ПРОКАТКА В КАЛИБРАХ

Основные понятия

Рис. 6.1. Ручей и калибр на 2-валковом стане

Для прокатки сортовых профилей на валках нарезают ручьи (рис. 6.1). Ручьи всех валков, одновременно участвующих в формировании профиля, образуют калибр. На рис. 6.2 приведено несколько разных по форме калибров. Двухвалковые калибры (см. рис. 6.2, а, б) наиболее распространены на современных прокатных станах, реже применяются 3- и 4-валковые калибры. В качестве примера приведен круглый калибр, образованный двумя, тремя и четырьмя валками (см. рис. 6.2, в). Первый из приведенных на рис. 6.2, а 2-валковых калибров называется ящичным, на рис. 6.3, а на его примере даны основные термины, применяемые для обозначения элементов калибра. Дно калибра соответствует наименьшему диаметру валка (см. рис. 6.3, а), и для многих калибров дно калибра может состоять из одной точки. По бурту валка, разделяющему один калибр от другого, диаметр валка максимален. Пространство между двумя валками по бурту называют разъемом валков, а расстояние между валками по буртам в миллиметрах — зазором 5, изменяя который можно регулировать высоту калибра И и размеры прокатываемой полосы. Видно, что высота калибра И = 2/?_р + 5, где /?_р — глубина вреза ручья в валок (при условии, что врезы в оба валка, т. е. ручьи, одинаковы). Стенки калибра наклонены под углом |/ к вертикали. Величина 100 % называется выпуском калибра, выпуск измеряется в процентах и на современных станах изменяется от 1 до 10—12 %. На многих калибрах (см. рис. 6.2) наклон стенок определяется конструкцией калибра. Без выпуска прокатка в калибре становится невозможной, так как полоса

Рис. 6.2. Формы калибров

Рис. 6.3. Элементы калибра (а) и изменение диаметров (б) при переточке

при прокатке может не выйти из такого калибра и застрянет в нем, оковывая валки. Кроме того, только при наличии выпуска возможно восстановить калибр после его износа путем переточки валка за счет уменьшения диаметра по бурту и по дну (рис. 6.3, б).

Валки в процессе эксплуатации изнашиваются и периодически перетачиваются на меньший диаметр. Для каждого стана определен максимальный ?)_тах и минимальный /)_тш диаметры валка по бурту, определяемые конструкцией стана и прочностью валка. Изношенный валок минимального диаметра либо отправляют в шихту, либо восстанавливают (наплавляют) вновь до максимального диаметра.

Коэффициентом переточки называется отношение

Коэффициент переточки валков на большинстве станов находится в пределах 0,08—0,12. Входящий в это выражение средний диаметр 0₍₎ называется номинальным диаметром валка. Он необязательно точно равен полусумме упомянутых диаметров. Он служит важнейшей характеристикой сортового прокатного стана и входит в его название (стан 350, стан 250, стан 600).

По названию сортового стана можно примерно оценить его конструктивные параметры: габаритные размеры, размеры валков, станин, шпинделей и других основных деталей, примерную мощность привода и т. д. Кроме того, номинальный диаметр определяет возможности стана по сортаменту производимой продукции. Так, на станах 150—250 прокатывают мелкосортный прокат и катанку — прокат круглого сечения диаметром от 6 до 30 мм и равновеликие по площади сортовые профили других форм поперечного сечения. Станы 300— 400 предназначены для прокатки среднесортной продукции — кругов диаметром 30—50 мм и равновеликих по площади сечения некруглых профилей. Крупносортные станы 500—650 прокатывают более крупные сортовые профили. Еще более крупные станы 700—850 производят в основном заготовку для более мелких станов (заготовочные станы). Наиболее крупные обжимные станы — блюминги и слябинги — прокатывают крупные слитки в крупную заготовку квадратного (блюм) или прямоугольного (сляб) сечения. Эти станы имеют номинальный диаметр валков от 900 до 1300 мм и больше.

Двухвалковые калибры условно делят на две группы — простые и сложные, или фасонные. Простыми двухвалковыми калибрами мы будем называть такие, которые имеют две оси симметрии, причем задаваемая в них полоса также имеет вертикальную и горизонтальную оси симметрии. Это определение удобно, но не совсем точно. Существуют другие определения простых калибров. Ранее были приведены некоторые простые калибры (см. рис. 6.2, а): ящичный, овальный и ромбический, частным случаем которого является квадратный калибр. В таких калибрах прокатывают полосу с исходным сечением в виде прямоугольника или квадрата. На рис 6.4, а и б представлены очень важные для теории особые случаи прокатки в очаге деформации с двумя осями симметрии — прокатка прямоугольной полосы на бурте или в щелевом калибре. Аналогичные схемы прокатки возникают при прокатке ступенчатых полос на гладкой бочке (рис. 6.4, в, г). По нашему определению эти калибры (и в общем случае — схемы прокатки) также следует отнести к разряду простых, хотя другие авторы считают их сложными. Кстати, и традиционную прокатку прямоугольной полосы на гладкой бочке можно рассматривать как частный случай прокатки с двумя осями симметрии.

Рис. 6.4. Прокатка с двумя осями симметрии: а — прямоугольная полоса на бурте; б — прямоугольная полоса в щелевом калибре; в, г — ступенчатая полоса на гладких валках

Все рассмотренные простые схемы прокатки имеют много общего и изучаются теоретически как отдельный класс задач прокатки в калибрах. Теория прокатки в простых калибрах — это самостоятельный раздел современной теории ОМД. Подходы к расчету формоизменения в этих калибрах позволяют понять особенности течения металла и в более сложных калибрах и приблизиться к разработке теории и методов расчета деформации и силовых параметров при прокатке в сложных калибрах, когда сохраняется только одна ось симметрии или оси симметрии отсутствуют.