Система овал—квадрат
В первый овальный (неравноосный) калибр указанной системы (рис. 6.25) задается квадратная (равноосная) полоса. После прокатки полученная овальная полоса кантуется на 90° и задается в квадратный калибр диагонального расположения, который классифицируется как равноосный. Для прокатки в следующем овальном калибре полученный квадрат следует скантовагь на 45°. Видно, что прокатка по такой системе требует кантовки полосы после каждого пропуска — на 90° после неравноосного и на 45° после равноосного, что является недостатком по сравнению с системой ромб—квадрат. Причем на станах с чередующимися горизонтальными и вертикальными валками кантовки сохраняются.
По сравнению с системами ромб—квадрат и ящичной система овал—квадрат имеет два существенных преимущества. Во-первых, она более производительна, так как за пару пропусков (в нечетном неравноосном и четном равноосном) обеспечивает более высокую вытяжку. По сравнению со всеми другими эта система калибров самая высокопроизводительная и потому применяется тогда, когда требуется получить большую суммарную вытяжку, например на проволочных станах при прокатке катанки диаметром 6,3 или 5,5 мм из квадратной заготовки со стороной 100 мм. При использовании системы калибров овал—квадрат не только сокращается количество требуемых клетей, но и уменьшается перепад температур от начала до конца прокатки, стабилизируются параметры качества.
Во-вторых, как видно, в процессе прокатки идет смена углов профиля. В овальном калибре существующие углы квадрата сминаются, и новые углы формируются в новом месте. Температура металла по сечению полосы более равномерна, чем при прокатке по системе ромб—квадрат, меньше остаточных напряжений, меньше искажений профиля. При этой системе меньше падает температура полос к концу прокатки.
Тем не менее система овал—квадрат применяется не столь широко, как кажется при ее достоинствах. Это связано с тем, что трудно обеспечить высокое качество проката. Деформация металла по ширине полосы неравномерна, осо-
бенно при прокатке квадрата в овале. На графике распределения обжатия по ширине в овальном калибре (рис. 6.26, а) видно, что обжатия вблизи кромок более высокие, чем в средней части по ширине, что вызывает утяжку середины и вынужденное уширение профиля. Овальный калибр быстро изнашивается в местах соприкосновения с углами задаваемой в него квадратной полосы, что приводит к искажению размеров овальной, а затем и квадратной полосы.
Рис. 6.26. Графический анализ распределения обжатия по ширине овального (а) и квадратного (б) калибров
При прокатке овала в квадратном калибре обжатия (рис. 6.26, б) также крайне неравномерны. Это приводит к образованию складок в углах квадратной полосы, которые при последующей прокатке закатываются, образуя дефекты (трещины или закаты) на готовом профиле.
В системе овал—квадрат вытяжка в овальном калибре всегда выше, чем в квадратном. Это приводит к неравномерной загрузке оборудования, неравномерной выработке овальных и квадратных калибров, что также сказывается на качестве проката.
Главным недостатком системы является склонность полосы к сваливанию в калибрах. Пусть в квадратном калибре произошло неполное заполнение калибра (рис. 6.27, а). Квадратная полоса с невыполненными углами далее попадает в овальный калибр и при захвате скручивается (рис. 6.27, б). Полученный овал будет искаженным (рис. 6.27, в). При прокатке в следующем квадратном калибре (рис. 6.27, г) овал “сваливается”, размеры его искажаются. Эти искажения накапливаются при переходе от одной пары калибров к другой. В целом точность и качество поверхности готового профиля будут невысокими. При больших отношениях осей овальной полосы при прокатке в овальном калибре происходит сваливание даже при идеальном заполнении всех калибров, поскольку проводки, удерживающие полосу в вертикальном положении, не могут быть очень тесными. За счет точности расчетов и правильности настройки калибров стана исправить этот недостаток не удается.
Рис. 6.27. Этапы искажения размеров профиля при прокатке по системе овал—квадрат
Система овал—квадрат имеет много разновидностей. Все они отличаются конструкцией овального калибра. Ранее указывалось, что овалы применяются однорадиусные, двухрадиусные и плоские (см. рис. 6.14). Плоский овал обеспечивает более равномерную деформацию квадратной полосы по ширине, меньший износ овального калибра. Однако вытяжная способность в нем ниже, чем в овалах иной конструкции, поэтому он чаще всего применяется при прокатке крупных кругов.
В. К. Смирнов выделяет в самостоятельную систему калибров шестигранник—квадрат (рис. 6.28). Однако шестигранный калибр можно рассматривать как овальный калибр с плоскими гранями. Применение шесги-
Рис. 6.28. Система калибров шестигранник—квадрат
гранных калибров взамен овальных позволяет устранить большинство недостатков системы овал—квадрат. В шестигранном калибре обжатия более равномерны по ширине, чем в овальном. Вытяжки в шестигранном калибре примерно равны вытяжке в квадратном калибре, что благоприятно сказывается на загрузке оборудования и качестве проката. Положение проката в шестигранном и квадратном калибре устойчивое, конструкция проводковой арматуры, удерживающей шестигранник в квадратном калибре, проще, чем для овала. Указанные преимущества обеспечивают возможность применения шестигранных калибров не только на мелкосортных, но и на среднесортных и даже крупносортных станах. Но в общем случае вытяжная способность системы с применением шестигранных калибров ниже системы с однорадиусными овальными калибрами, допускающими большое отношение осей. Однако в системе шестигранник-квадрат есть возможности исправить этот недостаток.
