Конструирование калибров. Основы калибровки прокатных валков Системы вытяжных калибров

Калибровка профилей и валков, предназначенных для прокатки круглой и квадратной стали

К горячекатаной круглой стали согласно ГОСТ 2590-71 относят профили, имеющие в поперечном сечении форму круга диаметром от 5 до 250 мм.

В общем случае схема калибровки круглой стали может быть разделена на две части: первая представляет собой калибровку для черновых и средних групп клетей и удовлетворяет ряду профилей, являясь в этом смысле общей для нескольких конечных профилей различного сечения (квадратной, полосовой, шестиугольной и др.), а вторая предназначена как определенная система для последних трех - четырех клетей и свойственна только данному профилю круглой стали. В черновых и средних группах клетей могут применяться системы калибров: прямоугольник - ящичный квадрат, шестиугольник - квадрат, овал - квадрат, овал - вертикальный овал.

Для последних трех - четырех профилирующих клетей система калибров также не является постоянной. Определенная закономерность наблюдается только в последних двух клетях: чистовая имеет круглый калибр, предчистовая - овальный, калибр третьей клети от конца прокатки может быть различной формы, от которой и зависит система калибровки.

Общие схемы калибров последних четырех проходов при прокатке круглой стали. Из этих схем следует, что в качестве предчистовых применяют овальные калибры двух форм: однорадиус- ные и с закруглением прямоугольников - так называемые «плоские» калибры. Первую схему используют при прокатке круглой стали большинства профилеразмеров, вторую - главным образом для круглой стали больших диаметров и арматурной стали.

По первой общей схеме прокатки можно отметить семь типов калибров, применяемых в предовальной клети. По второй общей схеме наибольшее применение нашли калибры только двух видов: ящичный квадрат 1 и квадрат 3, врезаемый на бочке валка при расположении по диагонали.

Системы и форма калибров, применяемых для черновых и средних групп клетей, могут быть весьма разнообразными и зависеть от ряда факторов, главные из которых-тип стана и конструкция его основного и вспомогательного оборудования.

В настоящее время существует ряд приемов построения чистового калибра для круглой стали: очерчивание калибра двумя радиусами из разных центров; снятие фасок у разъемов валков с целью предотвращения лампаса малой толщины подрезов раската буртами калибра; образование выпуска очертанием калибра по разъему и т.д. Практика показывает, что чистовой калибр, очерченный одним радиусом и имеющий лишь один размер - внутренний диаметр, не удовлетворяет требованиям получения геометрически правильного качественного профиля, особенно профиля большого диаметра. Как правило, в таком калибре, даже при самом незначительном изменении технологических условий (понижении температуры прокатки, выработке валков предчистового калибра, увеличении высоты овала и др.) ручьи переполняются металлом. Получение профиля в соответствии с формой чистового калибра требует постоянного контроля размеров предчистового овального раската. В случаях переполнения калибра не всегда удается выдержать диаметр профиля, даже в пределах плюсового допуска.

В целях устранения отмеченных недостатков рекомендуется для профиля круглой стали конструировать чистовой калибр с развалом (выпуском), т. е. предусматривать несколько больший горизонтальный диаметр по сравнению с вертикальным. Это необходимо также в связи с тем, что раскат овального сечения, поступающий в чистовой калибр, имеет пониженную температуру в местах по концам большой оси и тепловая усадка готового профиля при охлаждении в направлении горизонтального диаметра несколько больше, чем в направлении вертикального диаметра. Интенсивный износ чистового калибра круглой стали по вертикали вследствие большего обжатия также способствует превышению размера на 1-1,5% горизонтального диаметра над вертикальным.

Круглую сталь на отечественных заводах стремятся прокатывать по минусовым допускам.

Определение размера горизонтального диаметра по разъему чистового калибра рекомендуется по аналитически выведенным уравнениям (Н. В. Литовченко) с учетом размеров диаметров профиля.

Цель работы : знакомство с принципами калибровки валков для проката квадратного и круглого профилей.

Теоретические сведения

I. Общие вопросы калибровки валков.

Сортовой прокат получают в результате несколько: последовательных пропусков число которых зависит от соотношения размеров и формы начального и конечного сеченая, при этом в каждом пропуске сечение изменяется С постепенным приближением к гото­вому профилю.

Прокатка сортового металла осуществляется в калиброванных валках:, т.е. в валках, имеющих специальные вырезы, соответствующие требуемой конфигурации проката в ленном пропуске. Кольце­вой вырез в одном валке /рис. 4".Л/ называется ручьем I, a просвет двух ручьев расположенных одним над другим совместно работающих с учетом зазора между ними называется ка­либром 2.

Прокатка в калибрах, как правило, является примером ярко выраженной неравномерной деформации металла и в большинстве случаев стесненным уширением.

При калибровке прокатных валков величину обжатия по про­пускам приходится принимать одновременно с определением последо­вательных форм и размеров калибров /рис. 42.2/, обеспечивающих получение качественного проката и точных размеров профиля.

Калибры, применяемые при прокатке, разделяют на следующие основные группы в зависимости от их назначения.

Обжимные или вытяжные калибры -предназначены для уменьшения площади поперечного сечения слитка mm заготовки. Вытяжными калибрами являются квадратные с диагональным расположением, ромбические, овальные. Определенное сочетание указанных калиб­ров образует системы калибров, например ромб-квадрат, овал-круг и т.д. /рис.42.3/.

Черновые иди подготовительные калибры», в которых наряду с дальнейшим уменьшением сечения проката производится обработка профиля с постепенным приближением его размеров и форм к конеч­ному сечении.

Отделочные или чистовые калибры , придавшие профилю оконча­тельный вид. Размеры этих калибров на 1,2...1,5% больше готового профиля; припуск дается на усадку металла при его охлаждении.

2. Элементы калибра

Зазор между валками. Высота калибра складывается из глубины вире зов в верхнем h t и нижнем h2, валках и величины S между валками

При прокатке давление металла стремится раздвинуть валки, при этом зазор 5 увеличивается, что называют отдачей, или пру­жиной, валков. Так как чертеж калибра отображает его форму и размеры в момент прохождения полосы, то зазор между валками при к установке в клети принижается меньше зазора, указанного на чертеже, на величину отдачи валков, Вместе с этим необходимо учитывать то обстоятельство, что при работе расстояние между валками по ряду причин /изменение марки стали, износ валков и т.п./ приходится менять с целью настройки стана. Эту настройку можно осуществлять, если предусмотрен зазор между валками, ко­торый принимается для обжимных станов I...I.5%, для других ста­нов 0,5..1% от диаметра валка.

