Повышение производительности станов холодной прокатки тонколистовой стали
Бринза В.Н, Кошка А.П.
Металлургия, 1965 г.
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ СТАНОВ И СТРУКТУРА ЦЕХОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТОНКИХ ЛИСТОВ
1. КЛАССИФИКАЦИЯ СТАНОВ
Станы холодной прокатки тонколистовой стали можно классифицировать но ряду признаков:
1) по числу рабочих валков;
2) по числу рабочих клетей;
3) по размерам выпускаемого продукта (толщине и ширине); 4] по виду выпускаемого продукта (жесть, автомобильный
лист и т. д.);
5) но конструкции рабочих клетей;
6) по назначению (прокатные, дрессировочные).
По числу рабочих валков станы холодной прокатки тонколистовой стали делятся на двух-, четырех- и многовалковые. Как указывается в работе [8]. применяются в некоторых случаях и трехвалковые клетн, имеющие фрикционный привод среднего валка от приводного опорного валка.
Наиболее широко применяются двухвалковые клети, которые представляют собой давно установившуюся конструкцию, имеющую целый ряд особых преимуществ (рис. 1). Существует мнение, что двухвалковые клети являются устаревшими. Однако эти клети являются универсальными, так как на них можно прокатывать продукцию всех видов. По сравнению с другими станами двухвалковые станы обладают преимуществом, связанным с большими возможностями захвата и обжатия, которые возрастают с увеличением диаметра валков.
Двухвалковые клети могут быть применены и для специальных целей. В частности, при прокатке крупных партий полос небольшого сортамента эти клети устанавливают последовательно.
Двухвалковые клети применяют также в случаях, когда требуется хорошая полировка поверхности готового проката. Улучшение качества поверхности достигается увеличением диаметра валков, так как при этом возрастает длина поверхности контакта полосы с валками
Из многовалковых клетей наиболее простои является четырехвалковая клеть (рис. 1,6), у которой отношение между диаметрами рабочих и опорных валков обычно равно 1 : 3. Оси рабочих валков лежат в плоскости, проходящей через оси опорных валков, либо несколько смещены на величину свала. Приводными являются рабочие валки.
Выбор диаметра рабочих валков зависит от ряда факторов. С уменьшением диаметра валков убывает давление металла на валки, уменьшается их сплющивание и снижается нагрузка на подшипники. Однако рабочие валки небольшого диаметра не могут быть приводными, поэтому передача крутящего момента производится через опорные валки. В этом случае значительно возрастают размеры узла привода (увеличение расстояния между осями приводных валков потребует увеличения диаметра ведущих шестеренных валков и т. д.). Боковой изгиб рабочих валков и их скручивание предупреждают специальными опорами (рис. 2).
Распространение станов с электроприводом через опорные валки ограничивалось возможным буксованием рабочего валка по опорному при работе стана. Однако последние исследования показали, что опасение буксования является необоснованным. Преимущества привода стана через опорные валки следующие [II]:
1) возможно применение в одной клети нескольких комплектов рабочих валков разных диаметров в соответствии с толщиной прокатываемой полосы;
2) возможно передать через шейки опорных валков значительно больший крутящий момент но сравнению с приводом на рабочие валки;
3) облегчается и ускоряется смена рабочих валков, так как нет необходимости отсоединять универсальные шпиндели;
4) снижаются требования по точности изготовления рабочих валков по диаметру, так как скорость прокатки определяется в данном случае окружной скоростью опорных валков;
5) размеры универсальных шпинделей для привода опорных валков практически не лимитируются, как это бывает при при воде рабочих валков;
6) шпиндели можно обеспечить хорошей системой смазки;
7) применение индивидуального привода опорных валков позволяет отказаться от установки редуктора, поэтому необходимость в тщательном подборе по диаметру парных опорных валков отпадает.
В последнее время наметилась тенденция к увеличению диаметра рабочих валков станов холодной прокатки. Так. в работе (12) показано, что вопрос об увеличении диаметра рабочих валков с 585 до 600 мм на пятнклетевом жестекатальном стане уже решен.
В работе [13] описано техническое развитие четырехвалковых станов со сменными парами валков разных диаметров. Для разных видов проката устанавливают рабочие валки большего или меньшего диаметра. При этом соотношение диаметров сменяемых валков находится в пределах 1 : 1, 25 ; 1 :2; стан работает во всех случаях при одинаковом диапазоне скоростей.
Другими видами многовалковых клетей являются шестивалковые, двенаднативалковые и двадцативалковые клети (рис. Ι,β), отличающиеся друг от друга системой опор рабочих валков. Существенным преимуществом многовалковых клетей является относительная дешевизна рабочих валков (диаметр валков, например, двадцативалкового стана достигает 32 мм. Это позволяет иметь в наличии большое количество готовых отшлифованных валков и в случае необходимости производить быстрые перевалки.
По числу рабочих клетей станы холодной прокатки тонколистовой стали делятся на одноклетевые и непрерывные, состоящие из 3—6 клетей.
Одноклетевые реверсивные станы при надлежащем выборе привода и управления им могут иметь значительную производительность. Такие станы применяют при производстве листов небольших партий при их широком сортаменте.
Для прокатки тонких и тончайших листов используют многовалковые реверсивные одноклетевые станы. Непрерывные станы применяют для производства тонколистовой широкополосной стали, если размеры полосы меняются по толщине и ширине в узких пределах. При этом с уменьшением толщины полосы потребное число клетей возрастает.
Для прокатки автомобильных листов толщиной 1,0—1.5 мм используют трех- и четырехклетевые станы; полосу толщиной 0,2 -0,5 мм (жесть) прокатывают на пятиклетевых станах.
По конструкции рабочие клети станов холодной прокатки можно разделить на две группы: симметричные и несимметричные. К симметричным относятся клети двух-, четырех-, шести-, двенадцати- и двадцативалковые, а к несимметричным клети трехвалковые и игрек-стан (восьмивалковый).
По назначению станы делятся на прокатные, осуществляющие процесс холодной прокатки, и дрессировочные, предназначенные для дрессировки — осуществления небольшого обжатия с целью увеличения поверхностной твердости листа. Операцию дрессировки применяют при обработке листовой стали, идущей для изготовления деталей методом глубокой вытяжки без образования трещин и надрывов.
Дрессировку производят на реверсивных и двухклетевых четырехвалковых станах (в старых цехах еще используют для этой цели двухвалковые клети).