СПОСОБ ПРОКАТКИ ПРУТКОВ И ПРОВОЛОКИ НА РЕВЕРСИВНЫХ СТАНАХ И СИСТЕМА ПРОВОДКОВОЙ АРМАТУРЫ ПРОКАТНЫХ КЛЕТЕЙ Российский патент 1998 года по МПК B21B1/20 B21B39/16 

Прокатка в калибрах является наиболее распространенной формой прокатки стальных стержней и проволоки. При этом в линии со ступенчато расположенными клетями чаще всего работает с калибрами ящичной формы и ромбическими калибрами.

Недостатками этих способов является плохое использование валков, так как из-за сложной формы калибра необходима очень точная чистовая обработка. Кроме того, необходима осевая регулировка валков, так как калибрующие участки верхнего и нижнего валка должны точно соответствовать друг другу, что очень трудно реализовать. Наиболее распространенным следствием плохо отрегулированных калибров является смещение прокатываемого материала, а также переполнение или незаполнение калибров.

Регулировка подводящей к калибрам арматуры связана с большими расходами. Известен способ, выложенное описание ФРГ 3224022, осуществляемый на гладких валках. Выбранная калибровка может применяться только при соотношении b/h меньшем, чем 1,5. При этом выполнение вводной и выводной арматуры требует больших расходов, поскольку они должны доходить до середины прокатки, в центре прокатки они контактируют друг с другом и точно подгоняются по своему контуру и радиусу прокатки. Поэтому с помощью одной и той же пары валков или арматуры невозможно осуществить прокатку с разным поперечным сечением. Кроме того, требуется, чтобы вводная арматура имела с внутренней стороны горловину, соответствующую уширению прокатываемого материала, которая должна располагаться с зазором 1-5 мм относительно прокатываемого материала. Так как в связи с разным качеством стали уширение является различным, калибровка становится сложной и трудно реализуемой. Дифференцированное уширение может выходить за пределы указанного диапазона. Поэтому при смене материала должна меняться арматура или должна изменяться ее настройка. Взаимосвязанные между собой вводная и выводная арматура образует "туннель", нагревающийся до такой степени, что возникают деформация и нарушения функционирования, окалина воздействует на направляющие, что приводит к авариям. Кроме того, при прокатке на гладких валках на прокатываемом материале образуются острые кромки, приводящие к усиленному износу при переходе к первому профилирующему калибру.

В основу изобретения, описанного в п. 1 и 2, положена задача упростить регулирование валков и арматуры и за счет точного выбора размеров первого профилирующего калибра предотвратить износ вследствие воздействия острых кромок после последнего плоского калибра, а также ограничить диагональное искривление прокатываемого материала.

За счет изобретения улучшается направление материала, снижается износ валков, уменьшается количество и время на замену валков и повышается универсальность линии прокатки.

На фиг. 1 представлена последовательность калибров; на фиг 2. размеры первого профилирующего калибра (шведский овал) для прокатываемого материала; на фиг. 3 приспособление для прокатки без калибров; на фиг. 4 сечение по фиг. 3.

На фиг. 1 показана последовательность калибров. К первому пропуску полагается материал квадратного O_а (или прямоугольного (O_b) поперечного сечения. В качестве примера дается вариант прокатки в восемь проходов. Первым проходом является пропуск раската плашмя 1а или, если диагонали раскатываемого материала относится как d₁/d₂≥1,02, применяется ящичный калибр 1b. При этом d₁ всегда обозначает большую диагональ.

В первом варианте раскатываемый материал пропускается через плоские калибры 2а, 3а, 4а, 5а, 6а, 7а клетей G2, G3, G4, G5, G6, G7 для того, чтобы в клети G8 пропустить материал через шведский овал 8S. После последнего плоского калибра выходное поперечное сечение в зависимости от входного поперечного сечения лежит в диапазоне 900 мм²≤А≤15700 мм². Геометрия шведского овала 8 S показана на фиг. 2. Во втором варианте после клети C2 следуют, чередуясь, слегка врезные калибры 2b, 4b, 6b и плоские калибры 3а, 5а, 7а, после чего снова следует шведский овал как переход к профилирующим калибрам. Далее имеется возможность перед последовательностью профилирующих калибров расположить профилирующий калибр 7b или два врезных калибра 6b для того, чтобы в случае необходимости (в зависимости от количества плоских пропусков или скорости материала) снизить опасность износа. Перед этим могут осуществляться последовательные плоские пропуски или попеременно плоские калибры и врезные калибры. Применение одного или двух врезных калибров 6b, 7b перед шведским овалом 8 является предпочтительным только в том случае, если прокатка в остальных предварительно отрегулированных клетях осуществляется без применения калибров. Другой вариант заключается в том, что после прокатки в прокатной клети C1, снабженной неоткалиброванными валками для плоского калибра 1а или ящичного калибра 1b, следуют плоские калибры 2а и 3а. После этого подсоединяются слегка врезные калибры 4b и 5b, после которых снова следуют плоские калибры 6а и 7а. При этом клеть G7 может быть снабжена слегка врезным калибром 7b. Создается дополнительная возможность, если после плоских калибров 1а и 2а следует слегка врезные калибры 3b, 4b, после которых снова идут плоские калибры 5а, 6а, 7а или слегка врезной калибр 7b. Можно также выполнить слегка врезные калибры 2b,3b,4b, 5b, 6b в виде ящичного калибра 1b, а переход в профилирующий калибр выполнить в виде шведского овала 8S.

В случае реверсивного стана дуо и прокатного стана трио клети являются идентичными последовательности пропусков.

Характерным является, что у слегка врезных калибров соотношение высоты h/₁ у выходящего прокатного материала к удвоенной глубине проточки 2t лежит в диапазоне 2≤h₁/2t ≤10.

Геометрические соотношения вводимого прокатного материала и шведского овала 8S показаны на фиг. 2. Размеры выбраны таким образом, чтобы в процессе прокатки снизить до минимума износ без возникновения нарушений в работе. На основе параметров калибра (ширина основания калибра bкс, глубина калибра b_к радиус R, высота калибра h_к и прокатный зазор Sw) рассчитывается расстояние Z, которое показывает на каком расстоянии к точке пересечения прямых от боковой поверхности и основания калибра bкс начинается радиус R. Размеры калибра должны быть выбраны таким образом, чтобы размер вводимого прокатываемого материала и высота прокатываемого материала h₀ удовлетворяли требованиям h₀≤b_ко-2_Z, а вводная арматура настраивается таким образом, чтобы в любом случае обеспечивался ввод по центру, чтобы раскатываемый материал не проходил по радиусу R, что привело бы к повышенному износу. Из описания следует, что независимо от качества прокатываемой стали после прохождения проката через первую прокатную клеть, в последующих прокатных клетях он проходит с числом пропусков n≥1 без калибров, и к ним подключается n≥1 профилирующих пропусков во врезных или профилирующих калибрах и это повторяется любое число раз.

На фиг. 3 и 4 представлена вводная арматура 13, выполненная в виде четырехроликовой арматуры или в виде сдвоенной арматуры и проводки 14. Если смотреть в направлении прокатки, то прокатываемый материал водится в приемную воронку 6, вводную роликовую пару 5,5¹, боковую направляющую поверхность со встроенной емкость 2 для воды и со стороны прокатки в роликовую пару 4,4¹ и валки 16,16¹. Регулировка роликовых пар 5,5¹ и 4,4¹ по отношению к прокатываемому материалу осуществляется таким образом, что b₀<a<c, где b₀- размер вводимого прокатываемого материала; а расстояние между двумя валками роликовой пары 4,4¹; с - расстояние между двумя валками роликовой пары 5,5¹.