Выпуск калибра. Боковые стенки ящичного калибра /рис.42.3" имеют некоторый наклон к оси валков. Этот наклон стенок калибра называют выпуском. При прокатке выпуск калибра обеспечивает удобную и правильную задачу полосы в калибр и свободный выход полосы из калибра. При перпендикулярном выполнении стенок калибра к оси валков наблюдалось бы сильное защемление полоса создавалась бы опасность оковывания валков, поскольку уширение практически всегда сопутствует процессу прокатки. Обычно вы­пуск калибра удавливается в процентах /~ 100 %/ или в градусах µ и принимается для ящичных калибров 10..20%

Верхнее и нижнее давление Весьма важно при прокатке обеспечить прямолинейный выход полосы из валков. Для этой цели используют проводки, так как при прокатке имеются причины, вызывавшие изгиб полосы в сторону верхнего и нижнего валков, то это требует установка проводок на нижнем и верхнем валках. Но этой установки

можно избежать, если полосе заранее дать определенное направление что достигается применением валков с разными диаметрами. Разницу между диаметрами вилков принято условно называть "давлением", Воли диаметр верхнего валка больше, говорят о "верхнем давлении" /рис. 42.4/,

если принят большим диаметр нижнего валка, то в данном случае имеется "нижнее давление". Величина давления выра­жается разностъю диаметров в миллиметрах. Для сортовых ставов стремятся иметь верхнее давление на более I % от среднего диаметра валков.

Размеры и допуски калибра несколько отличаются от раз­меров и допусков прокатываемого профиля, что объясняет­ся различными коэффициентами температурного расшире­ния металлов и сплавов при нагревании. Например, разме­ры чистовых калибров для горячей прокатки стальных профилей должны быть в 1,010-1,015 раза больше разме­ров готовых профилей.

Размеры калибров во время про­катки увеличиваются, что обусловлено их выработкой. При достижении размеров, равных номинальным плюс допуск, калибр становится непригодным для дальнейшей работы и его заменяют новым. Поэтому чем больше допуск на раз­меры профиля, тем больше срок службы калибров, а сле­довательно, и производительность станов. Между тем уве­личенный допуск приводят к излишней затрате металла на каждый метр длины выпускаемой продукции. Необходимо стремиться получать профили с размерами, отклоняющи­мися от номинальных в меньшую сторону.

На практике строят калибры не плюсовыми, а по средним допускам или даже с некоторым минусом. Усовершенствование оборудо­вания прокатных станов, улучшение технологии производ­ства и внедрение автоматической аппаратуры для настрой­ки валков будут способствовать выпуску прокатной про­дукции с повышенной точностью.

ГОСТ 2590-71 предусматривает производство круглой стали диаметром от 5 до 250 мм.

Прокатку этого профиля в зависимости от марки стали и размеров осуществляют по-разному (рис. 116).

Способы 1 и 2 отличаются вариантами получения предчистового квадрата (квадрат точно зафиксирован по диагонали и имеется возможность регулировать высоту). Способ 2 является универсальным, так как позволяет получать ряд смежных размеров круглой стали (рис. 117). Способ 3 состоит в том, что предчистовой овал можно заменять десятиугольником. Этот способ применяют для прокатки крупных кругов. Способ 4 сходен со способом 2 и отличается от него только формой ребрового калибра. Отсутствие боковых стенок в этом калибре способствует лучшему удалению окалины. Так как данный способ позволяет широко регулировать размеры полосы, выходящей из ребрового калибра, его также называют универсальной калибровкой. Способы 5 и 6 отличаются от остальных более высокими вытяжками и большей устойчивостью овалов в проводках. Однако такие калибры требуют точной настройки стана, так как уже при небольшом избытке металла происходит их переполнение и образование заусенцев. Способы 7-10 основаны на применении системы калибровки овал - круг.

Сравнение возможных способов получения круглой стали показывает, что способы 1-3 позволяют в большинстве случаев прокатывать весь сортамент круглой стали. Прокатка качественной стали должна проводиться по способам 7-10. Способ 9 как бы промежуточный между системами овал - круг и овал - овал, наиболее удобен в смысле регулирования и настройки стана, а также предупреждения закатов.

Во всех рассмотренных способах прокатки круглой стали форма чистового и предчистового калибров остается почти неизменной, что способствует установлению общих закономерностей поведения металла в этих калибрах для всех случаев прокатки.

Построение чистового калибра для круглой стали осуществляют следующим образом.

Определяют расчетный диаметр калибра (для горячего профиля при прокатке на минус) d г = (1,011÷1,015)d х - часть допуска +0,01 d х, где 0,01d х,- увеличение диаметра по указанным выше причинам; d х = (d 1 +d 2 /2) - диаметр круглого профиля в холодном состоянии. Практически, при расчетах второй и третий члены правой части равенства можно считать примерно одинаковыми, тогда

d г = (1,011÷1,015)(d 1 +d 2)/2,

где d 1 , d 2 - максимальная и минимальная допустимые величины диаметра по ГОСТ 2590-71 (табл. 11).

В зависимости от размера прокатываемого круга выбирают следующие углы наклона касательной α:

Принимаем величину зазора t (по данным прокатки), мм:

По полученным данным вычерчивают калибр.

Пример . Построить чистовой калибр для прокатки круглой стали диаметром 25 мм.

1. Определим расчетный диаметр калибра (для горячего профиля) по уравнению выше.
   Находим из таблицы: d 1 =25,4 мм, d 2 = 14,5 мм; откуда d г = 1,013 (25,4+24,5)/2=25,4 мм.
2. Выбираем α=26°35′.
3. Принимаем зазор между валками t=3 мм.
4. По полученным данным вычерчиваем калибр.

Предчистовые калибры для круга конструируют с учетом точности, предъявляемой к готовому профилю. Чем больше форма овала приближается к форме круга, тем точнее получается готовый круглый профиль. Теоретически наиболее подходящей формой профиля для получения правильного круга является эллипс. Однако такой профиль довольно затруднительно удерживать при входе в чистовой круглый калибр, поэтому применяют его сравнительно редко.

Плоские овалы хорошо удерживаются проводками и, кроме того, обеспечивают большие обжатия. Но чем тоньше овал, тем ниже точность получаемого круглого профиля. Это объясняется степенью уширения возникающей при обжатии. Уширение пропорционально обжатию: где малые обжатия, там и малое уширение. Таким образом, при малых обжатиях овала весьма незначительны возможности колебания размеров в круглом калибре. Однако обратное явление справедливо лишь для случая, когда применяют большой овал и большую вытяжку. Овал для малых размеров круглой стали по своей форме близок к форме круга, что дает возможность применять овал одинарной кривизны. Профиль этого овала очерчивают только одним радиусом.

Для круглых профилей средних и больших размеров овалы, очерченные одним радиусом, оказываются чересчур вытянутыми по большой оси и вследствие этого не обеспечивают надежного захвата полосы валками. Применение острых овалов, помимо того, что не обеспечивает получения точного круга, вредно отражается на стойкости круглого калибра, особенно в выходной клети стана. Необходимость частых замен валков резко снижает производительность стана, а быстрая выработка калибров приводит к появлению вторых сортов, а иногда и брака.

