Требования к сортовому прокату по точности

Повышение точности прокатываемого металла является одним из основных направлений развития сортопрокатного производства. Существуют различные характеристики точности сортового металла. Рассмотрим их на примере круглого проката. Объем производства круглого профиля значительно превышает остальные. Кроме того, требования к нему со стороны потребителей часто выше, чем к другим сортовым профилям.

В некотором поперечном сечении по длине круглой шганги, которому придадим номер у, фактическая форма проката отличается от идеального круга (рис. 13.11). Если фактическое сечение заменить равновеликим по площади кругом, то диаметр его с!] можно назвать фактическим диаметром проката ву-м сечении. Однако при таком определении фактический диаметр измерить трудно, поэтому практически его вычисляют как среднее из четырех измерений: диаметр в направлении высоты калибра, в котором он прокатывался, т. е. под углом р = О к вертикали;

Рис. 13.11.

Фактическая форма круглого проката

диаметр с!г в направлении ширины калибра (Р = 90”);

два диаметра и ?/4/, измеренных по диагоналям, т. е. под углами к вертикали р = ±45°. Итак,

В литературе можно встретить определение фактического диаметра как половина суммы максимального и минимального диаметров, которое не учитывает размеров диагоналей, поэтому такое определение не всегда достоверно.

Отклонение по абсолютной величине каждого из четырех измеренных значений диаметра от фактического называется поперечной разнотолщинностью проката в у-м сечении:

где /— номер измерения (/ = 1, ..., 4).

Если вычислить среднее из четырех отклонений

то его можно трактовать как некоторую усредненную характеристику разно- толшинности в у-м сечении. Средняя поперечная разнотолщинность по всей полосе

где п — количество продольных сечений;у = 1, 2, ..., п § может выступать как обобщенная характерисика поперечной разнотолщинности проката.

В нашем определении поперечная разнотолщинность в у-м сечении — это график распределения поперечной разнотолщинности по сечению, построенный по четырем значениям.

Для других форм поперечного сечения проката, отличных от круга (например, для полосы или квадрата), под размером ?/ можно понимать любой из характиристических размеров, например высоту.

По аналогии дадим определение продольной разнотолщинности. График изменения фактического диаметра ?/; по длине полосы (в зависимости от номера у) качественно характеризует продольную разнотолщинность проката. Если вычислить среднее значение фактического диаметра

то количественной мерой продольной разнотолщиности будет служить разность

которую также можно представить в виде графика в зависимости от номера у (по длине необходимо выбрать п сечений, у = 1,2, п). Этот график и называется продольной разнотолщинностью. Обобщенной характеристикой продольной разнотолщинности является ее усредненное значение:

Все данные выше определения предполагают, что существуют автоматические измерители диаметра в четырех (или больше) направлениях. Через какие-то интервалы по длине в любому'-м сечении полосы производятся автоматические измерения всех четырех диаметров, автоматическая обработка данных по приведенным формулам и автоматическая распечатка всех характеристик каждой штанги. На самом деле таких измерителей на подавляющем большинстве действующих станов нет. Точнее, существуют технические проекты и выполненные в металле устройства, но они либо дороги, либо имеют низкую надежность работы в металлургических условиях. Чаще на стане производят измерения только в одном сечении на отрезанном конце полосы и только на одной штанге из партии полос. Измеряют вручную с помощью соответствующих скоб, настроенных на минусовый и плюсовый допуски на прокат. По этим показаниям производят настройку стана, и при прокатке считают, что при заданной настройке размеры проката будут находиться в пределах допуска. На самом деле это далеко не так. Судить о точности проката при такой методике измерения можно с большой долей условности.

Допуски на отклонения измеренных диаметров от номинального

Рис. 13.12. Допуски на отклонения измеренных диаметров от номинального

Измеренные диаметры Д должны укладываться в допуски, которые отсчитываются от номинального диаметра Фноы (рис. 13.12). Номинальным называется диаметр, определенный заказом. Допустимое отклонение в сторону увеличения диаметра Д+ называется плюсовым, а в сторону уменьшения Д_ — минусовым допуском. Эти допуски определяются ГОСТом.

Фактические отклонения измеренных значений диаметра с1:] от номинального определяют фактическую точность проката:

Очевидно, точность проката может быть различной как в пределах одного сечения, так и по длине полосы (в разныху'-х сечениях). Для ее определения необходимы автоматические измерители. При их наличии можно вычислить среднюю точность для полосы в целом. Для этого необходимо произвести п измерений фактического диаметра (/' = 1,2, п) и вычислить средний фактический диаметр г/ полосы по формуле (13.1).

