Способ непрерывной прокатки двутавровых профилей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(51) В 21 В 1/12 У ,ИЙ ЕНИЯ М.М.еис.415 ровка х стас.24,с.825-828 еег, 1974 йо п.1, о т л и ч аем, что в последнеме прокатку ведут в о калибре с обжатием и высоте фланцев пр щ И но то 30 лям проходбалочнопо шейк к ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ОПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ( 71) Западно-Сибирский металлургический завод им.50-летия Великого Октября и Уральский политехнический институт им. С.М,Кирова(54)(57) 1. СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОКАДВУТАВРОВЫХ ПРОФИЛЕЙ, включающий последовательную деформацию заготовкив горизонтальных закрытых черновых балочных калибрах, имеющих чередующиеся уклоны ло наружным граням фланцев, и промежуточное осаживание в вертикальных балочных калибрах, причем в процессе прокатки осуществляют чередование обработки открытых и закрытых фланцев, а открытые фланцы подгибают перед задачей в следующий калибр, а также деформацию заготовки в чистовых универсальных балочных калибрах, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения благоприятных условий входа полосы в валки и исключения окова ею валков на выходе из калибра, а также увеличения интенсивности обжатия фланцев,в вертикальном осаживающем калибре, следующемЯ за разрезным калибром, боковым граням фланцев придают уклоны, соответствуют ф щие уклонам последующего горизонталь- фного балочного калибра, а во всех ка- С либрах черновой группы балочную заготовку прокатывают с уклона)щ 15-30 у открытых фланцев и 8-12 у закрытых фланцев.2. Способ ю -ийся т черИзобретение относится к сортовой прокатке и может быть использовано при прокатке двутавровых профилей на непрерывных станках, снабженных горизонтальными вертикальными и универ". сальными клетями.. 5Известен способ прокатки,двутавровых балок на линейных и последовательных станах с применением закрытых . балочных калибров с чередованием обработки открытых и закрытых фланцев после каждого прохода. При этом уклоны наружных граней (выпуски) калибров составляют 2-4 у закрытых Фланцев, 5-8 у открытых фланцев с прямой шей- . кой и 10-12 с изгнутой шейкой Г 1 .Прокатка по этому способу характеризуется тем, что после каждого прохода (или нескольких проходов) передний и задный концы полосы чередуются при задаче в .валки. При таком чередовании на обоих концах полосы вследствие отставания металла шейки в очаге деформации образуются так называемые "языки" - местные удлинения средней части раската 2 . Благодаря "языку" облегчается вход 25 металла в валки, так как "язык" захва. тывается валками вначале и втягивает полосу в калибр, несмотря на то, что ширина ее по отогнутым фланцам больше ширины калибра по закрытым флан- З 0 цам: в процессе захвата полосы валками производится противоизгиб фланцев. "Язык" способствует также надежному съему полосы с валков.Недостатком этого способа является ограниченная производительность прокатных станов. Кроме того, чередование открытых и закрытых фланцев ограничивает величину уклонов и обжатия по толщине открытых фланцев, так как величина отжатия фланцев прямо пропорционально зависит от величины уклона открытого фланца. С увеличением выпуска открытых фланцев более 10-12 ухудшаются условия входа открытых фланцев раската в закрытые 45 фланцы калибра, профиль получается не- неустойчивых размеров и появляется закат по полке. Поэтому при таком способе прокатки. увеличенные. выпуски до 15-20 не рекомендуются ГЗ 1.50Известен способпрокатки балок в закрытых калибрах без чередования обработки открытых и закрытых фланцев в двух смежных калибрах, причем при переходе от одной пары к другой в первом калибре следующей пары реко- . мендуется иметь изогнутую шейку 4 .