Вытяжная способность системы калибров

Выше дана общая характеристика каждой из систем калибров с позиций ее вытяжной способности. Заметим еще раз, что вытяжная способность — это максимально возможная вытяжка в паре калибров при заданной их геометрии. Однако вытяжная способность зависит не только от геометрии калибров, но и от многих других факторов, поэтому при определенных условиях прокатки в малопроизводительных системах удается значительно повысить вытяжки, и наоборот, высокопроизводительная система может обеспечивать невысокую вытяжку.

Не всегда стремятся выбрать систему вытяжных калибров с максимальной вытяжной способностью. Более правильным является выбор такой системы, которая при достаточно высокой вытяжной способности удовлетворяет требованиям по качеству и отвечает ряду других критериев: максимальной производительности стана, минимальному расходу электроэнергии на прокатку, минимальному расходу (износу) валков, более равномерной загрузке клетей стана и т. д. При наличии нескольких критериев для оценки рациональности калибровки применяют критерий С_в, характеризующий степень использования вытяжной способности системы. Он определяется как отношение фактической вытяжки в паре калибров к максимально возможной вытяжке в этой паре /_ч :

Оставшаяся доля величины X,- составляет запас вытяжной способности

Апах

системы калибров:

Основным фактором, определяющим вытяжную способность пары калибров, является отношение осей полосы в неравноосном калибре а = Ь/И. Чем больше эго отношение, тем вытяжка в паре калибров больше.

Однако максимально возможное отношение осей ограничивается двумя факторами: максимально допустимый угол захвата [а] и устойчивость неравноосной полосы при прокатке в равноосном калибре. Кроме того, с ростом отношения осей неравноосной полосы возрастает разность вытяжек в первом и втором калибре. Практически во всех системах вытяжка в первом калибре л, больше, чем во втором Х₂, и их разница возрастает с ростом отношения осей, что ведет к неравномерной загрузке калибров и неравномерному износу. Таким образом, слишком большие отношения осей также нерациональны. Экспериментальные исследования, обобщающие заводские калибровки валков, показывают, что для каждой системы можно определить рациональные отношения осей неравноосной полосы. На рис. 6.33—6.35 показаны экспериментальные кривые, полученные для основных систем. По горизонтальной оси отложена

Рис. 6.33. Практически реализуемые вытяжки в паре калибров системы ромб—квадрат

Рис. 6.34. Вытяжка в паре калибров системы овал—квадрат

Рис. 6.35. Вытяжка в паре калибров системы овал — ребровый овал

сторона квадрата С (диаметр круга) или ширина ребрового овала Ь, прокатанного в равноосном калибре пары, а по вертикальной оси — парная вытяжка. Видно, что все кривые однотипны.

На рис. 6.34 приведены также рекомендуемые отношения осей овала для системы овал—квадрат. С ростом размера С до 50 мм практически для всех систем можно увеличивать отношение осей неравноосного сечения (или угла р при вершине ромбического калибра), увеличивая вытяжную способность системы. Эго связано с гем, что до 50 мм основным ограничением является устойчивость неравноосной полосы в равноосном калибре. Устойчивость повышается с увеличением размеров проката. При размерах квадрата выше 50 мм вытяжка ограничена максимальным углом захвата и снижается с ростом размеров проката. Соответственно, снижаются значения отношений осей неравноосного сечения.

Более систематические исследования с расчетом вытяжной способности калибров вариационными методами проведены В.К. Смирновым, В.А. Шиловым и др., результаты обобщены в номограммах, приведенных в [6]. Для примера одна из номограмм показана на рис. 6.36 (для системы овал—квадрат). Авторы установили, что на вытяжку влияет не только отношение осей а, но и задаваемый угол захвата в равноосном калибре а, и приведенный диаметр валков равноосного калибра:

где ?>, — диаметр валка по дну равноосного калибра; Я, — высота равноосного калибра.

На графике вытяжка в паре калибров Х_х= А,Л₂.

Вытяжки в каждом калибре А., и Л₂ связаны между собой соотношением

Коэффициент е, как правило, меньше 1, что свидетельствует о том, что вытяжка в первом неравноосном калибре пары больше, чем во втором равноосном. Значение е зависит как от системы калибров, так и от отношения осей

Рис. 6.36. Кривые предельных вытяжек но В.К. Смирнову

неравноосного калибра а. Чем больше отношение осей и чем больше вытяжка в паре калибров 7^, тем меньше значение е и тем неравномернее распределены вытяжки между калибрами пары. Это влияет на параметры загрузки клетей (силы, моменты, работу деформации и пр.) и связанный с ними износ калибров. Кроме того, значения коэффициента е снижаются по мере уменьшения размеров прокатываемой полосы (размера С).

Очевидно, по ходу прокатки необходимо снижать отношение осей неравноосных калибров, увеличивая при этом равномерность загрузки и износа калибров и снижая парные вытяжки Х_т , где / — номер пары калибров. По М.С. Мутьеву, для системы ромб—квадрат при С < 40 мм с = 0,9—0,82 (в среднем е = 0,85), при С > 40 мм е = 1,0-0,9 (в среднем е = 0,95). Для системы овал — ребровой овал при отношении осей овала Ь/И = 2,5 е = 0,7 и при Ь/И = 2,0 е = 0,8.

В системе калибров овал—квадрат коэффициент е может меняться в широких пределах: от 0,9 до 0,3. В среднем при С > 20 мм е = 0,6—0,85 и при С < 20 мм е — 0,3—0,7. Особенно резко снижается значение е и увеличивается неравномерность загрузки калибров при парных вытяжках 7^ = 2,0—2,4 на мелких квадратах (С = 10—20 мм) (рис. 6.37).

Рис. 6.37. Соотношение между вытяжками 7., и Х₂ в паре калибров системы овал—квадрат

Рис. 6.38. Универсальная калибровка валков крупносортного стана

При выборе калибровки по вытяжной способности важно учитывать, что калибровки валков на промышленных станах строятся по универсальному принципу. Универсальной называется такая калибровка, в которой одни и те же калибры используются при прокатке разных профилеразмеров. Как правило, первые черновые калибры являются общими для всех профилей. Затем от некоторых калибров цепочки разветвляются, и только в последних и чистовых пропусках каждому профилю соответствуют калибры с расчетными размерами.

Универсальность калибровки позволяет сэкономить парк валков, сократить длительность перевалок и перенастроек. При прокатке простых профилей универсальность калибровки является одним из основных критериев ее рациональности. При этом вытяжная способность калибров отходит на второй план.

На рис. 6.38 приведена одна из универсальных калибровок 9-клетевого крупносортного стана. Как видно, ящичный калибр третьей клети, и ребровые овальные калибра седьмой клети используются для получения нескольких профилеразмеров.