СИСТЕМА КАЛИБРОВ ВАЛКОВ НЕПРЕРЫВНОГО СОРТОВОГО ПРОКАТНОГО СТАНА Российский патент 1997 года по МПК B21B1/02 

Изобретение относится к прокатному производству, в частности, к системам калибров валков для прокатки сортовых профилей в сдвоенном виде с последующим продольным разделением раската в потоке стана.

Известна система калибров валков непрерывного сортового прокатного стана для сдвоенной прокатки арматурных профилей, содержащая черновые и промежуточные калибры для получения из исходной заготовки промежуточного круга, ромбический калибр с горизонтальной большой осью и двумя центрально-симметричными выпуклостями на противоположных гранях, диагональный квадратный калибр со скрученными ребрами и выпуклыми гранями, черновой сдвоенный калибр, разделительный калибр, предчистовые и чистовые калибры для прокатки профилей в две нитки [1] Эта система является прототипом изобретения.

Недостатком прототипа является сужение его технологических возможностей при расширении размерного сортамента прокатываемых профилей на станах с различной длиной межклетьевых промежутков, в частности, после клетей с ромбическим или диагональным квадратным калибрами. Это обусловлено отсутствием рекомендаций по выполнению глубины выпуклостей при прокатке различных профилеразмеров арматурной стали на станах с изменяющейся по длине стана длиной межклетьевых промежутков. Указанные выпуклости определяют угол скручивания при кантовке раската, несоблюдение глубины выполнения которых приводит к снижению выхода годного из-за неправильной задачи переднего конца раската в калибр последующей после кантовки клети.

Задача изобретения состоит в стабилизации процесса задачи переднего конца раската после кантовки за счет обеспечения требуемого угла скручивания кантуемого раската при прокатке, различных профилеразмеров арматурной стали на станах с изменяющейся по длине стана длиной межклетьевых промежутков, способствующей расширению его технологических возможностей при расширении размерного сортамента прокатываемых на стане арматурных профилей, и увеличению выхода годного при их производстве за счет точной задачи кантуемого раската в калибр последующей после кантовки клети.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в увеличении выхода годного при производстве различных профилеразмеров арматурной стали путем стабилизации процесса задачи переднего конца раската после кантовки в последующую клеть за счет обеспечения требуемого угла скручивания при кантовке ромба на 90^o и квадрата на 45^o, способствующей повышению точности формирования готового проката и предупреждающей "бурение" (застревание) переднего конца раската в последующей после кантовки клети, и расширение технических возможностей сдвоенной прокатки при расширении размерного сортамента прокатываемых арматурных профилей на станах с изменяющейся по длине стана длиной межклетьевых промежутков.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в системе калибров валков непрерывного сортового прокатного стана для сдвоенной прокатки арматурных профилей, содержащей черновые и промежуточные калибры для получения из исходной заготовки промежуточного круга, ромбический калибр с горизонтальной большой осью и с двумя центрально-симметричными выпуклостями на противоположных гранях, диагональный квадратный калибр со скругленными ребрами и выпуклыми гранями, черновой сдвоенный калибр, разделительный калибр, предчистовые и чистовые калибры для прокатки профилей в две нитки, согласно изобретению выпуклости ромбического калибра и соответственно выпуклости граней квадратного калибра выполнены высотой, мм:

где
N номер профилеразмера периодического арматурного профиля;
L_p и L_кв длина межклетьевых промежутков соответственно после клети непрерывного стана с ромбическим и диагональным квадратным калибром.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы ромбического и диагонального квадратного калибров (с наложением исходных сечений), поясняющие процесс кантовки раската после клетей с этими калибрами; на фиг. 3 фрагмент схемы участка стана с клетьями, в валки которых врезаны ромбический и диагональный квадратный калибры.

Прокатка при использовании калибров, построенных с использованием изобретения, осуществляется следующим образом.

Из нагретой заготовки в системе черновых и промежуточных калибров непрерывного сортового стана формируют раскат круглого сечения. Этот раскат прокатывают в ромбическом калибре с горизонтальной большой осью и двумя центрально-симметричными выпуклостями, формирующими на противоположных гранях ромба соответствующие вогнутости, обеспечивая при этом кантовку раската на выходе из клети на 90^o (фиг. 1).

Полученный ромб, скантованный на 90^o благодаря наличию упомянутых выпуклостей на противоположных гранях ромбического калибра, задают в последующий квадратный калибр (фиг. 2), деформацию в котором осуществляют с образованием вогнутостей на всех гранях раската. Это обеспечивается наличием соответствующих выпуклостей на всех поверхностях квадратного калибра. Наличие выпуклостей на двух противоположных поверхностях квадратного калибра, формирующих соответствующие вогнутости на поверхностях квадрата, обеспечивает формирование пережима (места разделения) для последующего разделения раската в продольном направлении; наличие выпуклостей на двух других поверхностях квадратного калибра обеспечивает кантовку квадратного раската на 45^o (фиг. 2).