Средняя фактическая точность полосы

Фактическая точность Д(у может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Как правило, минусовый допуск значительно превышает плюсовый. Действующим стандартом ГОСТ 2590—88 предусмотрены три группы точности круглого проката с предельными отклонениями, приведенными в табл. 13.1.

ГОСТ 2590—88 предусматривает также предельную допустимую овальность круглого профиля. Овальность вычисляется как разность максимального и минимального из четырех диаметров ву'-м сечении:

Допуски на овальность равны половине полного допуска на размер

Например, для круглого профиля диаметром 5—9 мм обычной точности (гр. В) предельная овальность 0 = 0,4 мм.

Несимметричное построение поля допускаемых отклонений должно стимулировать прокатку с минусовыми допусками. Профили, прокатанные в минусовом поле допусков объективно выгодны как потребителям, так и производителям. У потребителя облегчается производимая им машина, меньше металла закладывается в строительные конструкции, меньше металла уходит в стружку и т. д. В прокатном производстве из исходной заготовки получается больше продукции в метраже. Заказчик также заинтересован покупать прокат в метрах. Однако учет, отгрузка и продажа готовой продукции осуществляются в тоннаже, так как весы имеются на всех участках цеха, а приборов для измерения партий проката в метрах не существует. Заказчика практически вынуждают покупать прокат по массе.

Таблица 13. 1

Предельные отклонения на круглый прокат но ГОСТ 2590—88

Диаметр <:/1ЮМ, мм

Группа точности проката

А

Б

В

5-9

+0,1

..-0,2

+0,1

..-0,5

+0,3

..-0,5

10-19

+0,1

..-0,2

+0,1

..-0,5

+0,3

..-0,5

20-25

+ 0,1

..-0,4

+0,2

..-0,5

+0,4

..-0,5

26-28

+ 0,1

..-0,4

+0,2

..-0,7

+0,3

..-0,7

29-30

+ 0,1

..-0,5

+0,2

..-0,7

+0,3

..-0,7

32-48

+ 0,1

..-0,5

+0,2

..-0,7

+0,4

..-0,7

50-58

+ 0,1

..-0,7

+0,2

..-1,0

+0,4

..-1,0

60-78

+ 0,1

..-0,9

+0,3

..-1,1

+0,5

..-1,1

80-97

+ 0,3

..-1.1

+0,3

..-1,3

+0,5

..-1,3

100-115

-

+0,4

..-1,7

+0,6

..-1,7

В прокатном производстве выгодно использовать все поле допусков: начинать прокатку на новых валках в минусовом допуске, а по мере износа калибров постепенно переходить к плюсовому допуску. Прокатка всегда “на минус” требует дополнительных затрат на более частую смену валков, на ужесточение контрольных функций, и эти затраты пока никак не компенсируются, поскольку в ценах на прокат не предусмотрены надбавки за прокатку в минусовом поле допусков (раньше такие надбавки предусматривались при расчете цены проката). Все это сдерживает широкое распространение проката с минусовыми допусками. Немалую роль при этом играют сложившаяся практика, привычка, удобства, которые сломать очень трудно.

Следует обратить внимание на то, что общее поле допусков на прокат очень велико и на крупных кругах достигает 2 мм. Такие допуски отражают состояние и возможности современного оборудования, предназначенного для производства сортового проката. Но такие допуски совершенно не устраивают многих потребителей, например фирмы, использующие автоматические линии для изготовления каких-то изделий из круглого проката. Современные автоматические линии требуют прокат с допуском ±0,1 мм. Многие из них не могут работать на прокате с окалиной на поверхности. Требованиям таких заказчиков удовлетворяет так называемый калиброванный металл. Заготовкой для калиброванного металла (в основном круглого сечения) служит сортовой круглый прокат. Его сначала освобождают от окалины (разламыванием слоя окалины, обработкой щетками и травлением в кислоте), затем (в холодном состоянии) протягивают через волоку, получая требуемые точность и качество поверхности. Строго говоря, калибровка — это лишняя и дорогая технологическая операция, необходимая только потому, что прокатное производство не в состоянии обеспечить высокие требования современного машиностроения. В целях удешевления калиброванного проката необходимо на прокатном стане добиваться необходимой точности, т. е. получать калиброванный металл (его называют горячекалиброванным). Эго одна из тенденций развития прокатного производства.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >