Система калибров для прокатки угловых профилей

181 А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1% И зй В 21 ИЗОБРЕТЕН И ИОАН ТВ НА ных валках, причем черновые калибры образованы выпуклыми ручьяь:и нижних и ручьями с кольцевыми выточками верхних горизонтальных валков, о тл н ча ю щ 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. ДЛЯ ПРО- имущести, соные,чистовой редую- нталь 00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(ТИ(71) Украинский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (53) 621.771,261.073(088.8) (56) 1. Фастовский 9.Г. Справочник прокатчика. М., фМеталлургия 1972 с. 2542, Там же, с. 214.(54) (57) СИСТЕМА КИ)ИВРОВ КЛТКИ УГЛОВЫХ ПРОФИЛЕЙ, пре эенно из полосовой заготовк держащая черновые, контроль развернутый предчистовой и калибры, расположенные в че щихся вертикальных и гориэо53Ьс10 15 Изобретение относится к прокатному производству и может быть ис"пользовано при производстве угловых профилей,Известна система калибров дляпрокатки угловой стали с испольэо"ванием профнлегибочного агрегата 11).В черновой группе стана горячейпрокатки получают в вертикальных игоризонтальных калибрах иэ прямоугольной заготовки полосовой подкат, причем в горизонтальных валках он прокатывается на гладкойбочке со свободным Уширением. Вчистовой группе использованы трикалибра в гориэонтальных валкахи один контрольный калибр, расположенный в вертикальных валках. Первый горизонтальный калибр выполнен открытым, в нем ручьи верхнегои нижнего валков имеют кольцевые вы- .20емки, расположенные друг против друга. Предпоследний горизонтальный калибр имеет кольцевую выемку толькона ручье верхнего валка, В последнемгоризонтальном калибре на ручье.верхнего валка имеется кольцеваявыемка, а против нее в ручье нижнего валка .располагается кольцевойгребень. 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 пол.ками. В трех калибрах профилегибочного стана подкат подгибается донормальной формы уголка.Недостатком этой калибровки является то, что для получения по нейуголка требуется. испольэовать два 40агрегата.Наиболее близкой к изобретениюявляется 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 калибрыобразованы выпуклыми ручьями нижних и ручьями с кольцевыми выемкамиверхних горизонтальных валков 2 ).Недостатком этой системы калибровявляется ненадежное прилегание раската к рабочей поверхности контрольного калибра, образованного вертикальными валкап".и, что может привести к дефектам в готовом профиле.Цель изобретения - повышениекачества проката путем обеспечения 60надежного прилегания полосы к поверхности валков в вертикальныхконтрОльных калибрахПоставленная цель достигаетсятем, что в системе калибров для 65 прокатки угловых профилей, преиму-,щественно иэ полосовой заготовки,содержащей черновые, контрольные,развернутый предчистовой и чистовойкалибры, расположенные в чередующихся горизонтальных и вертикальныхвалках, причем черновые калибры образованы выпуклыми ручьями нижнихи ручьями с кольцевыми выточкамиверхних горизонтальных валков, ручьи нижних валков черновых калибровснабжены рядами кольцевых гребней,последовательно увеличивающихсяпо высоте от разъемов к серединекалибра, причем каждый иэ гребнейограничен в сечении радиусными кривыми, и радиус кривой от вершины.гребня в сторону Разъема калибрабольше, чем от его вершины в сторону середины калибра, а высота формирующих полки профилей участковкалибра выполнена возрастающейразъемам калибра.На фиг, 1 - 6 изображена система:калибров; на фиг, 7 - черновой горизонтальный калибр.Система калибров содержит черновые 1 - 4, предчистовой 5 и чистовой б калибры. Черновые калибры 1и .3 располагаются в горизонтальных,а калибры 2 и 4 - в вертикальныхвалках, Предчистовой калибр 5 выполнен развернутым,Полосовая заготовка 7 задаетсяв черновой горизонтальный калибр 1.РУчей верхнего валка калибра снабжен кольцевой выемкой 8, в которойформируется угол раската 9. Ручейнижнего валка снабжен кольцевымигребнями 10 и 11. Гребни равномернорасположены на участках формирова"ния полок уголка. Высота Ь 2 гребня10, расположенного дальше от разъе-.мов 12 калибра, больше высоты Игребня 11, расположенного ближе кразъему валков. Кривая 13, ограничивающая поперечное сечение гребней,выполнена переменными радиусами,причем более пологая часть кривойобращена к разъему валков г г Расстояние Н. по нормали между ручьями верхнего и нижнего валков у разъема калибров больше, чем расстояниеН 2 между ними у кольцевой выемки 8верхнего ручья. Таким же образомвыполнен и черновой калибр 3. Благодаря наличию описанных гребней нараскате образуются продольные канавки 14. Расстояние по нормали междуобразующими ручьев калибра,у разъемов валков больше, чем у кольцевойканавки верхнего ручья Н Н.Поэтомупри обжатии заготовки в этом калиб-ре масса металла в поперечном сечении раската распределяется такимобразом, что у кромок металла боЛьше, чем у формируемого угла раска"тов, Благодаря этому остываниекромок происходит медленнее, чемугла раската. Этому способствуети большая плошадь излучения канавоку вершины раската,При задаче раската в черновой вертикальный калибр 2 происходит изгиб 5полосы. в месте расположения канавок.В результате того, что канавки.