301.

Известна система черновых калибров прокатных валков для прокатки фланцевых несимметричных профилей, содержащая закрытые калибры с чередованием раскрытия фланцев в сторону короткого и длинного фланцев, причем часть калибров расположена под определенным углом к их нейтральной линии (см. а.с. СССР N 1380812, кл. В 21 В 1/08, от 16.12.85 г.). Известна также система двухвалковых вытяжных калибров, содержащая последовательно расположенные круглые (или ребровые овальные) калибры с заданным отношением высоты калибра к диаметру, а также плоские овальные калибры с выпуклостью дна, определяемым по математической зависимости (см. а.с. СССР N 1360829, кл. В 21 В 1/00, от 27.12.85 г.).

Эти системы калибров неприменимы для производства полосовых сортовых профилей на непрерывных станах горячей прокатки.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является система калибров (схема калибровки) для прокатки желобчатой рессоры, приведенная в книге Н.В.Литовченко "Калибровка профилей и прокатных валков". М., "Металлургия", 1990, с.248, рис.131а.

Эта система калибров непрерывного стана горячей прокатки содержит последовательно расположенные калибры, образованные установленными в клетях с заданным зазором парами валков, часть из которых выполнена с врезами на верхнем или нижнем валке и характеризуется тем, что второй калибр образован двумя ручьевыми валками, а последующие фасонные калибры - закрытые (т.е. линии разъема их валков находятся вне пределов калибра).

Недостатком такой системы калибров является невозможность получения с ее помощью некоторых специальных полосовых профилей, например, профиля лемеха для плуга (см. вышеупомянутый справочник В.В.Лемпицкого, с. 462, рис. 360).

Современный непрерывный сортовой стан состоит из достаточного большого числа последовательно установленных друг за другом клетей. Для эффективной прокатки полосовых профилей на таком стане на повышенных (по сравнению с не непрерывными станами) скоростях необходима увеличенная длина раската, что уменьшает паузы (т.е. повышает производительность в "горячий" час) и оптимизирует температуру валков, нагреваемых металлом (чем меньше перепады этой температуры - тем выше точность прокатки). Это возможно при достижении больших (11...12-кратных) вытяжек, что вынуждает использование клетей с гладкими бочками валков, обеспечивающих большие обжатия и вытяжку до 50%. Но после нескольких проходов в таких клетях необходим "контроль" ширины раската, что осуществляется вертикальными валками при малых (в пределах 0,5...5,0%) вытяжках.

Технической задачей изобретения является повышение производительности и улучшение геометрии и свойств полосовых фасонных профилей, прокатываемых на непрерывном стане.

Для решения указанной задачи система калибров непрерывного стана, содержащая последовательно расположенные калибры, образованные установленными в клетях с заданным зазором парами валков, часть из которых выполнена с врезами на верхнем или нижнем валке, дополнительно содержит калибры, образованные вертикальными валками, между которыми установлены клети с горизонтальными гладкими валками, при этом первый калибр и расположенный перед фасонными калибрами выполнены с вертикальными валками, а последние калибры фасонные, с чередующимися врезами на верхних и нижних валках, и перед чистовыми калибрами расположен транспортный калибр с вертикальными валками.

Сущность заявляемого технического решения, прежде всего, состоит в том, что в систему добавлены калибры с вертикальными валками, обеспечивающие необходимую точность по ширине полосы (при больших обжатиях валками с гладкими бочками полоса уширяется от прохода к проходу, что необходимо периодически "контролировать"). Кроме того, калибры (вертикальные и фасонные), а также валки с гладкими бочками расположены в определенной последовательности.

Так, первый калибр - с вертикальными валками, осуществляющими обжатие боковых граней исходной заготовки. Это, как показали опыты (см. ниже), способствует "выкатыванию" некоторых дефектов, присущих горячекатаной заготовке и наиболее проявляющихся при больших обжатиях горизонтальными валками (трещины, волосовины и др.), т.е. после первого прохода возможен пропуск полосы через несколько (две-четыре) пар горизонтальных валков со значительной вытяжкой. Калибр с вертикальными валками расположен также перед фасонными калибрами, в которых трудно "контролировать" ширину раската.

С целью поддержания заданного скоростного режима (что особенно важно для непрерывного стана) перед чистовыми (обычно - их два) калибрами установлен транспортный калибр с вертикальными валками, что исключает какие-либо нежелательные воздействия на фасонные верхнюю и нижнюю грани профиля, способствуют улучшению его геометрии. Калибр назван "транспортным", так как в нем отсутствуют деформации поперечного сечения прокатываемой полосы.

Чередование врезов в валки фасонных калибров (с одновременным чередованием направления наклона боковых стенок калибров - см. чертеж) сделано для исключения "затекания" металла в разъемы между валками, что предотвращает появление характерного дефекта "ус".