Изучение причин и механизма выработки калибров, произведенных Н. В. Литовченко, показало, что острые кромки овала, которые остывают быстрее, чем остальные части полосы, обладают значительным сопротивлением деформации. Эти кромки, входя в калибр валков чистовой клети, действуют на дно калибра как абразив. Жесткие кромки в вершинах овала образуют на дне калибра ложбинки, которые приводят к образованию выступов на полосе по всей ее длине. Поэтому для круглых профилей диаметром 50- 80 мм и выше более точное выполнение профиля достигается применением двух- и трехрадиусных овалов. Они имеют примерно ту же толщину, что и овал, очерченный одним радиусом, но благодаря применению дополнительных малых радиусов кривизны ширина овала уменьшается.

Подобные овалы достаточно плоские для удержания их в проводках и обеспечивают надежный захват, а более округленный контур овала, приближающийся по своей форме к форме эллипса, создает благоприятные условия для равномерной деформации по ширине полосы в круглом калибре.

1. Профиль отверстия, образов, смежными ручьями прокатных валков в рабочем положении и зазорами между ними, служит для придания задан, формы и размеров сечению раската. Обычно к. образуется двумя, реже - тремя и четырьмя валками. По форме к. могут быть простые - прямоуг., круглые, квадрат., ром-бич., овальные, полосовые, шестиуг., стрельчатые и фасонные - уголковые, двутавр., швеллер, и др. По конструкции, т.е. положению линии разъема, к. подразделяют на откр. и закр., по расположению на валках - откр., закр., полузакр. и диагональные. По назнач. - обжимные, вытяжные, черновые, предчистовые и чистовые к. Осн. эл-ты к. - зазор м-ду валками, выпуск к., разъем, бурты, закруглеиия, нейтр. линия. Типы к. приведены на рис. 2. Сменный технологич. инструмент, закрепл. на рабочем валке. 3. Бесшкаль-ный измерит, инструмент для контроля размеров, формы и взаимного расположения частей изделия сравнением размера изделия с к. по вхождению или степени прилегания их поверхностей:
балочный калибр - к. (1.) для прокатки черновых и чистовых двутавровых профилей. Используют б. к. прямые закр., откр., наклон, и универс. Обычно применяются двухвалковые, реже - универс. че-тырехвалковые б. к. Наиб, распростр. прямые закр. б. к. Откр. б. к. применяют в кач-ве разрезных и черновых при прокатке крупных двутавров. В наклон, б. к. катают двутавровые профили с уменьш. уклонами внутр. граней полок и большой высотой фланцев. В универс. б. к. прокатывают широкополочные двутавры крупных размеров и двутавры с па-ралл. полками. При прокатке облегченных двутавровых балок используют горизонт, рас-полож. диагон. б. к.;
вытяжной калибр - к. (1.) простой формы для уменьшения сечения и вытяжки (1.) раската при заданном чередовании двух или одного однотипного калибра. В ряде случаев в. к. придают раскату размеры, при к-рых начинается формирование заданного профиля. При прокатке простых профилей обычно являются черновыми калибрами. В кач-ве в. к. применяют прямоуг., квадрат., ромбич., овальные, шестигр. и др. калибры. В завис-ти от условий прокатки и треб, сечения раската в. к. располагаются в определ. послед-ти, назыв. системой вытяжных калибров;
диагональный калибр - закр. к. (1.) с диагон. (разным по высоте) распо-лож. разъемов. Д. к. обычно врезаются в валки с наклоном и используются при косой калибровке двутавр, профилей и рельсов. Горизонт, д. к. применяют при прокатке двутавр, профилей на непрерывных станах и зетовых профилей. Д. к. облегчает выход раската из валков, но создает нежелат. боковые усилия;
закрытый калибр - к. (1.), у которого линия разъема валков находится вне пределов его контура. 3. к. обычно применяют для прокатки фасонных профилей; у него, как правило, одна верток, ось симметрии;
Ребровой овальный калибр
ромбический калибр - к. (1.) ромбич. конфиг., врезанный в валки по малой диагонали. Расчет, размеры: С, = 5K/2sinp/2, В - В - Sa , высота с учетом закруглений

Ромбический калибр
Я, = Я, -2К(1 + l/ek2) -1), а = Я/Я, = = tgp/2, / = (0,15-нО,20)Я1, л, = (0,10+0,15)Я„ Р= 2(Я,2 + Я,2)"2, в, = 1,2*2,5 (рис.). Р. к. используется в системе калибровок ромб-ромб и ромб-квадрат. Угол при вершине калибра р изменяется от 90 до 130°, с увелич. угла повыш. вытяжка в калибре, составл., в среднем, 1,2-1,3. Рекоменд. степень заполнения р. к. 0,8-0,9;
Стрельчатый квадратный калибр
стрельчатый квадратный калибр - к. (1.) с контуром квадрата с вогнутыми сторонами, врез, в валки по диагонали. Расчет, размеры: Вк = Я, = 1,41 С,; R = = (С,2 + 4Д2)/8Д; г = (0,15+0,20)С,; В = 5К-- (2/3)5. Площадь F = С,(С, + (8/3)Д), где Д - величина односторон. выпуклости, С, - сторона вписан, квадрата (рис.). Макс, размер стороны с. к. к. С^ = = С, + 2Д. С. к. к. применяют, когда необх. передать большое кол-во металла к чистовым проходам. При этом сохраняется вые. темп-ра раската, т. к. нет острых углов. С. к. к. - вытяжной в системе калибров овал-стрельчатый квадрат и иногда пред-чистовой для кругов;
черновой калибр - к. (1.), приближ. сечение заготовки или раската к конфигурации готового профиля. Ч. к. фасонных профилей по ходу прокатки приближаются по форме к чистовому к. Форма ч. к. при прокатке простых профилей определяется вытяжной системой к.;
чистовой калибр i- к. (1.) для придания раскату конечного профиля, т.е. для изготовл. проката с конеч. размерами попереч. сечения. При конструир. ч. к. учитывают тепловое расшир. металла, неравномерность рас-пред. темп-ры в раскате, износ калибров, доп-равку профиля и др. факторы;
шестигранный калибр - к. (1.) шестигран. контура, врез, в валки по большой диагонали. Разъем ш. к. расположен на его сторонах. Размеры ш. к. выраж. через впи-

Шестигранный калибр
сан. круг диам. d: сторона С = 0,577d, площадь -F = 0,866d2, высота Я, = 2 С (рис.). Примен. в кач-ве чист, калибра при прокатке шес-тигран. стали и как черн. при прокатке шестигран. буровой стали, когда требуется равномерное и невысокое обжатие по проходам;

Шсстнугольный калибр
шестиугольный калибр - к. (1.) шестиугольн. контура, врез, в валки по малой оси; примен. в вытяжной системе калибров шестиугольник- квадрат и как пред-чист. при прокатке шестигранных профилей. Расчет, размеры: 5Д = 5К - Я,; В = 5К - S; ак = BJH, = 2,0+4,5; г = г, = (ОД5+0,40)Я,; Р = 2(Bf + 0.41Я,) (рис.). Предчистовой ш. к. строят как обычный шестиугольный, но для компенс. ушире-ния металла и предотвращ. выпуклости боковых стенок чист. шестигранника дно калибра делают с выпуклостью 0,25-1,5 мм в завис-ти от размеров профиля. Степень заполнения ш. к. принимают 0,9;
л