Преимуществом такого способа является более равномерное распределение интенсивности деформации по се,чению полосы и сокращение затрат энергии. Однако выпуски калибров по открытым-флаицам ограничены величиной 10, что приводит к укаэанным недостаткам,Известен также способпрокатки балок на непрерывных станах, состоящих из реверсивной клети и непрерыв ной группы Г 53.По этому способу прокатка в реверсивной клети ведется в открытых или закрытых разрезных и балочных калибрах, в непрерывной группе - в закрытых балочных калибрах с обычными значениями выпусков, а также в универсальных балочных калибрах. При прокатке в реверсивной клети за 3-5проходов на переднем и заднем концах раската образуется указанный "язык", который облегчает прокатку в закрытых калибрах непрерывной группы стана.Недостатком этого способа является то, что применение реверсивной клети приводит к понижению производительности, к недостаточно полному использованию возможностей непрерывной группы стана,Наиболее близким к предлагаемомуспособу является способ полностьюнепрерывной прокатки двутавровых профилей 6 .По этому способу прокатка ведется в закрытых балочных калибрах собычными значениями выпусков. Полоса получает в каждой клети один проход и заходит в валки всегда передним концом.При этом, как показал опыт эксплуатации таких станков и специальныеисследования б, "язык" на переднейчасти раската, несмотря на преимущественное обжатие по шЕйке, не образуется, а металл на переднем конце расслаивается.Это явление объясняется особенностями скоростного режима теченияУметалла в очаге деформации. Как известно, окружная скорость валков повершине фланца значительно ниже, чемпо шейке, поскольку диаметр валковпо фланцу всегда меньше, чем по шейке. Так как скорость выхода металлаиз валков устанавливается соответственно среднему катающему диаметру,то полоса по фланцу опережает валок,а по шейке металл отстает от окружной скорости валка. Поэтому на шейке полосы по всей длине очага деформации имеет место зона отставания,вследствие чего на переднем концеполосы наблюдается утяжка и расслоение металла, а на заднем концеобразование "языка". Отсутствие"языка" на переднем конце полосы существенно затрудняет условия входаее в калибр и условия съема ее с валков выводными проводками, так какзахват полосы валками и выход раската иэ калибра начинаются не по шейке (как это бывает при наличии "языка"), а по фланцу. Поскольку ширинаполосы по открытым фланцам большеширины калибра по закрытым Фланцам,при входе ее в калибр получаютсяудары отогнутых фланцев полосы о валки, а так как металл в закрытых фланцаХ .калибров несколько защемляется,то ггри раскате из валков получаютсяудары его о выводные проводки, чтоприводит к понижению стойкости проводок, их поломкам и окову валковполосой, Иэ-эа этих причин освоитьпроизводство балокпо такому способуне удается.. Целью изобретения является обеспечение благоприятных условий входаполосы в валки, исключение окова еювалков на внходе из калибра и повышение тем самым стойкости выводныхпроводок, а также увеличение интенсивности обжатия фланцев двутаврового профиля.Для достижения цели в способе непрерывной прокатки двутавровых профилей, включающем последовательнуюдеформацию заготовки в горизонтальных закрытых черновых балочных ка-.либрах, имеющих чередующиеся уклоны,по наружным граням Фланцев, и промежуточное осаживание в вертикальныхбалочных калибрах, причем в процессе прокатки осуществляют чередованиеобработки открытых и закрытых фланцев,а открытые фланцы подгибают перед задачей в.следующий калибр, а также деформацию заготовки в чистовых универсальных балочных калибрах, боковымграням фланцев в вертикальном осаживающем калибре, следующем за разрезным калибром, придают уклоны, соответствующие уклонам последующего горизонтального балочного калибра, а вовсех калибрах черновой группы балочную заготовку прокатывают с уклонами 15-30 у открытых фланцев и 8-12 40у закрытых фланцев, причем в последнем черновбм проходе прокатку ведутв открытом балочном калибре с обжатием 10-30 по шейке и высоте фланцев профиля. 