Системы калибров
При прокатке простых сортовых профилей простые калибры объединяют в системы, которые позволяют обеспечить необходимые условия деформации металла, получить требуемые размеры поперечного сечения профиля с заданной точностью, а также обеспечить качество поверхности проката. Простые калибры проявляют свои деформационные возможности только в системе с другими калибрами.
В.К. Смирнов и В.А. Шилов [6] выделяют 10 различных систем калибров, применяемых при прокатке простых профилей. Каждая из систем имеет свои преимущества и недостатки, что предопределяет область ее применения. Мы несколько укрупним классификацию систем калибров и выделим принципиально отличные четыре системы.
Система ящичных калибров
На рис. 6.20 представлена последовательность прокатки в ящичных калибрах. В первый прямоугольный калибр задается квадратная полоса (показана тонкими линиями). После прокатки полоса кантуется на 90° и задается во второй калибр примерно квадратной формы. Прокатка в следующей паре калибров осуществляется по той же схеме. В общем случае можно считать, что в каждом нечетном калибре отношение осей калибра В/Н (В — ширина, Н — высота) значительно больше 1, поэтому нечетные калибры называются неравноосными. Соответственно, все четные калибры с отношением осей, равным или близким к 1, являются равноосными. Система калибров распадается на отдельные пары калибров: первый из калибров пары неравноосный, в него задается равноосная полоса, а второй — равноосный, в нем прокатывается неравноосная полоса. Ящичные калибры обладают рядом преимуществ по сравнению с другими системами. При прокатке в них по ширине полосы деформация равномерна. Это важное преимущество системы ящичных калибров, поскольку при прокатке не возникает вынужденного уширения и утяжки полосы.
Второе преимущество состоит в том, что боковые стенки калибра практически не препятствуют удалению окалины с боковых граней металла. В других калибрах боковые стенки работают интенсивнее, поэтому окалина может вдавливаться в поверхность полосы. На всех станах после нагревательных печей рекомендуют обязательно устанавливать два-шесть ящичных калибра для сво-
бодного удаления печной окалины с поверхности металла. Таким образом, общая калибровка валков прокатного стана почти всегда начинается с ящичных калибров. Систему ящичных калибров применяют на обжимных и заготовочных станах, на крупносортных станах, а также в первых (черновых) пропусках других сортовых станов (после печи).
Важно также, что в ящичных калибрах за счет изменения зазора между валками можно легко изменять размеры прокатываемой полосы, не искажая ее формы. Ящичные калибры имеют сравнительно неглубокий врез ручьев в валки, и закругленные стенки при переходе от стенок к дну обеспечивают их высокую прочность при прокатке.
К недостаткам ящичной системы калибров относится невозможность получения точного квадрата из-за наличия выпуска и закруглений в углах калибра. Ящичные калибры имеют невысокую вытяжную способность в связи с тем, что обжатие металла протекает практически только по высоте, и боковые грани полосы имеют тенденцию к значительному уширению.
Система ящичных калибров имеет много разновидностей, одна из которых представлена на рис. 6.21. Неравноосные калибры здесь заменены гладкой бочкой, что обеспечивает большую прочность и снижение расхода валков, отпадает необходимость растачивать калибры на валках, появляются большие
Рис. 6.21. Система гладкая бочка — ящичный калибр
возможности варьирования размерами полосы за счет изменения зазора между валками. Однако на гладкой бочке вытяжка происходит менее интенсивно, чем в калибре. Полоса теряет устойчивость и “сваливается” (рис. 6.22) уже при
Рис. 6.22. Потеря устойчивости полосы при прокатке на гладкой бочке
отношениях И/Ь > 1,5—1,7, а при прокатке за несколько пропусков — при меньших отношениях. В калибрах потеря устойчивости наступает при отношениях И/Ь > 2,0—2,2.
Прокатку только на гладких валках во всех пропусках (бескалибровую прокатку) можно рассматривать как разновидность рассматриваемой системы. Если устранить основной недостаток бескалибровой прокатки — потерю устойчивости при низких отношениях И/Ь — за счет специально сконструированной и тесной арматуры, охватывающей прокат не только до входа в очаг деформации, но и в самом очаге и на выходе из него, то бескалибровая прокатка станет очень перспективным направлением сортопрокатного производства.