Полученный в квадратном калибре раскат, скантованный на 45^o благодаря наличию соответствующих выпуклостей, задают в последующий калибр формирующий раскат в виде сдвоенного профиля с местом разделения (пережимом), при этом место разделения выполняют по вогнутостям раската, образованным в квадратном калибре. Раскат в виде сдвоенного профиля делят в продольном направлении на две части с помощью делительных кассет специальной конструкции. Дальнейшее формирование профилей осуществляют в две нитки.

Направление кантовки раската в ромбическом и в квадратном калибрах определяется соотношением моментов скручивания раската относительно его продольной оси, имеющим место из-за наличия упомянутых выпуклостей на поверхностях калибров. Соотношение моментов скручивания определяется соотношением плеч "а" и "в", характеризующих указанные моменты. В свою очередь соотношение моментов скручивания определяет угол кантовки раската.

Величина угла кантовки при прокатке различных профилеразмеров арматурной стали зависит от глубины вогнутостей, формируемых на гранях ромба и квадрата, а также длины межклетьевого промежутка (расстояния между кантующей и последующей клетями), т.е. для обеспечения заданного угла кантовки при прокатке конкретного профилеразмера арматурной стали при изменяющейся длине межклетьевого промежутка, следующего за кантующим или диагональным квадратным калибрами (расстояния между кантующей и последующей клетями), необходимо изменять глубину вогнутостей, формируемых на гранях ромба и квадрата.

Экспериментально установлено, что для обеспечения кантовки ромба на 90^o и квадрата на 45^o глубину выполнения двух центрально-симметричных вогнутостей на противоположных гранях ромба Δ_p и вогнутостей на гранях квадрата Δ_кв, т. е. величину центрально-симметричных выпуклостей на противоположных гранях ромбического калибра Δ_p и выпуклостей на противоположных гранях диагонального квадратного калибра со скругленными ребрами и выпуклыми гранями Δ_кв при прокатке конкретного профилеразмера необходимо выполнять исходя из соотношений, соответственно:

где
N номер профилеразмера периодического арматурного профиля;
L_р и L_кв длина межклетьевых промежутков соответственно после клети непрерывного стана с ромбическим и диагональным квадратным калибром.

В этом случае обеспечивается требуемое положение раската при задаче в последующую после кантовки клеть. Если при прокатке данного профилеразмера глубина двух центрально-симметричных вогнутостей на противоположных гранях ромба Δ_p и вогнутостей на гранях квадрата Δ_кв будет получена соответственно Δ_p 0,0125 N (18-L_p), а Δ_кв <0,0250 N (9-L_кв), то ромбический и квадратный раскаты будут недокантованы; если же эти вогнутости будут выполнены соответственно Δ_p > 0,0125 N (18-L_p), а Δ_кв > 0,0250 N (9-L_кв), то угол кантовки ромба будет больше 90^o, а угол кантовки квадрата больше 45^o, т.е. раскаты будут перекантованы.

Таким образом, использование изобретения на непрерывном стане с изменяющейся длиной межклетьевых промежутков позволит при расширении размерного сортамента прокатываемых на стане арматурных профилей стабилизировать процесс задачи переднего конца раската после кантовки в последующую клеть за счет обеспечения требуемого угла скручивания при кантовке ромба на 90^o и квадрата на 45^o, что способствует повышению точности формирования готового проката и предупреждает "бурение" (застревание) переднего конца раската в последующей после кантовки клети. Указанные обстоятельства в свою очередь способствуют увеличению выхода годного при производстве различных профилеразмеров арматурной стали, и расширение технологических возможностей сдвоенной прокатки.

Изобретение было опробовано на непрерывном мелкосортно-проволочном стане 320/150 Белорусского метзавода, размерный сортамент которого включает арматурные периодические профили N 10-16.

Зависимости, определяющие глубину выполнения двух центрально-симметричных вогнутостей на противоположных гранях ромба Δ_p и вогнутостей на гранях квадрата Δ_кв, т.е. величину центрально-симметричных выпуклостей на противоположных гранях ромбического калибра Δ_p и выпуклостей на противоположных гранях диагонального квадратного калибра со скругленными ребрами и выпуклыми гранями Δ_кв получены экспериментальным путем при проведении исследований сдвоенной прокатки арматурных профилей N 10 и 14. Впоследствии в процессе опробования изобретения при прокатке арматурных профилей N 12 и 16 соотношения, определяющие глубину выполнения двух центрально-симметричных вогнутостей на противоположных гранях ромба Δ_p и вогнутостей на гранях, квадрата Δ_кв использовались для выполнения соответствующих выпуклостей на поверхностях ромбического и квадратного калибров. Ромбический калибр был врезан в валки 14-й клети промежуточной группы, а диагональный квадратный калибр в валки последующей 15-й клети чистовой группы. Длины межклетьевых промежутков между 14-й и 15-й и 15-й и 16-й клетями составили соответственно 12400 и 4000 мм. В процессе проведения экспериментов изменяли длину межклетьевых промежутков путем размещения ромбического калибра в 13-й, а диагонального квадратного калибра в последующей 14-й клетях промежуточной группы. Длины межклетьевых промежутков при этом составляли по 4000 мм. Экспериментальные данные были обработаны с использованием методов математической статистики, в результате чего были получены заявляемые зависимости, обеспечивающие стабилизацию процесса задачи переднего конца раската после кантовки в последующую клеть за счет обеспечения требуемого угла скручивания при кантовке ромба на 90^o и квадрата на 45^o.

