СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ РАВНОПОЛОЧНОГО ШВЕЛЛЕРА
METHOD FOR PROFILING OF EQUAL CHANNEL

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для изготовления холодногнутых профилей специального назначения.
Такие профили (например, равнополочные швеллеры) изготавливают путем последовательной подгибки элементов полосовой заготовки в валках профилегибочного стана. Технология профилирования равнополочных швеллеров достаточно подробно описана в книге под ред. И.С.Тришевского «Производство гнутых профилей (оборудование и технология)», М., «Металлургия», 1982, с.243-246.
Для повышения жесткости швеллерных профилей (в особенности из заготовки относительно малой толщины - до 3…5 мм) их стенки нередко выполняют либо с гофрами различной конфигурации, либо с изогнутым поперечным сечением (выпуклыми или вогнутыми), а на полках выполняют отбортовки.
Известен способ непрерывного производства швеллеров, при котором профилирование в двух последних (чистовых) клетях ведут с радиусами изгиба, исходящими из одной точки, а во всех остальных клетях - с радиусами постоянной величины, но смещенными к оси профилирования, и величина этих радиусов в 1,5…2,0 раза больше, чем величина радиусов в чистовых клетях (см. а.с. СССР №1296259, кл. В21D 5/06, опубл. в БИ №10, 1987 г.).
Однако такой способ не пригоден для изготовления швеллера с вогнутой стенкой и отбортовками на полках.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ профилирования равнополочных швеллеров по а.с. СССР №1296258, кл. В21D 5/06, опубл. в БИ №10, 1987 г.
Этот способ заключается в последовательной по проходам подгибке полосовой заготовки с образованием полок и стенки швеллера и характеризуется тем, что места изгиба в двух последних проходах формируют с радиусами меньшими, чем в черновых проходах, в 2…2,5 раза, а суммарные углы подгибки полок в промежуточных проходах принимают равными 0,65…0,9 величины конечного угла подгибки с радиусами мест изгиба, имеющими промежуточное значение между упомянутыми радиусами.
Известный способ не позволяет получать качественные швеллеры с вогнутой стенкой и отбортовками на полках.
Технической задачей настоящего изобретения является улучшение геометрии швеллеров специального назначения.
Для решения этой задачи в способе получения профилированием равнополочного швеллера с вогнутой стенкой и отбортовками на полках, включающем последовательную по проходам подгибку полосовой заготовки с образованием полок и стенки швеллера, при этом в первых трех проходах осуществляют подгибку отбортовок внутрь профиля по режиму: 0°→45°→75°→91°, вогнутую стенку получают, начиная со второго прохода, прогибом стенки вверх с образованием изогнутых краевых участков, при достижении угла 78° между стенкой и полками образуют отбортовки на полках, для чего последние подгибают до угла 80° с одновременной отгибкой вниз краевых участков стенки на угол 10° и с 80° образованием угла 90° между этими участками и полками, в предпоследнем проходе полки подгибают до 87° с сохранением прямого угла между ними и упомянутыми краевыми участками, а в последнем проходе полки перегибают внутрь на 3°.
Приведенные параметры способа получены опытным путем и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в нахождении последовательности и углов подгибки отдельных элементов швеллера специального назначения, в результате чего обеспечивается получение требуемой геометрии профиля.
Схема реализации предлагаемого способа показана на чертеже (римские цифры - номера формующих проходов).
Подгибку отбортовок 1 внутрь профиля (т.е. в направлении к оси у-у начинают на формуемой полосе 2 в I проходе и заканчивают в III - при достижении ими угла α=91°. Подгибку полок 3 швеллера на углы β с прогибом его стенки 4 вверх и с образованием изогнутых краевых ее участков 5 осуществляют, начиная со II прохода. При достижении величины β=78° (в VII проходе) полки подгибают до угла β=80° в VIII проходе с одновременной отгибкой вниз краевых участков 5 стенки вниз на угол γ=10° с образованием угла δ=90° между этими участками и полками.
В предпоследнем IX проходе полки 3 подгибают до угла β=87° с сохранением величины δ=90°, а в последнем Х проходе полки перегибают внутрь на угол γ=3° с получением готового профиля, имеющего размеры: Н=80 мм, β=40 мм, S=1,2 мм, а=8 мм, β=90°, α=91° и γ=3°.
Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на профилегибочном агрегате 1÷4×50÷300 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».
С этой целью при профилировании швеллера 80×40×1,2 мм (см. чертеж) варьировали параметры способа, оценивая результаты по выходу швеллеров, полностью соответствовавших требованиям технических условий.
Наилучшие результаты (выход качественных профилей в пределах 99,2…99,8%) получены при использовании предлагаемой технологии. Отклонения от рекомендуемых параметров профилирования ухудшали достигнутые показатели.
Так, при подгибке отбортовок, начиная со II…IV проходов, часть готовых профилей имела повышенное продольное (винтообразное) скручивание, которое не исправлялось при правке на стане. К аналогичному результату приводило и уменьшение проходов с подгибкой отбортовок до двух. Увеличение же количества таких проходов не улучшало геометрию швеллеров, но усложняло (и удорожало) изготовление валков.
При прогибе швеллера вверх в I проходе (т.е. одновременно с подгибкой отбортовок) ухудшалось центрирование формуемой полосы с получением неравных по величине отбортовок. Начало же прогиба стенки в III или IV проходах потребовало дополнительный проход для достижения заданного угла отбортовок - α=91°. Подгибка полок до угла δ=80° в VII проходе (при β=68°) вызывала большое их «пружинение» (разгибку) и невыполнение требуемых углов готовых профилей. Также оптимальным вариантом признана отгибка краевых участков стенки швеллера на угол γ=10° именно в VIII проходе, так как при других вариантах не обеспечивался угол в 90° между этими участками и полками, что ухудшало геометрию готовых профилей. К ухудшению геометрии приводила и подгибка полок в IX (предпоследнем) проходе на угол β≠87°. Для получения угла β=90° на готовом профиле требовалась перегибка полок внутрь только на 3°.
Способ, выбранный в качестве ближайшего аналога (см. выше), не опробовался ввиду заведомой его непригодности для получения требуемого швеллера. Таким образом, опыты подтвердили приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
Технико-экономические исследования, проведенные в ОАО «ММК», показали, что использование описанной технологии для получения гнутых швеллеров специального назначения позволит повысить выход качественного проката не менее чем на 3% с соответствующим ростом прибыли от реализации.
Пример конкретного выполнения
Швеллер, 80×40×1,2 мм, показанный на чертеже, формуется за десять проходов. Подгибка отбортовок в I…III проходах по режиму: 0°→45°→75→91°. Прогиб стенки швеллера вверх - во II проходе. При достижении угла β=78° полки подгибают до угла 80°, одновременно отгибая вниз на 10° краевые участки стенки. В IX проходе - подгибка полок угла 87° с сохранением прямого угла между ними и краевыми участками стенки швеллера; в Х проходе - перегибка полок внутрь профиля на 3°.