Предлагаемая система калибров схематически показана на чертеже (даны наиболее характерные калибры).

Первый калибр (I) системы образован вертикальными валками 1, формирующими боковые грани 2 прокатываемой полосы 3. После этого калибра расположены пары (II) горизонтальных валков 4, обжимающих верхнюю 5 и нижнюю 6 грани раската, а за ними - вновь калибр (III) с вертикальными валками, предшествующий следующим парам (IV) горизонтальных валков. Перед первым фасонным калибром (VI) находится еще один калибр с вертикальными валками (V). Врезы в валки фасонных калибров чередуются - у калибра VI врез сделан в нижний валок 8, а выступ - на верхнем валке 7; при этом разъем 9 между валками - вверху, а наклон боковых стенок 10 калибра - наружу. У последующего фасонного калибра (VIII) врез выполнен в верхнем валке 7, выступ - на нижнем валке 8, разъем 9 между валками - внизу, а боковые стенки 10 калибра наклонены в противоположную, чем у калибра VI, сторону - внутрь. Транспортный калибр (VII) расположен между фасонными калибрами и перед первым чистовым калибром. Заштрихованные сечения - раскат.

Опытную проверку найденного технического решения производили на непрерывном сортовом стане 300-2 ОАО "ММК" при прокате в 14 клетях несимметричной лемешной полосы из ст. 50 (профиль 142 СУх9х5,5 мм) с шириной готового профиля 142 мм, максимальной его высотой (по выступу на верхней грани) - 12,5 мм и толщиной боковых кромок 5,5 и 9 мм. Сечение исходной заготовки; высота - 124 мм, ширина 124 мм. С этой целью варьировали местоположение калибров с вертикальными валками и клетей с горизонтальными валками, а также транспортного калибра. Наилучшие результаты (максимальная производительность и геометрия лемешной полосы, полностью соответствующая требованиям потребителей) получены при использовании заявляемой системы калибров. Другие варианты расположения названных калибров, а также наличие аналогичных врезов в валки хотя бы у одной пары смежных фасонных калибров приводили к снижению производительности на 8...23% (в зависимости от выбранного варианта), а также к ухудшению геометрии готовых профилей и к их отсортировке (в пределах 1,5... 7%) по размерам и различным дефектам поверхности.

Прокатка по известной схеме, взятой в качестве ближайшего аналога (см. выше) и не содержащей калибров с вертикальными валками и транспортного калибра, дала производительность в "горячий час" меньше, чем при использовании заявляемой системы, почти на 60%; при этом до 6% профилей было отсортировано по размерам и дефектам.

Таким образом, опыты подтвердили приемлемость предлагаемой системы калибров для решения поставленной задачи и ее преимущества перед известным объектом.

По данным Центральной лаборатории контроля ОАО "Магнитогорский меткомбинат" использование заявляемого технического решения при прокатке на стане 300-2 фасонной полосовой стали (типа лемешной полосы) повышает производительность, в среднем, в 1,3 раза и выход годного до 99,5% с соответствующим снижением себестоимости проката и повышением прибыли от его реализации.

Пример конкретного выполнения Фасонная лемешная полоса из ст. 50 (профиль 142СУх9х5,5 мм) прокатывается из заготовки сечением 124х124 мм с длиной 8 м на непрерывном сортовом стане с катающим диаметром горизонтальных валков 300 мм.

Прокатка ведется в 14 клетях, из которых: I, V, VIII и XII - с вертикальными валками, II, III, IV, VI и VII - с гладкими валками, а IX, X, XI, XIII, XIV имеют валки с фасонными калибрами, с чередующимися врезами (в верхний или нижний валок); XII клеть - транспортная.

Суммарная вытяжка в калибрах = 12,0.

Вытяжки по клетям (по ходу прокатки): 1,004 (B - калибр с вертикальными валками); 1,235; 1,331; 1,490; 1,029(B); 1,295; 1,325; 1,044(B); 1,253 (этот и далее - фасонные закрытые калибры); 1,285; 1,222; 1,225; 1,072.

Средняя скорость прокатки (на выходе) - 2,8 м/с.

Формула изобретения

Система калибров непрерывного стана для горячей прокатки полосовых профилей, содержащая последовательно расположенные калибры, образованные установленными в клетях с заданным зазором парами валков, часть из которых выполнена с врезами на верхнем или нижнем валке, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит калибры, образованные вертикальными валками, между которыми установлены клети с горизонтальными гладкими валками, при этом первый калибр и расположенный перед фасонными калибрами, выполнены с вертикальными валками, а последние калибры - фасонные, с чередующимися врезами на верхних и нижних валках, и перед чистовыми калибрами расположен транспортный калибр с вертикальными валками.

РИСУНКИ

Рисунок 1