Ящичный калибр
ящичный калибр - к. (1.), образов. трапец. врезами в валки, для прокатки прямоуг. и квадрат, профилей. Расчетные размеры: 5д = (0,95+1 ,00) В„; В = Яд + (Я, -- S)tg(p; г = (0,10ч-0,15)Я,; г, = (0,8+1,0)/-, ок = = 4/Я, = 0,5+2,5; />* 2(Я, + В,) (рис.). Глубина вреза я. к. Я, зависит от соотношения размеров (Я,/Й0) задаваемого в него профиля. Я. к. используют, гл. обр., на блюмингах, обжимных и непрер.-загот. станах, обжим, и черн. клетях сортовых станов и для получения товарных заготовок на рельсобалочных и крупносортных станах.
квадратный калибр - к. (1.)
квадрат, контура, врезанный в валки по диа
гонали. В завис-ти от треб, профиля проката
выполняется с закругл. или острыми верши
нами. Расчет, размеры: Hk= Bf= 21/2 С Я, =
= 21/2 С. - 0,83г, В =B-s;r= (0,1+0,2)^;
/-,= (0,10^0,15)Я,; Р= 2- 21/2Я, (рис.). К. к. -
чистовой при прокатке квадратных профи
лей и вытяжной в системах ромб-квадрат,
овал-квадрат и шестигранник-квадрат. В чер
новых калибрах выполняют значительные
закругления вершин радиусом г.Высота и ширина к. к. составляют, соответ., 1,40 и 1,43 его стороны.
При прокатке квадратов с ост рыми углами к. к. имеет угол при вершине пример, но 91-92° с уче
том тепловой усадки профиля; L"" " ° т -""" " "" и
контрольный калибр - к. (1.), для небольшого высотного обжатия и контроля размеров отд. эл-тов раската; используется при прокатке ряда фасонных и сложных профилей, напр., двутавров, для ободьев колес, дверных петель и пр. К. к. выполняют закрытым и полузакрытым. Закрытый к. к. обеспечивает более точные размеры эл-тов раската, но чаще работают с полузакрытыми к. к. В закрытом к. к. фланец обжимается только по высоте, а в полузакрытом - по высоте и толщине в открытой части калибра;
круглый калибр - к. (1.) с контуром окружности на основной части периметра; чистовой при прокатке круглой стали и вытяжной в системе овал-круг. К. к. всех типов имеют выпуск или развал. При построении чистового к. к. обычно берут выпуск 10-30° или 20-50° в завис-ти от диам. прокатываемого круга. Расчетные размеры: Bf= rf/cosy, В" = Як- .Stgy, г, = (0,08+0, lO)d,P = = тк/(рис.). Т. к. круглую сталь стремятся катать с минус, допуском Д на диам., то для чистового к. к. с учетом теплового расширения принимают d= 1,013 , где rfxon "~ Диам. круга в холодном состоянии;
многовалковый калибр - к. (1.) с контуром, образованным тремя и более валками, оси к-рых лежат в одной плоскости. В м. к. металл обжимается в высотно-попереч-ном направл. с преимущ. всесторонним сжатием, что позволяет деформировать малопластичные материалы. М. к. обеспеч. высокую точность размеров профилей, поэтому они широко применяются в чистовых клетях мелкосортных и проволочных станов для прокатки стали и цв. металлов. Четырехвалковые открытые и закрытые калибры часто используют при гор. и хол. прокатке высокоточных фасонных профилей;
обжимной калибр - к. (1.) для уменьшения поперечного сечения раската и получения заготовок для сортовых станов. В кач-ве о. к. на блюмингах, обжимных и заготовочных станах используют ящичные калибры. Деформация в о. к. не всегда сопровождается существ, вытяжкой, как, напр., в первых проходах на блюминге. Однако к о. к. иногда частично или полностью относят калибры вытяжных систем калибровок. Подраздел, калибров на обжимные и вытяжные зависит от назначения прокатного стана, системы калибров и отдельного калибра;
овальный калибр - к. (1.) овального или близкого к нему контура, врезанный в валки по малой оси. О. к. применяют в кач-ве предчистового при прокатке круглых профилей и вытяжного в системе овал - ребровой овал и др. В завис-ти от назначения калибра и размеров раскатов используют: 1. Однорадиусные о. к. (обычные о. к.), примен. в кач-ве предчистовых при прокатке круглой стали. Их расчетные размеры (рис.): R = = Я, + (1 + О/4; В = (Я, - S) 1/2; г, = (0,10+0,40)^; Р = 2[В* + + (4/3)Я,2]1/2; а^ = Вк/Н,= 1,5+4,5. Эллиптич. и двух- или трехрадиусные о. к., примен. как предчистовые при прокатке крупных кругов и в системах овал-круг и овал-овал; плоские о. к., использ. там же, где и эллиптич. о. к. и в кач-ве предчистовых при прокатке пе-риодич. арматурных профилей, в к-рых В = = ОД; г = 0,5Я,; г, = (0,2+0,4)Я,; O|t = = 1,8+3,0; видоизмененный плоский о. к., контур которого образ, прямоугольником и боковыми криволин. треугольниками, принимаемыми как параболич. сегменты; тра-пец. (шестигранные) о. к. с прямыми очертаниями, использ. для хорошего удержания раската и выравнивания вытяжек
открытый калибр - к. (1.), линия разъема к-рого в пределах его контура; образ, врезами в двух или более валках, врезом в одном валке и гладкой бочкой или гладкими бочками. У простых о. к. разъем образ, примерно посередине калибра и боковые участки раската формир. буртами двух валков. В нек-рых фасонных о. к. они формир. стенками ручья только в одном валке;
полузакрытый калибр - фасонный к. (1.) с расположением разъема на боковой стенке вблизи вершины ручья; используют в кач-ве контрольного при прокатке швеллеров, полособульбовых, двутавровых и др. профилей. По сравнению с закрытым контрольным калибром имеет больший выпуск и небольшую глубину вреза закрытого ручья, что меньше ослабляет валок по диам., позволяет обжимать фланцы раскатов по толщине, повысить кол-во переточек и срок службы валков;
предчистовой калибр - к. (1.) для предпослед. пропуска раската; для подготовки раската к формир. конечного профиля. При прокатке фасонных
профилей по форме и/или размеру очень близок к чистовому, а при прокатке простых профилей может существ, отличаться. В кач-ве п. к. часто применяют ребровые калибры при прокатке полосовых профилей и контрольные при прокатке фланцевых профилей;
разрезной калибр - 1. К. (1.) с гребнем в средней части, для первонач. фор-мир. из заготовок фланцевых эл-тов раската; напр, при прокатке двутавров из прямоуг. заготовки образуются участки фланцев и стенки, а при прокатке рельсов - участки под подошву и головку. Используют открытые и закрытые р. к. Закрытые р. к. выполняют на валках большого диам. для изготовл. больших фланцев. Открытые симметрич. р. к. с тупыми гребнями часто применяют для прокатки балочных заготовок из слябов. 2. К. для продольного разделения сдвоенных раскатов;
Ребровой калибр
ребровой калибр - к. (1.), врез, в валки большим размером; при-мен., в частности, при прокатке полосовой стали для регулирования ширины раската. Предчистовой р. к. формирует также кромки проката. При прокатке полос с прямыми кромками выпуклость дна предчистового р. к.Д = = 0,5-5-1,0 мм, межвалковый зазор < 1/3 высоты полосы и выпуск 0,05+0,10 (рис.);
т
ребровой овальный калибр - к. (1.) овального контура, врез, в валки по большой оси. Расчет, размеры: R = 0,25/^(1 + + 1/а2), В =В- 2Л, г = = rt= (0,10+0,15)5, ак = 4/Я, = 0,75*0,85, Р= 2(Я,2 + (4/3)г,Т2 (рис.). Использ. как вытяжной в системе овал - ребровой овал;

Прокатка на проектируемом литейно-прокатном модуле с планетарным косовалковым станом производится в 13 клетях, которые условно, как было показано на рис.7, выделены в следующие группы: обжимную (в виде планетарной клети), черновую (в количестве 6 клетей), промежуточную (из 4-х клетей) и 2 чистовые группы (по 2 клети).

В обжимной планетарной косовалковой клети прокатка производится из круглой литой заготовки в круглую катаную с большой степенью деформации.

В дальнейшем прокатка круглой высокопрочной легированной стали диаметром 18мм высокой точности производится следующим образом.

В черновой группе клетей прокатка из круглой заготовки в овальный профиль производится по одной из систем вытяжных калибровок - системе овал - ребровой овал, которая наиболее подходит для производства круглых профилей высокой точности из высокопрочных легированных сталей .

Необходимый переход к ромбической и квадратной форме раската с последующим продольным разделением осуществляется в специальных калибрах подготовительной группы клетей по рекомендациям и методикам .

И, наконец, в чистовых группах клетей проката каждой нити разделенного раската, производится по системе квадрат-овал-круг, которая находит широкое применение для перевода квадратного сечения в круглое (для прокатки мелкосортной круглой стали .

Расчет калибровки круглой стали диаметром 18 мм производится против хода прокатки.

Расчет калибров чистовой группы клетей стана. Для прокатки круглой стали используют несколько схем калибровок, которые применяются в зависимости от размера профиля, качества стали, типа стана и его сортамента, а также других условий прокатки. Однако во всех случаях предчистовым калибром является либо обычный однорадиусный овал, либо плоский овал. Но более широко применяются предчистовые однорадиусные овальные калибры с отношением осей =1.5, причем для хорошей устойчивости в круглом калибре овальный профиль должен иметь значительное притупление. Подготовительным калибром является разделительный калибр производящий два диагональных раската.

При всех способах прокатки чистовой круглый калибр выполняют с «развалом» - выпуском для предотвращения переполнения калибра и получения правильного круглого профиля. Построение такого круглого калибра показано на рис. 14.

Рис.14.

При конструировании чистового круглого калибра необходимо учитывать температурное расширение металла и допуски на отклонение размеров готового профиля.

Построение круглого калибра производится следующим образом. На окружности диаметра лучами, проведенными из центра калибра под углом к горизонтальной оси, определятся точки начала выпуска боковых сторон калибра и определяют ширину калибра .

Для расчета диаметра профиля в горячем состоянии в чистовой клети стана (клеть 13-я), используется выражение

=(1.0121.015)(+) (1)

где - диаметр профиля в холодном состоянии;

Минусовый допуск

Расчет будем производить при прокатке легированной стали 30ХГСА в круглый профиль высокой точности. И, тогда согласно ГОСТ 2590-88, допуски составят: +0.1мм и -0.3мм, а диаметр профиля в горячем состоянии будет

1.013 (18-) = 18.1 мм.

Ширина чистового калибра (согласно рис.14) будет

Где - угол выпуска, который на практике для диаметров круглой стали 10-30 мм принимают 26.5

И тогда = = 20.22 мм.

Зазор между буртами калибра - S выбирают в пределах (0.080.15) и тогда,

S = 0.111.81 = 2.0 мм.

Точки пересечения линий зазора S с линией выпуска определяют ширину вреза ручья, которая определяется как

Подставляя значения получим

20.22 - = 18.22мм. (3)

Закругления буртов выполняют радиусом

= (0.08 - 0.10) и тогда

0.008518.1 = 1.5мм.

Профиль будет иметь круглую форму, если ширина =. При этом степень заполнения калибра - будет

Правильно выполненный круглый профиль в чистовом калибре 13-ой клети будет иметь площадь поперечного сечения

Чистовая группа клетей имеет обе группы клети с номинальным диаметром валков 250мм, при этом чистовая (13-я) - горизонтальные валки, а предчистовая (12-я) - вертикальные валки.

Итак, чистовая (13-я) клеть имеет круглый калибр, предчистовая (12-я) клеть - однорадиусный овальный калибр, а подготовительный калибр (11-я) клеть представляет собой разделительный сдвоенный диагональный квадрат.

Номинальный диаметр валков 11-й клети, входящий уже в подготовительную группу клетей составляет 330мм.

Валки чистовой и предчистовой группы клетей изготавливаются из отбеленного чугуна. Скорость прокатки в чистовой клети стана профилей круглого сечения высокой точности из высокопрочных легированных сталей принимается около 8 . Температура прокатки 950°С.

Для определения коэффициента вытяжки в чистовом калибре можно использовать формулу , которая имеет вид

1.12+0.0004 (6)

Где - соответствует диаметру чистового калибра в горячем состоянии, т.е. =

1.12=0.0004 1.81 = 1.127

Уширение в чистовом круге определяется по формуле , которая имеет вид

?= (7)

Где Д - номинальный диаметр валков, мм.

1.81=2.3мм.

В качестве предчистового калибра может быть использован простой однорадиусный овальный калибр, построение которого представлено на рис. 15

Рис.15.

Для построения калибра используются определенные в соответствии с принятым при расчете калибровки режимом обжатий размеры высоты овального калибра и ширины. В практических калибровках используются овалы с отношением размеров

Площадь предчистового овала

257.3 1.127=290. (8)

Толщина предчистового овала =, определяется как

18.1-2.3=15.8мм. (9)

Ширина предчистового овала

26.2мм. (10)

Обжатие в чистовом калибре

26.2-18.1=8.1мм. (11)

Угол захвата в чистовом калибре

Arccos(1-)=arccos(1-)=15°19" (12)

Допускаемый угол захвата можно определить по методике с учетом значений коэффициентов для схемы прокатки овал-круг по формуле

где v - скорость прокатки, ;

Коэффициент, учитывающий состояние поверхности валков (для чугунных валков =10);

M - коэффициент, учитывающий марку прокатываемой стали (для легированной стали M=1.4);

t - температура прокатываемой полосы, ?;

Степень заполнения предыдущего по ходу прокатки калибра;

K б; ; ;; ; ; - значения коэффициентов, определяемых при различных схемах прокатки (вытяжных калибров), определяются по таблице ; для системы овал-круг (=1.25; =27.74; =2.3; =0.44; =2.15; =19.8; =3.98).

