СИСТЕМА КАЛИБРОВ ДЛЯ ПРОКАТКИ ШВЕЛЛЕРОВ

Полезная модель относится к черной металлургии, в частности к обработке давлением металла в валках, снабженных калибрами.
Известна система калибров для прокатки швеллеров на стане «500», содержащая группу черновых и чистовых калибров, контрольный калибр, причем ширина стенки швеллера по дну калибра верхнего валка выполнена увеличивающейся от калибра к калибру. (В.К.Смирнов и др. «Калибровка прокатных валков», Москва, Металлургия, 1987 г., стр.323).
Недостатками описанной системы является возможность получения полок швеллера разной высоты, что ведет к повышению процента брака и некондиционного металла. Это происходит потому, что увеличение ширины стенки швеллера верхнего валка в процессе прокатки на 2-3 мм вынуждает иметь «запас» металла в полках, чтобы обеспечить прирост ширины стенки, так как естественное уширение стенки не обеспечивает такого прироста, а так как раскат в ручье верхнего валка имеет некоторую свободу, то это приводит к получению неравнополочности швеллера. Кроме того, для обеспечения необходимой высоты полки требуется заготовка высотой в 2-2,5 раза превышающая полку готового швеллера, в связи с чем при прокатке возникают большие нагрузки на привод и валки, что ведет к поломке валков и снижению производства.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является система калибров для прокатки швеллеров, содержащая группу черновых и чистовых калибров и расположенных между ними контрольный калибр, а также предчистовой контрольный калибр, причем ширина стенки швеллера по дну калибра верхнего валка чистовой группы калибров выполнена постоянной, при этом высота полки швеллера в черновой группе калибров и следующем за ней контрольном калибре уменьшается, а высота полки в первом калибре чистовой группы выполнена постоянной и равной высоте контрольного калибра. (Патент РФ №42774).
Недостатками данной системы калибров является возможность получения разной высоты полок по длине швеллера и некачественная обработка кромок полок, что ведет к повышению выхода брака и ухудшению товарного вида продукции. Это происходит потому, что из-за избыточной высоты полок промежуточных сечений швеллера в контрольных калибрах образуются утолщения на нижних концах полок, которые при дальнейшей прокатке образуют волнистую кромку полок.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, - обеспечение стабильной высоты полок и качественной обработки кромок полок по всей длине прокатываемого швеллера, что ведет к снижению брака, некондиционной продукции и улучшению товарного вида продукции, а также повышению производства за счет сокращения времени на настройку.
Поставленная задача решается тем, что в системе калибров для прокатки швеллеров, содержащей группу черновых и чистовых калибров и расположенный между ними контрольный калибр, а также предчистовой контрольный калибр, причем ширина стенки швеллера по дну калибра верхнего валка чистовой группы калибров выполнена постоянной, при этом высота полки швеллера в черновой группе калибров и следующем за ней контрольном калибре уменьшается, а высота полки в первом калибре чистовой группы выполнена постоянной и равной высоте контрольного калибра, в отличие от ближайшего аналога, в группе чистовых калибров выполнен дополнительный контрольный калибр, а ширина стенки швеллера по дну контрольного калибра, расположенного между группой черновых и чистовых калибров, выполнена равной ширине стенки по дну калибра верхнего валка чистовой группы калибров, при этом высота полки швеллера в калибрах, расположенных между дополнительным контрольным калибром и предчистовым контрольным калибром в чистовой группе выполнена постоянной и равной высоте полки швеллера в дополнительном контрольном калибре, а высота полки в последнем калибре чистовой группы остается постоянной и равной высоте полки швеллера в предчистовом контрольном калибре, причем изменение высоты полки Δh в контрольных калибрах чистовой группы определяется по зависимости:
, где
D - глубина канавки;
С - зазор в калибре;
R - радиус притупления;
γ - угол наклона стенки калибра;
λ - относительное уменьшение толщины полки в данном проходе.
Данная зависимость получена опытным путем и является эмпирической.
