ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ И ПРОКАТНОЕ УСТРОЙСТВО
ROLL MILL STAND AND ROLLING DEVICE

Изобретение касается прокатной клети, по меньшей мере, с тремя расположенными по существу в одной плоскости, соответственно установленными по осям валками, причем оси, несущие валки, смещены на угол больше 0° и меньше 180° друг к другу, и каждый валок имеет вращающуюся рабочую поверхность, причем рабочие поверхности вместе образуют калибр. Кроме того, изобретение касается прокатного приспособления для прокатки с несколькими прокатными клетями. Подобные прокатные клети и подобные прокатные устройства находят применение при прокатке многогранных продуктов проката, в особенности для шестигранных профилей.
Из практики известна прокатная клеть для прокатки шестигранного продукта, которая имеет три расположенных по существу в одной плоскости, соответственно установленных на осях валка, причем оси, несущие валки, смещены на угол больше 0° и меньше 180° друг к другу, и каждый валок имеет круговую рабочую поверхность, причем валки вместе составляют калибр (так называемая 3-валковая система). При этом под калибром понимается форма и размер отверстия между валками прокатного приспособления.
Известная прокатная клеть имеет валки с ровными рабочими поверхностями, которые расположены относительно друг друга таким образом, что в каждой следующей одна за другой клети соответственно трем сторонам материала, которые ориентированы друг к другу под углом 120°, придается ровная форма. В последней клети происходит деформация таким образом, что средний диаметр в середине ровных сторон становится одинаковым. Вследствие этого в 3-валковой клети образуется шестигранник. Прокатное устройство с подобными прокатными клетями имеет тот недостаток, что при большой овальности выходящего продукта разница размеров «под ключ» конечного продукта большая, причем под размером «под ключ» понимается расстояние между двумя параллельно проходящими сторонами шестигранного профиля.
Кроме того, известно, что для прокатки шестигранного продукта предусмотрена прокатная клеть с двумя валками, которые установлены на проходящих параллельно друг другу осях и соответственно имеют круговую рабочую поверхность, причем рабочие поверхности вместе образуют калибр (так называемая дуо-клеть). Рабочая поверхность обоих валков имеет неизменный контур, который в осевой плоскости имеет параллельный оси ровный участок и прилегающий к обеим сторонам ровного участка наклонный участок, причем свободный угол между ровным участком и наклонным участком составляет 120°, и наклонный участок направлен от ровного участка наружу относительно оси. Посредством расположения обоих валков друг к другу рабочие поверхности ограничивают очаг деформации почти полностью и придают ему форму шестигранного продукта, который будет прокатываться. Недостатком подобного расположения является проблема четкости кромок. Здесь кромки между ровным участком и наклонным участком должны быть получены очень точно, тогда может быть получена приемлемая кромка конечного продукта. Кроме того, недостатком в подобном приспособлении является то, что постоянно остающаяся щель между прилегающими друг к другу конечными участками контуров обоих валков может оставить видимые следы на шестигранном продукте, которые делают необходимой последующую обработку. С возрастающим износом особенно на кромке между ровными участками или забиванием этой области посредством загрязнений, поступающих с поверхности прокатанного прутка (например, окалины), четкость кромок нарушается.
Исходя из известного уровня техники, в основе изобретения лежит задача - заметно снизить связанные с входной овальностью отклонения от заданной формы прокатного продукта.
Эта задача решается посредством прокатной клети по пункту 1 формулы изобретения, а также посредством прокатного устройства по пункту 8 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
В основе изобретения лежит идея о том, что продукт проката посредством варианта осуществления рабочей поверхности в прокатной клети или в прокатном устройстве центрируется и этим достигается заметное снижение отклонения от заданной формы.
Это в особенности достигается благодаря тому, что рабочая поверхность, по меньшей мере, одного валка прокатной клети согласно изобретению имеет неизменный контур, который имеет в одной плоскости, которая также содержит оси (осевая плоскость), на которых установлены валки, по меньшей мере, один параллельный оси ровный участок и проходящий под углом больше 0° и меньше 180° к ровному участку прилегающий к ровному участку и направленный от ровного участка относительно оси наружу наклонный участок. Этот наклонный участок приводит к желаемому центрированию, что в обычных прокатных клетях с валками, которые имеют только один ровный участок, следовательно не имеют никакого контура, не обеспечивается.
В предпочтительном варианте осуществления угол между наклонным участком и ровным участком составляет 120°. Эксперименты показали, что с помощью подобной геометрии рабочей поверхности шестигранные продукты изготавливаются особенно хорошо и с незначительной разницей размера «под ключ». При этом ориентация наклонного участка относительно ровного участка способствует уже предварительной формовке продукта проката в шестигранный продукт.
Чтобы лучше наполнить калибр без риска перекатки, согласно дополнительному, особенно предпочтительному варианту осуществления предусмотрен контур с узкой ровной областью, которая незначительно шире, чем габаритный шестигранник, который будет прокатан, и с ровными касательными под, по возможности, большим углом, который составляет, по меньшей мере, 120°, особенно предпочтительно 140°. Особенно предпочтительно угол максимально равен 160°.
В предпочтительном варианте осуществления наклонный участок может быть расположен на обеих сторонах ровного участка. В зависимости от условий установки и геометрии входящего продукта вполне можно достигнуть преимущества изобретения уже с одним ровным участком и прилегающим к нему наклонным участком.
Прокатная клеть согласно изобретению, однако, является универсальной, поэтому на обоих концах ровного участка предусмотрен наклонный участок, тогда таким образом погрешности центрирования в обоих направления могут быть исправлены.
В предпочтительном варианте осуществления переход от ровного участка к наклонному участку имеет галтель. Таким образом можно избежать проблемы с четкостью кромок при обработке. Переход от ровного участка к наклонному участку не способствует тогда формованию острой кромки. Это происходит посредством последовательности ориентации соответствующих ровных участков валков в следующих клетях. В качестве альтернативы переход от ровного участка к наклонному участку в дополнительном варианте осуществления может быть выполнен как острая кромка.
При использовании прокатной клети согласно изобретению в прокатном устройстве, предпочтительно, по меньшей мере, с двумя подобными прокатными клетями обнаружено, чтобы ровный участок валка первой прокатной клети имел другую ширину, чем ровный участок валка второй прокатной клети. В особенности предпочтительно ровный участок валка первой прокатной клети может иметь бóльшую ширину, чем ровный участок валка второй прокатной клети.
Тем самым может быть достигнуто, что без смены валков могут быть получены шестигранники различных размеров. Минимальная ширина ровной области всех валков соответствует тогда, по меньшей мере, длине стороны максимального шестигранника, который может быть прокатан.
Также в прокатном устройстве, по меньшей мере, с двумя прокатными клетями согласно изобретению угол между ровным участком первого валка и его наклонным участком может отличаться от свободного угла между ровным участком второго валка и его наклонным участком. В особенности предпочтительно угол у валков первой клети выбирается бóльшим, чем угол у валков второй клети. Например, угол у валков первой клети может составлять 160°, в то время как угол у валков следующей прокатной клети может составлять, например, 120°.
Особенно хорошие результаты достигаются, когда снижение ширины ровного участка и уменьшение свободного угла, как они описаны выше, в качестве отдельных мероприятий, комбинируемые в прокатном устройстве, по меньшей мере, с двумя прокатными клетями согласно изобретению.
В предпочтительном варианте осуществления прокатное устройство, с прокатными клетями согласно изобретению, настроено на многогранный продукт проката, который будет прокатан таким образом, что в последней прокатной клети продукт проката не попадает больше в контакт с наклонным участком, но исключительно взаимодействует с ровным участком валка. Это предотвращает проблему с областью перехода между ровным участком и наклонным участком валков.
Центрирование входящего продукта проката и связанное с этим снижение овальности в прокатном устройстве согласно изобретению, для прокатки, например многогранного или круглого продукта проката достигается с помощью нескольких прокатных клетей, из которых первая прокатная клеть имеет, по меньшей мере, три расположенных по существу в одной плоскости, соответственно установленных на осях валка, причем оси, несущие валки, расположены под углом более 0° и менее 180° друг к другу, и каждый валок имеет вращающуюся рабочую поверхность, причем рабочие поверхности вместе составляют калибр, и рабочая поверхность, по меньшей мере, одного валка имеет контур, который выполнен в плоскости, содержащей оси, несущие валки, (осевой плоскости), в поперечном сечении в виде выемки.
Особенным вариантом осуществления подобной выемки может быть ранее описанный контур валка прокатной клети согласно изобретению с ровным участком и наклонными участками, прилегающими с обеих сторон к ровному участку. Согласно изобретению снижение овальности в первой клети, однако, достигается не только посредством подобного контура. Для центрирования хватает уже выполнения контура в виде выемки. При этом выемка в поперечном сечении должна быть круглой, следовательно, имеет остающийся неизменным радиус (круглый участок). Также выемка может быть выполнена в своем основании в форме дугового участка и к кромкам переходит в прямо проходящие наклонные участки (касательные участки). Также контур в виде выемки в своем основании имеет ровный участок, на концах которого предусмотрены дуговые участки при необходимости с изменяющимися по дуговому участку кривыми. Эти другие допустимые возможности изображают варианты осуществления прокатного устройства согласно изобретению, ядро которых образует выполнение в виде выемки, по меньшей мере, одного валка первой прокатной клети, чтобы тем самым достигнуть эффекта, снижающего овальность и вследствие этого центрирующего.
В предпочтительном варианте осуществления прокатного устройства согласно изобретению расположена следующая непосредственно за описанной прокатной клетью, по меньшей мере, одна дополнительная прокатная клеть. Это может быть прокатная клеть согласно изобретению или прокатная клеть с традиционными ровными валками, которые имеют только ровный участок. Также могут дополнительно следовать - согласно изобретению или традиционные - прокатные клети.