Примем степень заполнения предчистового овального калибра =0.9

И, тогда максимально допускаемое значение угла захвата в чистовом калибре составит

Поскольку <, условия захвата в чистовом калибре обеспечивается.

Отношение осей овального профиля, задаваемого в чистовой калибр, составляет

При степени заполнения предчистового овального калибра =0.9, найдем ширину предчистового овального калибра

29.1мм. (15)

Коэффициент формы калибра определяется как

Радиус очертания ручья овального калибра

17.4мм. (16)

Определим допустимое отношение осей овальной полосы по условию устойчивости ее в круглом калибре по методике по формуле

где: ; ; ; ; ; - значения коэффициентов, определяемых для схемы прокатки овал-круг, определяемые по таблице (

Так как, условия устойчивости профиля выполняется.

Зазор S по буртам овального калибра принимаем согласно в пределах (0.15-0.2)

S=0.16 =0.16 15.8=2.5мм. (18)

Радиусы закругленных углов в овальном калибре = (0.1-0.4).

Притупление овального калибра на практике чаще всего составляет

0.2 15.8=3.2мм (20)

Площадь сечения одного из подготовительных квадратов в сдвоенном разделительном калибре 11-й клети можно определить как для обычного диагонального квадратного калибра.

И тогда, его площадь будет равна

Коэффициент вытяжки подготовительного квадрата в овальном калибре 12-й клети может быть определен согласно рекомендациям методике . Так, согласно этой методике рекомендуется общий коэффициент вытяжки при прокатке квадрата в овальном и круглом калибре определять из графика в зависимости от диаметра получаемой круглой стали. При заданном диаметре круглой стали равном 18 мм, общий коэффициент вытяжки будет =1.41. И так как

Площадь задаваемого квадрата определится по формуле (21) и будет

290 1.25=362 .

Построение стандартного диагонального квадратного калибра представлено на рис.16

Рис. 16.

Угол при вершине должен быть 90° и =. Степень заполнения квадратного калибра рекомендуется 0.9. Приближенно можно принять

И тогда сторона квадрата калибра - c будет

19.2мм. (25)

Радиус закругления вершины квадратного калибра определяется как

=(0.1ч0.2) = 0.105 19.2 = 2мм (26)

Закругление бунта выполняют радиусом, который определяется как

= (0.10ч0.15) = (0.10ч0.15) = 0.11 19.2 = 3мм. (27)

Высота профиля, выходящего из квадратного калибра будет несколько меньше высоты калибра из-за закруглений вершин радиусом, и тогда

0.83= 19.2-0.83 2=25.5мм (28)

Как уже было отмечено, калибр в 11-й клети представляет сдвоенный диагональный квадратный калибр в котором производится прокатка разделения. Построение и общий вид этого калибра приведен на рис. 17. На этом же рисунке наложен контур очертания раската из 10-й клети, поступающего в этот калибр.

Рис.17.

Продольное разделение многониточного раската контролируемым разрывом осуществляется путем создания в зоне перемычки растягивающих напряжений под действием осевых сил со стороны боковых поверхностей гребней двухручьевых калибров, внедряемых в металл как это может быть показано на рис.18.

Рис.18.

В момент захвата за счет смятия поверхности раската внутренними боковыми гранями ручьев калибра возникает нормальная сила N и сила трения T. Равнодействующую этих сил можно разложить на поперечную Q и вертикальную P составляющие. Под действием силы P осуществляется обжатие металла валками, сила Q способствует растяжению перемычки в поперечном направлении и вызывает появление силы сопротивления растяжения перемычки S и силы сопротивления пластическому изгибу крайней заготовки в сторону разъема калибра G.

Путем измерения толщины перемычки задаваемого раската - и зазора между гребнями валков - t разделяющего калибра (см. рис.17) можно менять радиус кривизны передних концов разделенных профилей на выходе из валков и на условия разделения раската. Отсутствие в месте разделения профилей шейки разрыва перемычки позволяет получить качественную поверхность готового профиля при минимальном числе последующих проходов с обжатием мест разделения. В связи с этим способ продольного разделения раската контролируемым разрывом рекомендован к использованию в чистовых клетях прокатных станов.

Исследования продольного разделения двухниточного раската контролируемым разрывом показали, что толщина перемычки задаваемого в разделительную клеть раската должна быть равнв 0.5ч0.55 стороны квадрата.

Исследование величины зазора между гребнями валков влияет на изменение кривизны передних концов разделенных квадратных профилей при выходе из валков. Так, прямолинейность выхода получаласть при зазоре =16мм равном толщине перемычки, то выбираем

Из практики расчета калибровок при прокатке-разделении квадратных профилей , коэффициент обжатия сторон квадратного профиля принимают в пределах 1.10-1.15. И тогда, из выражения (выбирая) определим сторону квадрата в 10-м калибре

19.2 1.125=21.6 мм. (29)

Площадь разделительного сдвоенного калибра 11-й клети равна фактически удвоенной площади расчетного диагонального квадрата.

И тогда (30)

Расстояние между осями ручьев в калибре 11-й клети - , определяется как

Длина перемычки между ручьями в этом калибре определяется как

Как было указано выше толщина перемычки в 10-й клети может быть определена как

Для проверки на захват поступающего в калибр 12-й клети раската, необходимо провести расчет абсолютного обжатия в этом калибре и сравнить с допускаемыми данными.

При входе квадратного профиля в овальный калибр абсолютные обжатия по середине и краям профиля будут разными и определяются геметрически наложением сечения квадратного профиля на овальный калибр и будут по середине калибра

Обжатия по крайним точкам квадрата в овальном калибре на основании геометрических преобразований ориентировочно будут?.

Как видно, эти абсолютные обжатия меньше чем абсолютные обжатия в 13-м калибре и, следовательно, при одинаковом номинальном диаметре валков и том же материале проверка на допустимые условия захвата не требуется.

С учетом изложенного, построение и общий вид подготовительного калибра в 10-й клети (перед прокаткой-разделением) может быть представлен на рис.19.

Рис.19.

Некоторые размеры калибра можно определить следующим образом: принимаем на основании существующих калибровок при прокатке-разделении длину перемычки;

радиус закругления вершины квадратного калибра в этой клети

Величина может быть определена согласно рис.17 по формуле

Высота раската, выходящая из калибра 10-й клети

Расстояние между осями ручьев в калибре 10-й клети - , определяется как

Величина зазора по буртам калибра в 10-й клети принимается мм.

Площадь раската, выходящая из калибра 10-й клети, может быть определена согласно рис.17, как

Подставляя значения указанных параметров получим

Площадь не разделенного раската в калибре 11-й клети равна удвоенной площади диагонального квадратного раската, т.е.

И тогда, коэффициент вытяжки в калибре 11-й клети определяется как

Теоретическая ширина раската, выходящая из 11-й клети

Теоретическая ширина раската, выходящая из 10-й клети (при радиусе закругления у бурта =5)

Для проверки на захват поступающего в калибр 11-й клети раската, необходимо провести расчет абсолютного обжатия в характерных точках калибра и сравнить с допускаемыми данными.

