Особенности прокатки и расчета режима обжатия на одноклетевых 3-валковых заготовочных станах

На многих заводах черной металлургии успешно работают старые заготовочные станы, которые по производительности резко уступают НЗС, но значительно дешевле последних, легко настраиваются и перестраиваются и способны выдавать заготовку более широкого сортамента, чем магистральные высокопроизводительные НЗС. В основном такие станы используются для прокатки заготовки из легированных марок стали небольшими партиями, прокатка которых на НЗС нецелесообразна.

Рис. 11.7. Схема привода трехвалкового стана (обозачения см. на рис. 11.6)

Стан имеет одну или две отдельно стоящие 3-валковые клети, каждая из которых приводится от отдельного сравнительно дешевого асинхронного двигателя переменного тока, вращающего валки с постоянной скоростью через редуктор и 3-валковую шестеренную клеть (рис. 11.7). Стан нереверсивный, однако позволяет проводить прокатку в реверсивном режиме: в одном направлении между верхним и средним валком (четные пропуски) и в другом — между средним и нижним валком (нечетные пропуски). При переходе с верхнего уровня прокатки на нижний (после каждого четного пропуска) осуществляется кантовка раската.

Рис. 11.8. Совмещенные калибры 3-валкового заготовочного стана

Расстояние между валками устанавливается при настройке стана и не меняется при прокатке, поэтому режим обжатия полностью определяется калибровкой валков стана. Чтобы прокатка в калибрах проходила по расчетным и независимым режимам, верхний калибр не должен иметь общих ручьев с нижним калибром. Средний валок должен иметь ручьи для всех калибров, а верхний и нижний — только для четных или нечетных соответственно. Однако при такой нарезке калибров бочка валков используется нерационально, по ее длине умещается мало калибров. Чтобы исправить эти недостатки, применяют калибровку с совмещенными калибрами (рис. 11.8), когда ручей среднего валка является общим для верхнего и нижнего калибров. На рис. 11.9 приведена реальная калибровка одноклетевого заготовочного стана 750 с совмещенными калибрами.

Рассмотрим особенности прокатки в паре совмещенных калибров (см. рис. 11.8). Первый пропуск производится в нижнем калибре, а затем без кантовки полоса передается в верхний калибр. Кантовка полосы осуществляется автоматически при падении заготовки с верхнего уровня (после четного пропуска) на нижний. Для этого на ее пути достаточно поставить некоторый упор-кантователь, на котором заготовка сама повернется на 90°.

Рис. 11.9. Калибровка валков 3-валкового заготовочного стана 750

Обжатие в верхнем калибре

где А₂ — высоты нижнего и верхего калибров.

Диаметры валков по дну калибров обозначим ?)_{р в}, Д_{р с} и Д_{р н}, а расстояния между осями нижней и верхней пары валков — Д, и Ъ₁. Чтобы полоса выходила из валков прямолинейной, линейные скорости валков должны быть одинаковыми, поэтому должно выполняться равенство Д_рв ⁼ Д_рс — Д_рн. Диаметры всех валков по дну калибра должны быть одинаковыми. Известно, что именно в этом случае полоса редко бывает прямолинейной, поскольку, помимо скоростей, на прямолинейность влияют много других факторов: неравномерность температуры по сечению полосы, разное состояние поверхности и разный износ верхнего и нижнего ручьев калибра и т. д. Эго приводит к тому, что одна полоса при прокатке может загибаться вверх, другая — вниз. Поэтому на всех станах диаметры верхних валков делают на 3—4 мм больше нижних (на более мелких сортовых станах подобное отклонение составляет 1—3 мм). В этом случае полоса при прокатке всегда стремится прижаться к нижней проводке арматуры стана, установленной на выходе из клети, и выправляется за счет движения по проводке. Только на блюмингах нижний валок на 3—5 мм выше нижнего, чтобы полоса на выходе изгибалась вверх (в виде лыжины) и не ударяла по станинным роликам рольганга стана.

Пока будем считать . Из чертежа следуют равенства

Вычтем из второго равенства первое, получим откуда

Обжатие в верхнем калибре равно разности расстояний между осевыми линиями нижних и верхних валков, которое определено конструкцией стана. Обжатие в верхнем (четном) пропуске совмещенных калибров нельзя назначать произвольно, оно задано конструкцией стана. И наоборот, мри конструировании новых 3-валковых станов с совмещенными калибрами необходимо изготовлять шестеренные валки стана и соответственно расстояния А, и й₂ в соответствии с заранее рассчитанными оптимальными обжатиями в четных пропусках.