имеют различную глубину, соответствукщую высотам гребней,а толщина раската у кромок боль ше, чем у вершины угла, сечениераската имеет на различных участкахразличные моменты сопротивления деФормации. При обжатии в вертикальных валках под действием прилагаемых к кромкам раската усилий происходит изгиб раската вокруг горизонтальной оси, проходящей черезформируемый угол раската в продольном направлении. Так как высота греб.ней в ручьях нижних валков горизонтальных черновых .калибров уменьшается в сторону разъемов валков,то привходе раската в очаг деформации происходит изгиб в первую очередь в сече.,нии последней от разъема канавки,деФормация изгиба прекращается, после того, как участки профиля, расположенные между двумя ближайшими гребнями на противоположных полках рас-ката, полностью соприкасаются с ЗОповерхностью ручьев калибра. Сразу после этого начинается деформация изгиба в сечениях следующейпары канавок, расположенных ближек разъемам, процесс протекает так 35же, как и с первой парой канавок ит.д. Таким образом происходит последовательное прилегание раската. к поверхностям калибра,Это обеспечивает устойчивый процесс прокатки в 40вертикальных валках, Геометрические размеры гребней должны оп"ределяться из условия их полногозаката без,образования дефектовна поверхности готового профиля,Для обеспечения этого условия достаточно, Чтобы отношение высотыгребня к ширине его основания непревышало 1/5, а .обжатие должно превышать высоту гребней.Форма поперечного сечения гребней способствует получению гладкойповерхности раската после выхода изразвернутого предчистового калибра,При развороте подката в предчиствовом калибреволокна металлов на55внутренней стороне раската испытывают растяжение. Сочетание Формы гребней, имеющих более пологую часть состороны разъема валков, с развернутой Формой предчистового калибра 60гарантирует получение поверхностипрофиля без закатов.Так как наличие канавок на раскате увеличивает площадь его поверхности, то следовательно возрастает 65потеря 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. Шаг между гребнями можно рассчитать по зависимости;7: - (1и где 2 - длина полки раската посредней линии;и - 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 распредЬ- ления температуры по ее сечениюоГ достигающая 1-3 С на 1 мм.В процессе прокатки угловой стали неравномерность распределения температуры по ширине раскатов увеличивается, Например, для угловой стали 50 х 50 х 6 через 30 с охлаждения разность температур между .концами полок и вершиной уголка достигает 40-50 С,Для определения расстояния пэ нормали между дном нижнего и верхнего Ручьев калибра можно использовать следующую зависимость: 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 выемкиверхнего ручья ка либра;температура деформируемого металла на кромках раската;температура деформируемого где Н Т 2 -металла у вершины формируемого угла раската. Эта зависимость учитывает понижение температуры раската вследствие теплоизлучения, являющегося основньм фактором потери тепла. В соответствии с этой зависимостью рас"стояние по нормали между дном верхнего и нижнего ручьев должно изменяться по кривой четвертого порядка.С цельюупрощения 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+9- с.. - минимальный радиус валкаиИпу вертикали, проходящей череэ кольцевую выемку ручьяверхнего валка;Яи 8 - опережение металла взонах, соответствующихВ;и ВП р и м е р ПрИменение системы калибров для прокатки угловой стали 50 х 50 хЗ мм по ГОСТ 8509-57 на полунепрерывном стане 350.В качестве заготовки принимаем полосу размерами 100 х 10 мм. При градиенте падения температуры 1-ЗОС на 1 мм разность температуры между серединой и краями заготовки составляем 50-150 С, Обжатие полок угловой стали у вершины формируемогоугла устанавливается, близким к принятым на станах данного типа. Рас-,стояние по нормали между контурамиверхнего и нижнего ручьев в горизон.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 сече 10 нию 50 С при падении температурыв каждом проходе на 10 С расстояниепо нормали между контурами ручьевгоризонтальных калибров по фоРмуле (2) составляет при температуре15 началапрокатки 1100 С 3, 8; 6,4 и9,8 мм,Чистовой и развернутый предчистовой калибры строятся по известнымметодикам. Число гребней в ручьяхнижних горизонтальных черновыхвалков принимаем равным 4. Высота парыгребней, расположенных у формируемого угла профиля в третьем от предчистового против хода прокатки го 5 ризонтальном калибре, меньше величины обжатия в последующем калибре исоставляет 1,9 мм, ширина у основа-.ния 9,5 мм, размеры пары гребнейу разъемов. соответственно 1,2 и 6 мм,В следующем по ходу прокатки горизонтальном калибре соответствующиеразмеры составляют 1,2 и 6 мм 1 0,8и 4 мм. Остальные параметры калибров можно рассчитать по известнымметодикам.35,Профили, полученные с использованием предложенной систеж калибров,имеют хорошо проработанные без поверхностных дефектов полки и кром ки. Уменьшается Величина изгибаштанг при остывании их на холодильнике. Повышение стойкости калибровуменьшает 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 50 производства 50 тыс. т в год.1.041181 Составитель А.Масловедактор Н.Швыдкая ТехредМ.Надь орректор А.Зимокосов дписно ПП фПате 4 г. Уагород, ул. Проектн лиал каз 7015/7 ВНИИПИ Государс по делам из 113035, Москва, Тирам 8 венного бретений Ж, Ра омитета СССРи открытийуыская наб., д.