Так, величина абсолютного обжатия в районе перемычки двухниточного раската будет

а в районе разрыва осей ручьев составит

легированный сталь прокат литейный модуль

Итак, как видно, здесь требует проверки на условие захвата район перемычки раската.

Угол захвата в районе перемычки при прокатке в калибре 11-й клети может быть определен как

где: Д -номинальный диаметр валков в 11-й клети (Д = 33мм).

Допускаемый угол захвата в этом калибре можно определить по методике М.С. Мутьева и П.Л. Клименко , для этого необходима скорость прокатки в этой клети, которая будет

5.67 м/с, (45)

и тогда максимальный допускаемый угол захвата определяется по формуле (t = 980?)

Поскольку, условия захвата в 11-м разделительном калибре выполняются.

Калибр в 9-ой клети промежуточной группы клетей, расположен в вертикальных валках и может в большой степени напоминатьдиагональный квадратный калибр, но имеет свои особенности. Он предназначен для прокатки ромбического раската и в районе разъема имеет более стесненную форму чем обычный диагональный калибр. Прокатака в этом калибре предусматривает деформационную проработку будущих боковых горизонтальных частей двухниточного проката, который будет подвергаться прокатке-разделению. С учетом изложенного построение и общий вид этого подготовительного калибра в 9-клети может быть представлен на рис.20.

Рис.20.

Для определения ряда параметров калибра используем некоторые эмперические зависимости, полученные в аналогичных калибровках при прокатке-разделении .

Так, сторона квадрата как и для 10-го калибра может быть определена как

Величина, представляющую среднюю часть калибра рекомендуется брать как 40% от диагональной части калибра.

Уклон буртов в средней части калибра на основании практических данных берем в пределах 25%, это позволяет получить максимальную ширину раската.

Ширина диагональной квадратной части калибра будет

На основании практических данных калибровок по прокатке-разделению принимаем радиусы закруглений у вершин калибров и у буртов одинаковыми и равными 5мм, т.е. мм.

Толщина калибра 9-й клети будет

Толщина раската, выходящего из калибра 9-й клети

Также на основании практических данных величину зазора по буртам калибра принимаем 5мм, т.е. мм.

Площадь раската, выходящего из 9-й клети может быть определена как

и тогда, подставляя значения указанных параметров, получим

Коэффициент вытяжки в калибре 10- клети определяется как

Для проверки на захват, поступающего в калибр 10-й клети раската, необходимо провести расчет абсолютного обжатия в этой клети.

Так как формы калибров 9-й и 10-й клети сильно различаются по конфигурации, то заменем их площадь приведенной (прямоугольной формы), где ширина полосы будет равна ширине раската, а толщина приведенной полосы может определена

Приведенная величина абсолютного обжатия будет

Приведенная величина угла захвата в калибре 10-й клети будет

Как видно приведенный угол захвата значительно меньше ранее подсчитанных максимальных значений для подобных условий и, следовательно, условие захвата должно выполняться.

Наиболее целесообразной формой калибра 8-клети является ромбический калибр, расположенный в горизонтальных валках. Построение и общий вид этого калибра представлено на рис.21.

Рис.21.

Размеры и ромбического калибра определяют в процессе расчета калибровки с учетом заданной величины коэффициента вытяжки в калибре, правильного заполнения калибра, а также с учетом получения размеров сечения, удовлетворяющих условиям прокатки в следующем калибре.

На практике используются ромбические калибры, характеризующиеся величиной.

Для предотвращения образования в зазорах калибра «лампасов» рекомендуется принимать степень заполнения калибров

Определяем максимально допустимый угол захвата в этом калибре по формуле М.С.Мутьева и П.Л.Клименко , если v=3.9м/с; t=990? и валки стальные по формуле , при v=2-4м/с

и тогда величина максимального абсолютного обжатия будет

При прокатке ромбической заготовки в квадратном калибре (условно можно считать прокатку ромбического раската в 9-м калибре). Сторона приведенного квадрата может быть определена как

Возможная ширина раската, выходящая из ромбического калибра 8-й клети будет

Принимаем коэффициент вытяжки в 9-м калибре, можно вычислить площадь раската в 8-м калибре как

И тогда, толщина раската, выходящая из ромбического калибра 8-й клети будет

Уширение ромбической полосы в квадратном калибре, если сторона квадратного (диагонального) калибра >30мм определяется по следующей формуле .

и тогда, подставляя значения получим

С учетом уширеня ширина раската в 9-м калибре должна быть

и как видно такой раскат из ромбического калибра в квадратном может быть прокатан без переполнения калибра, т.к. и как видно.

Остальные размеры ромбического калибра определяются из следующих эмперических рекомендаций

Отношение диагоналей в калибре расчетное

Величину зазора у разъема калибра принимаем равным 5мм, т.е. .

Теоретическая высота ромбического калибра - может быть определена по формуле

Притупление - ромбической полосы у разъема калибра определяется как

Теоретическая ширина ромбического калибра - определяется как

Угол при вершине - в может быть определен как

Откуда (74)

в = 2 arctg1.98 = 126.4°

Сторона ромба - определяется как

В черновой группе клетей, состоящей из 6 - ти рабочих клетей дуо с чередующимися горизонтальными и вертикальными валками прокатка круглой заготовки диаметром 80мм, постапающая из обжимной косовалковой планетарной клети прокатывается по системе вытяжных калибров овал-ребровой овал. Эта система получила широкое распространение при прокатке на непрерывных станах круглой стали повышенной точности из легированных и высокопрочных сталей .

В 7-й клети черновой группы калибр представляет ребровой овал, распологающийся в вертикальных валках. Построение и общий вид этого калибра представлены на рис.22.

Рис.22.

Коэффициент вытяжки в ромбическом калибре 8-й клети раската в виде ребрового овала на основании практических данных можно рекомендовать в пределах 1.2-1.4. И тогда, площадь раската, выходящая из калибра в виде ребрового овала в 7-й клети будет

Суммарный коэффициент вытяжки в черновой группе клетей будет

где - площадь круглого раската, выходящего из обжимной планетарной клети, .

Ранее на основании практических зарубежных данных было показано, что с учетом деформации в планетарной клети непрерывно-литых заготовок диаметром 200мм, оптимальным по кинематическим зависимостям раскат, выходящий из этой клети должен иметь круглое сечение диаметром 80мм.

Средний коэффициент вытяжки в этой системе калибров будет

Обычно, как показывает практика , в ребровом овальном калибре вытяжка находится в пределах, а в овальных калибрах вытяжка обычно выше. И тогда, принимая вытяжку в ребровых овальных калибрах, вытяжку в овальных калибрах рекомендуется рассчитывать по формуле

Во 2-й клети круг должен прокатываться в овальном калибре, что приводит к уменьшению коэффициента вытяжки и тогда

При отношении раскат становится неустойчивым при прокатке в ребровом овальном калибре. Обычно используют овалы с соотношением. В ребровых овальных калибрах соотношение между высотой и шириной калибра составляет

Определим допустимый угол захвата в ромбическом калибре 8-клети, если v =3.4 м/с; t = 995? и валки чугунные, по формуле в диапазоне v = 2-4м/с.

