Валки блюминга и режимы обжатия на блюминге

Клеть блюминга или блюминга-слябинга содержит два валка примерно одинакового диаметра — от 850 до 1500 мм. Диаметр валков типовых блюмингов и слябингов D — 1300 мм. Он всегда указывается в названии стана (например, блюминг 1300, блюминг 900) как емкая характеристика его возможностей по производительности, мощности, составу оборудования, технологии и пр.

Валки блюминга имеют участок гладкой бочки и два-пять ящичных калибров. На рис. 9.7 приведены валки нескольких действующих станов. Гладкая бочка выполнена с небольшим врезом в валок (на 50—150 мм) для удобства работы оператора: он лучше видит этот участок, меньше опасается направить слиток мимо гладкой бочки, быстрее работает. Большой врез ослабляет сечение валка. Ранее (см. рис. 6.3) была приведена конструкция ящичного калибра и его элементы. Выпуск на блюминге составляет 10—25 %.

Рис. 9.7. Калибровки валков некоторых блюмингов: а -1300 (КрМК); б - 1150 (КМК); в - 1150 (КрМК); г - 1300 (ЧерМК)

При прокатке в калибре ширина полосы Ь должна быть больше ширины калибра по дну 6, и меньше ширины калибра по буртам Ь₂ (например, для калибра II на рис. 9.7, а ширина полосы должна находиться в пределах 405— 445 мм). При этом условии боковые стенки калибра воздействуют на полосу, создавая стесняющее воздействие. За счет этого:

• 1) больше металла устремляется в вытяжку, быстрее и с меньшими суммарными затратами энергии протекает процесс прокатки до требуемого сечения (в этом смысле уширение — вредный процесс);
• 2) образуется подпор течению металла в ширину; за счет этого в большей степени деформируются центральные по высоте слои слитка, они лучше прорабатываются, деформация по высоте более равномерна, чем без подпора;
• 3) обеспечиваются дополнительные силы трения по стенкам калибра, при этом улучшается захват металла валками, возможно увеличение обжатия за один пропуск по сравнению с гладкой бочкой;

4) улучшается устойчивость полосы при прокатке; при обжатии высоких и узких полос возникает потеря устойчивости, полоса не обжимается, а искривляется в валках; в калибрах потеря устойчивости происходит при отношении высоты к ширине полосы Н/В — 2,0 и выше, а на гладкой бочке — при Н/В - 1,7 и ниже.

Видно (см. рис. 9.7), что дно некоторых калибров имеет вогнутость. Это способствует большему проникновению деформации вглубь сечения и лучшей проработке средней части слитка. Кроме того, когда после нескольких пропусков полоса из разряда высоких перейдет в разряд средних, после кантовки вогнутость боковой грани раската будет полезной, поскольку компенсируется уширением центральных слоев. В последнем калибре, из которого выходит готовый блюм, дно калибра выполняется без заглубления, чтобы обеспечить точные размеры блюма. Нецелесообразно заглубление также на гладкой бочке и в первом калибре, когда полоса еще высокая.

Применяется две схемы расположения калибров на валках. Первая называется последовательной (рис. 9.8). Прокатка на таких валках осуществляется в последовательности, показанной стрелками. После нескольких пропусков на гладкой бочке осуществляется кантовка полосы, т. е. смена направления обжатия. Через несколько пропусков раскат передается в следующий калибр. Металл последовательно передвигается по всем калибрам слева направо в одном направлении, что упрощает процесс прокатки (см. две первые калибровки на рис. 9.7). Однако в наиболее нагруженных первых пропусках на гладкой бочке левый подшипник воспринимает большую нагрузку, чем правый, поэтому подшипники неравномерно изнашиваются. Кроме того, с водой, подаваемой на валки стана для их охлаждения и удаления окалины, окалина попадает в левый подшипник, усугубляя условия его работы.

Чтобы устранить эти недостатки, применяется симметричное расположение калибров на валках (рис. 9.9, стрелками показана последовательность прокатки). С гладкой бочки металл сначала движется влево к первому калибру, затем вправо во второй калибр. Условия эксплуатации подшипников улучшились, но сам процесс прокатки стал менее удобным и более длительным (см. третью калибровку валков на рис. 9.7). На каждом заводе выбирают свой вариант расположения калибров на валках, но более предпочтительным считается симметричный, особенно тогда, когда не требуется максимальная производительность стана.

Схема прокатки на блюминге представлена на рис. 9.10, на котором показаны направления обжатия и кантовки слитка. Схему можно записать короче:

Рис. 9.8. Последовательное расположение калибров

Рис. 9.9. Симметричное расположение калибров что отражает число пропусков между кантовками и общее число пропусков. На блюмингах применяют самые различные схемы прокатки. Наиболее распространенными являются следующие схемы:

Рис. 9.10. Схема обжатий на блюминге

Приведенные схемы прокатки можно практически использовать при разработке режимов обжатия слитка на блюминге. Кантовки металла осуществляют в следующих условиях: после четного (не каждого) пропуска, так как прокат на передней стороне стана хорошо виден оператору, который в таком случае может непосредственно управлять процессом кантовки;

при передаче раската из одного калибра в другой; при этом операция кантовки по времени совмещается с поперечной транспортировкой слитка из калибра в калибр и общее время прокатки сокращается;

обязательно перед последним пропуском, чтобы уменьшить износ последнего калибра и увеличить срок службы валков до переточки; кантовка перед этим калибром способствует увеличению точности проката;

при достижении отношения высоты к ширине раската Н/В значений, близких к критическим, при которых наступает потеря устойчивости.

Исследования, проведенные на Криворожском блюминге 1300, показали, что для уменьшения поверхностных трещин на блюмах при прокатке целесообразно уменьшать количество пропусков на гладкой бочке и осуществлять при этом кантовку после каждых двух пропусков.

Из схем прокатки видно, что общее количество пропусков п всегда нечетное, гак как прокатка заканчивается на задней стороне стана. Направление прокатки в последнем пропуске в последнем калибре всегда задано. Это значит, что одна сторона слитка, например высота Н, получает на один пропуск больше, чем ширина В:

Чтобы выравнять средние обжатия по обеим сторонам, часто либо слиток отливают не квадратным (с разницей в размерах Н и В примерно на 100 мм), либо прокатывают блюм неквадратного сечения.