45На фиг.1-.16 показана последовательность обжатий профиля.в калибрах,причем на фиг.1-10 показаны черновые.проходы, а.на фиг.5 и 6 - два возможных варианта подгибки фланцев: выпрямление (фиг.5) и обратный изгиб(фиг.б).Способ прокатки осуществляетсяследующим образом.Прямоугольная заготовка прокатывается в открытом разрезном калибре(фиг.1) и обжимается по ширине в вертикальном осадочном калибре (фиг.2) для получения необходимого уклона боковых граней и душной ширины. Затем разрезная заготовка прокатывает ся в двух закрытых балочных калибрах с увеличенным выпуском без чередования открытых и закрытых фланцев (фиг.З и 4), после чего производитсявыпрямление (фиг.5) или обратный иэ гиб (фиг.б) Фланцев, и раскат прокатывается снова в двух закрытых балочных калибрах с увеличенным выпуском, направление которого противоположно направлению выпуска в первой паре закрытых калибров. Далее производится выпрямление фланцев, и черновой двутавровый профиль окончательно калибруется в открытом балочном калибре (фиг.10).Для надежного захвата разрезной заготовки в первом балочном калибре без зашемления полосы и окова валков при выходе из него необходимо, чтобы уклон боковых граней разрезной заготовки ур соответствовал выпуску закрытого фланца первого балочного калибра У 1, а ширина разрезной заготовки В составляла 0,92-0,96 ширины шейки этого калибра В. При таком соотношении Вр/Вуширение металла близко к свободному, и при соответствии бокового контура разрезной заготовки контуру боковой стенки калибра защемления полосы в калибре не произойдет. При большем значении отношения В р /В возможно значительное стеснение уширения, что может привести к защемлению полосы в калибре, а при В /В 0,92 возможно незаполнение калибра.Благодаря увеличенным выпускам и отсутствию чередования открытых изакрытых Фланцев в смежных балочных калибрах, расположенных между вертикальными калибрами, обеспечиваются хорошие условия входа полосы и калибра,.интенсивное ббжатие фланцев по толщине и надежный выход раската из калибра без окова валков при достаточно хорошей стойкости проводковой арматуры. Для достижения указанного эффекта выпуски балочных калибров должны находиться в пределах 15-30 у открытых фланцев. При меньших значениях выпусков,как показал опыт работы на непрерывном стане 450 ЗСМЗ нарушается устойчивость процесса, появляется склонность к окову валков полосой, имеют место удары,при входе полосы в калибр и выходе переднего конца раската из валков, ухудшаются условия работы проводковой арматуры. Большие значения выпусков приводят к очень большим пере-. гибам фланцев, что может вызвать появление дефектов в местах соединения миланцев и шейки.Благодаря обработке двутаврового профиля в вертикальных калибрах (фиг.5 или 6) обеспечиваются примерное соответствие уклона внешней грани полосы у .выпуску закрытого фланца последующего балочного калибра У и уменьшение ширины двутаврового профиля по открытым фланцам до величины,близкой к ширине по закрытым фланцам последующего балочного калибра, что необходимо для надежного входа поло- сси в этот калибр без разлохмачивания переднего конца и ударов полосыо валки. Отгибание фланцев должнопроизводиться без изменения шириныВ шейки двутаврового профиля, таккак обжатне шейки по ширине в вертикальных клетях может привести к потере устойчивости шейки и несимметричности прокатываемого профиля,Чередование обработки открытых изакрытых фланцев (т.е, изменение направления выпуска закрытых калибров)зависит от особенностей расположениявертикальных клетей на стане. На станах, где.вертикальные клети расположены через одну горизонтальную, чередование обработки фланцев можно делать через один проход, а на станах,снабженных горизонтальными и комбини рованными (вертикально-горизонтальными) клетями, чередование обработкифланцев целесообразно проводить через 202-3 закрытых калибра. Большее количество проходов в закрытых калибрахбез изменения направления выпускаделать нецелесообразно, так как этоможет привести к значительной разнице открытых и закрытых фланцев по высоте и толщине.