И тогда, величина максимального абсолютного обжатия при, будет

Толщина раската, выходящего из 7-й клети будет и определяется как

Ширина раската, выходящего из 7-й клети будет и определяется как

Величину радиуса овала определяют по формуле

Закругление бурта выполняют радиусом

Величину зазора принимаем

Величину притупления овала при определяем равной величине зазора т.е. мм.

Общая схема расположения вытяжных калибров черновой группы клетей стана представлена на рис.23.

Рис.23.

Итак, как видно, в 6-й клети калибр выполняется овальным и распологается в горизонтальных валках.

Площадь овала этого калибра определяется как

Овальный калибр выполняется однорадиусным и схематично ничем не отличается от ранее рассмотренного овального калибра в читовой группе клетей (см. рис.15).

Высота овального калибра

где - уширение овальной полосы в ребровом овальном калибре, рекомендуется определять по формуле

где Д - диаметр валков, равный 420мм

Ширина раската, выходящая из овального калибра

Как известно, площадь овального калибра представляет собой

Формулу (93) можно представить в виде квадратного уравнения, решение которого позволяет определить

после раскрытия скобок получим

И тогда, абсолютное обжатие в ребровом овальном калибре 7-й клети будет мм.

Определим допустимый угол захвата в ребровом овале 7-й клети, если v =2.8м/с; t = 1000? и валки стальные и тогда, по формуле в диапазоне 2-4 м/с допустимый угол захвата будет

И тогда, величина максимального допустимого обжатия при.

Как видно условия захвата выполняются, а уширение будет.

Окончательно размеры овала в калибре 6-й клети будут

Остальные размеры овального калибра будут: радиус ручьев определяется как

Зазор S по буртам калибра будет

Радиус закруглений углов

Как видно из рис.23 в 5-й клети калибр представляет ребровой овал и распологается в вертикальных валках.

Калибровка валков в парах калибров 4 и5-ой клетей, 2 и 3-ей клетей производится аналогично приведенным расчетам калибровки калибров 6 и 7 клетей и, согласно общей схеме расположения калибров (см.рис.23) во 2-ой клети калибр выполняется в виде однорадиусного овала и располагается в горизонтальных валках. В этом калибре предполагается прокатка круглого профиля диаметром 80мм, поступающего из обжимной планетарной 3-х валковой клети с косым расположением валков.

Коэффициент вытяжки в овальном калибре 2-й клети составит

Где - площадь сечения круглого раската (диаметром 80мм), поступающего из обжимной планетарной клети.

Абсолютное обжатие по вершинам в овальном калибре 2-клети будет

Среднее абсолютное обжатие при прокатке круга в овальном калибре 2-й клети будет

При прокатке круглой заготовки в овальном калибре уширение можно определить про приближенной формуле

Возможная ширина раската в овальном калибре 2-й клети будет

что как видно несколько меньше и, следовательно переполнения калибра не будет.

Калибровка обжимной косовалковой планетарной клети заключается в установке наклонных конических валков, которые при вращении вокруг своей оси и планетарном движении должны образовывать просвет с необходимым вписанным кругом (в рассматриваемом случае диаметром 80 мм) на выходе раската из валков, и аналогично с необходимым вписанным кругом (диаметром 200мм) на входе заготовки в валки. В задачу калибровки валков входит определение длины очага деформации, которая определяется конической частью валка, углом наклона валков, диаметром валков.

Общая схема очага деформации с указанием необходимых для осуществления прокатки рассматриваемой заготовки, параметров калибровки наклонных конических валков, представлена на рис.24.

Определение указанных на схеме параметров и представляет собой задачу калибровки валков обжимной косовалковой планетарной клети.

Рис.24.

Размеры представленные на рис.22, характеризуют следующие параметры:

Расстояние от оси прокатки в точке скрещивания;

То же, но суммарное по оси валка;

и - соответственно радиусы заготовки и проката;

Угол наклона образующей конуса очага деформации;

Угол наклона образующей поверхности валка;

Ш - угол скрещивания валка с осью прокатки;

Соответственно радиусы валка на пережиме, калибрующем участке и максимальный (на входе заготовки);

А - тангенсиальное смещение валка (на рисунке не показано).

На основании практических данных, полученных из условий конструирования и опыта работы подобных станов рекомендуется выбирать некоторые элементы и параметры калибровки валков в таких пределах:

(т.е диаметр валка в пережиме);

(т.е макимальный диаметр валка);

Ш = 45-60° (т.е угол скрещивания берем ш = 55°);

угол между линией центров вала-заготовки и линией проекции валка щ = 45°.

Коэффициент вытяжки в 1-й клети

Остальные два рабочих валка обжимной клети имеют те же размеры, которые были представлениы выше для расчитываемого валка.

В расчетах калибровки были использованы параметры скорости раската и температуры по клетям.

Так, скорости по выходу из клетей рассчитывались по формуле

И тогда, принимая скорость готового раската (в виде круга диаметром 18мм) из последней клети стана 8 м/с получим:

Скорость входа заготовки в 1-ю (планетарную) клеть будет или примерно 7.9м/мин.

Общее изменение температуры металла при прокатке может быть определено по формуле

Где и - понижение температуры металла вследствие отдачи теплоты излучением и конвекцией в окружающую среду;

Понижение температуры металла вследствие отдачи теплоты теплопроводностью при контакте с валками, проводками, роликами рольгангов;

Повышение температуры металла вследствие перехода механической энергии деформации в теплоту.

И тогда, на основе использования метода, изменение температуры раската за время прокатки в калибре и перемещения к следующему калибру составит

Где - температура раската перед входом в рассматриваемый калибр, ?;

П - периметр поперечного сечения раската после прохода, мм;

F - площадь поперечного сечения раската после прохода, ;

ф - время охлаждения раската, с;

Повышение температуры металла в калибре, ? и определяется по формуле

р - сопротивление металла пластической деформации, МПА;

м - коэффициент вытяжки.

Так, например, изменение температуры металла за время движения заготовки от нагревательной печи до 1-ой клети стана по формуле (200) составит (если температура нагрева заготовки, ф=, П=п 200=628мм, F=31416)

Повышение температуры металла в 1-ой (планетарной) клети за счет интенсивной деформации можно определить по формуле (201) принимая р=100МПА и и тогда

Окончательно температура металла после прокатки в каждой клети с учетом изменения температур раската, рассчитанных по формулам (107) и (108) и внесенных практических поправок составит: и

Основные размеры раската и параметры калибровки при прокатке круга диаметром 18мм из заготовки диаметром 200мм по клетям стана приведены в таблице 3.

Таблица 3. Основные калибровки по проходам при прокатке круга?18мм из заготовки?200мм.

Расчетные схемы калибров валков по всем клетям стана при прокатке круга?18мм из непрерывнолитой заготовки?200мм приведены на рис. 25.