Прокатка и калибровка экономичных тавровых профилей
Илюкович Б.М., Нехаев Н.Е. и др.
Киев: Техніка, 1990 г.
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ПРОКАТКИ ТАВРОВОЙ СТАЛИ
Прокатка тавровой стали в закрытых калибрах балочного типа
Прокатка тавровой стали и других профилей подобной формы может производиться с использованием закрытых калибров балочного типа. Некоторые калибровки и схемы прокатки тавровой стали с использованием балочных калибров приведены в работах [12; 13].
На рис. 7, а представлен один из наиболее распространенных вариантов калибровки, который раньше длительное время применялся в качестве типовой схемы при прокатке тавровой стали средних и крупных размеров па станах линейного типа. Этот метод имеет существенные недостатки, которые ограничивают область его применения и в основном сводятся к следующему [21.. В первых двух фасонных калибрах вследствие неравномерного обжатия по ширине происходит изгиб полосы в сторону менее обжимаемой части. Величина изгиба зависит от соотношения площадей участков с неравномерным обжатием и от значений коэффициентов обжатия и их соотношения. Наибольший изгиб полосы наблюдается в первом калибре, где происходит первоначальное
формирование профиля из заготовки прямоугольного или квадратного сечения. Для обеспечения прямолинейного выхода полосы из валков приходится устанавливать хорошо закрепленные длинные выводные линейки и проводки утяжеленной конструкции, которые из-за изгиба полосы подвержены быстрому износу. Требуется частая настройка стана, а в отдельных случаях и преждевременная замена выводной валковой арматуры, задачу полос в последующий калибр. Изгиб прокатываемых полос особенно опасен при прокатке тавровой стали больших размеров, когда возникают значительные боковые давления, сопровождающиеся резким искривлением полос, что нежелательно из соображений техники безопасности. Уменьшение последствий изгиба полос может быть достигнуто при применении роликовой арматуры. Формирующие калибры типа первого калибра на рис. 7, а используются и при прокатке тавровой стали на мелкосортных станах. Однако для мелкосортных линейных станов, особенно при работе без обводных аппаратов, влияние изгиба не столь существенно. Для предотвращения изгиба иногда устанавливают двойные линейки, а для устранения их смещения закладывают металлическую распорку между крайней линейкой и стойкой станины рабочей клети.
В третьем калибре рассматриваемой схемы (рис. 7, а) с формированием стенки в закрытой части калибра (такие калибры обычно называются ребровыми калибрами) предусматривается утонение полок и значительное увеличение их ширины за счет вынужденного уширения. Кроме того, в этом калибре контролируется высота стенки.
Остальные калибры, включая и чистовой, являются по существу несимметричными относительно вертикальной оси балочными калибрами. Для построения этих калибров, определения утяжки и приращения ширины полок используются с некоторыми ограничениями известные методы расчета калибровки двутавровых балок [14; 15] или опытные зависимости. Боковые обжатия полок в закрытых частях калибров только в редких случаях достигают существенной величины и обычно выбираются минимальными или отсутствуют совсем, особенно в предчистовых и чистовых калибрах. Чтобы получить необходимую ширину полок, принимают их повышенную утяжку и соответственно увеличивают высоту исходной заготовки.
В калибрах балочного типа условия деформаций отдельных элементов профиля различны по длине очага деформации. Разновременность деформации приводит к неравномерности ее по длине очага деформации, которая сопровождается перетеканием металла и возникновением внутренних напряжений, причем последние могут суммироваться с напряжениями, возникающими при охлаждении, металла на холодильнике.
Применяемые в настоящее время на многих металлургических заводах балочные калибры g повышенным уклонном наружных граней полок (открытых до 20— 22 %, закрытых до 5—8 %) смещают деформацию полок к концу очага деформации, существенно облегчают условия работы калибров и увеличивают их стойкость. При том уменьшается расход прокатных валков и возрастает число переточек, в процессе которых, как правило, полностью восстанавливается заданная ширина калибров. Следует отметить, что и ранее для тавровых калибров балочного типа находил применение уклон наружных граней открытых полок до 14—18 %.
При прокатке тавровой стали в закрытых калибрах балочного типа возникают значительные осевые усилия (рис. 8), так как осевые давления металла на валки при обжатии открытой полки приложены к разным валкам, направлены в противоположные стороны и ничем не уравновешиваются. Для компенсации осевых усилий, возрастающих с увеличением обжатия и уменьшением температуры прокатываемых полос, необходимо предусматривать на валках опорные конусы. Это требует увеличенного диаметра валков, и кроме того, уменьшает общее число калибров на валках данной клети. Кроме опорных конусов, много места вследствие глубоких врезов занимают промежуточные бурты, что дополнительно сокращает общее число калибров.