Анализ результатов экспериментов показал, что если при прокатке арматурного профиля N 10 глубина двух центрально-симметричных вогнутостей на противоположных гранях ромба Δ_p и вогнутостей на гранях квадрата Δ_кв будет выполняться соответственно Δ_p <0,0125 N (18-L_p) или меньше 0,70 мм, а Δ_кв <0,0250 N (9-L_кв) или меньше 1.25 мм, то ромбический и квадратный раскаты будут недокантованы; если же эти вогнутости при прокатке арматурного профиля N 16 будут выполняться соответственно Δ_p <0,0125 N (18-L_p) или больше 1.12 мм, а Δ_кв > 0,0250 N (9-L_кв) или больше 2,0 мм, то угол кантовки ромба будет больше 90^o а угол кантовки квадрата больше 45^o, т.е. раскаты будут перекантованы.

Использование изобретения, на непрерывном мелкосортно-проволочном стане 320/150 Белорусского метзавода, прокатывающем арматурные профили, позволит при расширении размерного сортамента прокатываемых на стане арматурных профилей стабилизировать процесс задачи переднего конца раската после кантовки в последующую клеть за счет обеспечения требуемого угла скручивания при кантовке ромба на 90^o и квадрата на 45^o. Это повышает точность формирования готового проката и предупреждает "бурение" (застревание) переднего конца раската в последующей после кантовки клети. Указанные обстоятельства в свою очередь способствуют увеличению выхода годного при производстве различных профилеразмеров арматурной стали и расширению технологических возможностей сдвоенной прокатки.

При реализации изобретения на непрерывных мелкосортно-проволочных станах 320/150 Молдавского и Дальневосточного метзаводов или других метзаводов с различной длиной межклетьевых промежутков между в дополнение к отмеченным преимуществам упрощается освоение производства новых профилеразмеров арматурной стали, получаемой сдвоенной прокаткой, а также упрощается конструкция привалковой арматуры рабочих клетей стана на участке кантовки раската при сдвоенной прокатке арматурной стали, облегчается ее монтаж и демонтаж в линии стана.

Использование: в области металлургии, конкретно, в прокатном производстве, при прокатке сортовых профилей. Сущность изобретения: в системах калибров валков непрерывного прокатного стана, для сдвоенной прокатки арматурных профилей из исходной заготовки в черновых и промежуточных калибрах получают промежуточный круг, затем раскат поступает в ромбический калибр с двумя центральносимметричными выпуклостями на противоположных его гранях, в диагональный квадратный калибр со скругленными ребрами и выпуклыми гранями, в черновой сдвоенный калибр, разделительный калибр, предчистовые и чистовые калибры для прокатки профилей в две нитки. Новым в изобретении является количественная регламентация высоты выпуклостей ромбического калибра в зависимости от номера профилеразмера арматурного профиля и длины межклетьевого промежутка после клетки с ромбическим калибром, и аналогическая регламентация высоты выпуклостей граней квадратного калибра. Это позволяет обеспечить требуемый угол скручивания кантуемого раската и точную задачу в последующую клеть. 3 ил.

Система калибров валков непрерывного сортового прокатного стана для сдвоенной прокатки арматурных профилей, содержащая черновые и промежуточные калибры для получения из исходной заготовки промежуточного круга, ромбический калибр с горизонтальной большой осью и двумя центрально-симметричными выпуклостями на противоположных его гранях, диагональный квадратный калибр со скругленными ребрами и выпуклыми гранями, черновой сдвоенный калибр, разделительный калибр, предчистовые и чистовые калибры для прокатки профилей в две нитки, отличающаяся тем, что выпуклости ромбического калибра выполнены высотой (мм)
Δ_p= 0,0125N(18 - L_p),
где N номер профилеразмера арматурного профиля;
L_р длина межклетьевого промежута после клети с ромбическим калибром, м,
а выпуклости граней квадратного калибра выполнены высотой (мм)
Δ_кв= 0,0250N(9 - L_кв),
где L_кв длина межклетьевого промежутка после клети с квадратным калибром, м.