Обработка раската в открытом балочном калибре перед задачей в универсальные калибры чистовой группыобусловлена необходимостью получениясимметричных по высоте фланцев и ровной шейки, так как в предыдущих проходах благодаря поочередной обработке открытых и закрытых фланцеввысота их может получиться неодинаковой (приращение открытых фланцевне равно утяжке закрытых Фланцев),а шейка профиля может несколько изгибаться при выпрямлении Фланцев впредыдущей вертикальной клети. При 40этом коэффициент деформации фланцевпо высоте и коэффициент обжатия шейки должен составлять 1,10-1,30. Применьших значениях указанных коэффициентов может быть не получен эффект 45выравнивания высоты Фланцев и полноговыпрямления шейки, а превышение верхнего значения их может привести к потере устойчивости фланцев и переполнения калибра. 50В чистовых проходах прокатка проводится в обычных универсальных балочных калибрах.П р и м е р . Способ был реализован на непреРывном среднесортнс 1стане 450 Западно-Сибирского металлургического завода. Для этого навалках рабочих клетей черновой группы стана были нарезаны следующие калибры для прокатки двутавровой балки Р 14:60клеть 1 - открытый разрезной калибр (по фиг.1),клеть 2 - вертикальный осадочныйкалибр с уклоном дна10 (по фиг.2)ф 65 клети 3и 4 закрытые прямые балочные калибры без чередования открытых и закрытых фланцев с выпусками 15 у открытых фланцев и 10 - у закрытыхФланцев (по фиг.3,4), клеть 5 - вертикальный ящичныйкалибр с прямым дном(по Фиг.5),фклети би 7 закрытые балочные калибры без чередования обработки фланцев с выпусками открытых и закрытых фланцев соответственно н клети 6-15 и8 (по Фиг.7),в клети 7 - 20 и 10(по фиг.9)клеть 9 - открытый балочный калибр (по фиг,10),Уклон боковых граней разрезнойзаготовки, получаемой но втором проходе, соответствовал ныпуску закрытых Фланпев первого балочного калибра (фиг.3), а отношение В /Всоставляло 0,932. Чередование открытых и закрытых фланцев производилось через два прохода после выпрямления отогнутых Фланцев (фиг,5). В.первой паре закрытых балочных калибров без чередования Фланцев (фиг.Зи 4) выпуски карибров были постоянными, а у второй пары таких калибров(клети б и 7) они увеличивались походу прокатки. Коэффициенты обжатияв открытом балочном, калибре клети 9составляли 1,147 по высоте фланцеви 1,272 по толщине шейки. По толщине фланцы в этом калибре не обжимались.Для прокатки применяли заготовкуиз стали марок ст.З, ст.5, 10 Г 2 Сс размерами поперечного сечения150 х 150 Мм.Прокатка во всех клетях станапроходила устойчиво, без задержек иударов при входе полосы в валки ивыходе раската из калиброн. Оковавалков полосой и склонности к нему,а также расслоения переднего концаполосы не наблюдалось. При весьмаинтенсивном обжатии открытых фланцевдвутаврового профиля, характеризуемом коэффициентами обжатия по толщине до 1,5-1,65, переполнения калибров, боковых лампасов и других дефектов профиля не наблюдалось. Благодаряотсутствию обжатия в вертикальныхклетях 5 и 8 при выпрямлении фланцевпотери устойчивости шейки не отмеча-,лось. В последнем черновом проходефиг.10 получали симметричный профиль со стабильными размерами, кото966976 Составитель А.МаслоБородкина Техред С.Мигунова рректор Г,Огар ктор 1142/5 Тираж 796 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д.4/5к Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Филиал рый беспрепятственно прокатывали вуниверсальных клетях чистовой группыстанаВ целом процесс прокатки балки проходил устойчиво, что.позволило по лучить 3600 т двутавровых балок Р 14 по ГОСТ 8239-72, в т.ч, 92,5 первого сорта.Предлагаемый способ прокатки позволит организовать производство высококачественных двутавровых профилей, включая тонкостенные, на непоерывном среднесортном стане.