Прокатная клеть согласно изобретению и прокатное устройство согласно изобретению могут быть использованы для прокатки, снижающей овальность, круглых или многогранных продуктов. В особенности предпочтительно они используются для прокатки шестигранных профилей.
Далее изобретение объясняется посредством чертежей, служащих в качестве вариантов осуществления. Эти чертежи охватывают не все количество возможных вариантов осуществления.
На чертежах изображено:
фиг.1 - расположение валков в прокатной клети для прокатки продуктов проката на схематичном виде сверху;
фиг.2 - валки прокатной клети согласно изобретению в поперечном сечении;
фиг.3, 4, 5 и 6 - контуры рабочих поверхностей валков согласно фиг.2 в сечении;
фиг.7a, 7b, 7c, 7d - последовательность возможных контуров рабочих поверхностей валков следующих друг за другом прокатных клетей на схематичном виде сверху и
фиг. 8a, 8b - изображение наполнения калибра между контурами валков следующих друг за другом прокатных клетей на схематичном виде сверху.
На фиг.1 изображена прокатная клеть для прокатки продуктов проката с тремя расположенными по существу в одной плоскости валками 1, 2, 3, которые каждый соответственно установлены на одной оси 4, 5, 6, причем оси валков, находятся по углом 60° друг к другу, и каждый валок имеет круговую рабочую поверхность 7, 8, 9, причем рабочие поверхности 7, 8, 9 вместе составляют калибр 15. Приводы 100, 101 и 102 приводят в движение валки 1, 2, 3. Клеть 104 несет приводы 100, 101, 102 и - посредством их осей 4, 5, 6 - валки 1, 2, 3.
На фиг.2 пояснено, что рабочая поверхность 7 валка 1 имеет неизменный контур, который имеет в плоскости, содержащей ось А, в поперечном сечении проходящий параллельно оси ровный участок 10 и соответственно на конце ровного участка 10 прилегающий к нему наклонный участок 11, 12. Наклонный участок 11, 12 проходит по углом 140° к оси и направлен от ровного участка 10 наружу относительно оси. Переходы 13, 14 от ровного участка 10 к наклонному участку 11, 12 могут не иметь близкие к изображенным галтели, следовательно, выполнены скругленными.
На фиг.3, 4, 5, 6 показаны снижающие овальность и центрирующие контуры, которые могут иметь, например, валки первой прокатной клети прокатного устройства с несколькими прокатными клетями, которые должны быть выполнены в осевой плоскости в поперечном сечении в виде выемки. На фиг.3 показан вариант осуществления контура в виде круглого участка 20 с радиусом R. На фиг.4 показан контур в виде выемки с выполненным в основании круглым участком 21 с радиусом R, у которого предусмотрены прямо проходящие прилегающие к круглому участку наклонные участки 22, 23 (касательными участками).
На фиг.5 показан контур с предусмотренным в основании ровным участком 24 и двумя прилегающими к ровному участку наклонными участками 25, 26, причем переход ровного участка 24 к наклонным участкам 25, 26 предусмотрен со скруглением с радиусом R.
На фиг.6 показан контур с предусмотренным в основании выемки ровным участком 27 и прилегающими к ровному участку дуговыми участками 28, 29 с изменяющимися относительно дугового участка радиусами R1 и R2. Вышеупомянутые радиусы могут замещаться кривыми соответствующего хода.
На фиг.7 в частях a, b, c, d показаны различные контуры рабочей поверхности. Изображенной на фиг.7 последовательностью поясняется выбор контура рабочей поверхности валков прокатных клетей, следующих друг за другом. Так нужно пояснить, что контур вставленной в первой клети (фиг. 7a) рабочей поверхности имеет более широкий ровный участок 31, чем ровный участок 41, 51, 61 контуров рабочей поверхности валкой второй клети (фиг. 7b), третьей клети (фиг.7с) и четвертой клети (фиг.7d). Кроме того, следует пояснить, что свободный угол между ровным участком 31 и прилегающими к нему наклонными участками 32 и 33 больше, чем свободный угол между ровными участками 41, 51, 61 и прилегающими к ним наклонными участками 42, 43 или 52, 53, или 62, 63.
На фиг.8 показан эффект предусмотренного контура рабочей поверхности согласно изобретению на центрирование поступающего с овальностью продукта проката. На фиг. 8a поясняется, что прилегающие к ровному участку 71 наклонные участки 72, 73 продукта проката приводят в его центральную опору, в то время как ровный участок 71 уже содействует выполнению первой кромки шестигранника. На фиг.8b показано предпочтительное расположение шестигранного продукта в контуре рабочей поверхности валка последней клети. Предпочтительно этот контур выбран таким образом, что продукт проката прокатан исключительно посредством ровного участка и нет контакта между ровным продуктом и наклонным участком.