Сущность полезной модели поясняется чертежами,
где на фиг.1 показана часть калибра;
на фиг.2 показана предлагаемая система калибров для прокатки швеллеров;
на фиг.3 показана система калибров для примера конкретного исполнения.
Предлагаемая система калибров содержит черновую группу калибров I-III, контрольный калибр IV, чистовую группу калибров V-X, причем VI и IX калибры являются контрольными.
В черновых калибрах I-III ширина стенки швеллера по дну калибра увеличивается, а в контрольном калибре IV и в чистовой группе V-X ширина стенки швеллера по дну калибра остается постоянной величиной В, равной необходимой конечной ширине стенки прокатываемого швеллера. Высота полки швеллера в черновых калибрах I-III и контрольном калибре IV уменьшается. В чистовом калибре V высота полки остается постоянной и
равной высоте полки швеллера в контрольном калибре IV. Высота полки швеллера в калибрах, расположенных между контрольными калибрами VI и IX остается постоянной, равной высоте контрольного калибра VI. Высота полки в последнем Х калибре остается постоянной и равной высоте полки швеллера в предчистовом контрольном калибре IX. Изменение высоты полки Δh в контрольных калибрах VI и IX определяется по зависимости:
, где
D - глубина канавки;
С - зазор в калибре;
R - радиус притупления;
γ - угол наклона стенки калибра;
λ - относительное уменьшение толщины стенки швеллера в данном проходе.
1
1
2
1
1'
1
г
Высота полок после контрольных калибров К и Кг будет равна Н=Н-Δh, и H=H-Δh
Нумерация контрольных калибров дана по порядку ведения расчета - против хода прокатки.
Пример конкретного исполнения.
На Магнитогорском металлургическом комбинате заготовку сечением 152×170 мм прокатывали на стане 450 сортового цеха за десять проходов для получения швеллера №18У.
В черновой группе калибров ширина стенки швеллера по дну калибра верхнего валка выполнена увеличивающейся от калибра к калибру и составила соответственно 176, 178 и 180 мм в черновой группе калибров I-III. В чистовой группе калибров V-X и контрольном калибре IV ширина стенки швеллера по дну калибра остается постоянной величиной В, равной 180 мм, т.е. конечному размеру ширины стенки прокатываемого швеллера №18У. Высота полки швеллера в черновых калибрах I-III и контрольном калибре IV уменьшается и составила соответственно 140; 124,38; 95,86 и 84 мм. В чистовом калибре V высота полки остается постоянной и равной высоте полки швеллера в контрольном калибре IV и составила 84 мм. Высота полки швеллера в калибрах, расположенных между контрольными калибрами VI и IX остается постоянной, равной высоте контрольного калибра VI и составила 74,9 мм. Высота полки в последнем Х калибре остается постоянной и равной высоте полки швеллера в предчистовом контрольном калибре IX и составила 71,3 мм. Изменение высоты полки Ah в контрольных калибрах VI и IX определяется по зависимости:
, где
D - глубина канавки;
С - зазор в калибре;
R - радиус притупления;
γ - угол наклона стенки калибра (выпуск калибра);
λ - относительное уменьшение толщины стенки швеллера в данном проходе.
Так в дополнительном контрольном калибре VI при прокатке швеллера №18У размеры элементов калибра имеют следующие значения:
γ=11,3°; D=12 мм; С=6 мм; R=12 мм; λ=1,272
и тогда
Так в контрольном предчистовом калибре IX при прокатке швеллера №18У размеры элементов калибра имеют следующие значения: γ=11,3°; D=14 мм; С=6 мм; R=10 мм; λ=1.13
и тогда
1
Высота полок после контрольных калибров K - VI и Кг - IX будет равна:
1
2
1
H=Н-Δh=84-9,1=74,9
1'
1
г
Н=H-Δh=74,9-3,6=71,3
Использование предложенной системы калибров позволило освоить новый вид продукции на стане 450.
В результате использования заявляемой системы калибров количество брака и некондиционной продукции по причине разновысотности полок по длине швеллера и некачественной обработки кромок полок значительно снизилось, также сократилось время на настройку, что привело к повышению производства на 8%.