В емкости 2 для воды имеются прорези 3 для подачи охлаждающей воды к роликовым парам 5,5¹ и 4,4¹. Со стороны клети вводится арматура 13, снабженная направляющими 1,1¹, в которых установлены быстроизнашивающиеся пластины 7,7¹. Направляющие губки 1,1¹ в зависимости от зазора SW прокатки заканчиваются на расстоянии f от середины прокатки. При этом действует условие:
30 мм=SW<60мм действует f=SW/2 до 2 SW
60 мм=SW<100 мм действует f=SW/3 до 1,5 SW
100 мм= SW < 150 мм действует f=SW/4 до 1,5 SW
Быстро изнашивающиеся пластины 7,7¹ имеют расстояние d, причем d>B1, где B1 ширина прокатываемого материала на выходе. Направляющие губки 1,1¹ вместе с быстроизнашивающимися пластинами 7,7¹ предотвращают смещение или проворачивание прокатываемого материала. Наружный контур 17 направляющих губок 1,1¹ необязательно должен соответствовать геометрии прокатки и располагаться на расстоянии от валков 16,16¹, равном 3-40 мм. За валками 16,16¹ расположена проводка 14 на расстоянии f от середины прокатки, зависящем от зазора SW, причем действуют вышеуказанные соотношения. Наружный контур 18 проводки 14 расположен на расстоянии 3-5 мм к поверхности валков. Размеры проводки 14 подбираются таким образом, что ее высота g между верхней и нижней пластинами 9, 10 превышает высоту h1 прокатываемого материала на выходе в зависимости от зазора SW прокатки, а расстояние щек 8,8¹ превышает ширину b1 прокатываемого материала на выходе в зависимости от зазора SW прокатки. При этом действует условие:
30 мм SW <10 мм действует g≥h₁+SW/8
40 мм SW <60 мм действует g≥h₁+SW/10
60 мм SW <80 мм действует g≥h₁+SW/12
80 мм SW <100 мм действует g≥h₁+SW/18
100 мм SW <150 мм действует g≥h₁+SW/20
30 мм SW <60 мм действует i≥b₁+SW/8
60 мм= SW <80 мм действует i≥b₁+SW/10
80 мм SW <100 мм действует≥b₁+ SW/14
100 мм SW <120мм действует i≥b₁+ SW/16
120 мм SW <50 мм действует I≥b₁+SW/20
Выводная арматура 13 между своей нижней и боковой частью имеет отверстие 12, через которое вместе с водой выносится окалина. В проводке 14 между верхней частью, нижней частью, щеками 8,8¹ имеются отверстия 15, предназначенные для повышения эффективности охлаждения и выноса окалины вместе с водой. В нижней части имеется дополнительная прорезь 11, через которую вместе с водой может отводиться окалина. Настройка четырехроликовой арматуры осуществляется таким образом, что расстояние "c" роликовой пары 5,5¹ со стороны выхода больше, чем 0-5 мм по сравнению с расстоянием "a" роликовой пары 4,4¹, со стороны прокатки, при этом должно выполняться условие - 2≤ SW ≤3 мм к размеру "b" вводимого прокатываемого материала. Угол атаки α при прокатке для линии ступенчато расположенных клетей выбирается таким образом, что он в прокатной клети G1 с последовательно расположенными удовлетворяет условию: 14≤ a ≤30^o, а в последующих прокатных клетях G2-G7 18≤ a ≥40^o. Для реверсивных станков дуо и трио действует условие 14 ≤ a≤ 30^o. Оба значения относятся к новым валкам. Соотношение в b₀/h₀ ≤ 2,3.4

Использование: при прокатке прутков и проволоки на реверсивных прокатных станах дуо и прокатных станах трио. Сущность изобретения: прокатка осуществляется на некалиброванных валках с выходным поперечным сечением 900 мм² < А < 15700 мм² и перед переходом к профилирующим калибрам в зависимости от качества материала и количества плоских проходов в одном или двух слегка врезных калибрах, причем врезной калибр определяется, исходя из соотношения высоты (h₁) выходящего прокатываемого материала к удвоенной глубине врезания (2t) в валки, и это соотношение лежит в границах 2 ≤ h₁ / 2t ≤ 10. При этом в первой прокатной клети у плоских валков со стороны входа расположена четырехроликовая арматура, а в следующих прокатных клетях расположена сдвоенная арматура, а со стороны выхода установлена проводка. В основу изобретения положена задача упростить регулировку валков и арматуры и за счет правильного выбора размеров первого профилирующего калибра исключить износ, связанный с воздействием острых кромок после последнего плоского калибра, а также ограничить диагональное смещение прокатываемого материала. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Способ прокатки прутков и проволоки на реверсивных станах, с последовательным расположением клетей, с применением вводной и выводной арматуры, включающий черновую прокатку заготовки на гладкой рабочей поверхности валков и в ящичных калибрах до первого плоскоовального калибра и следующих за ним профильных калибров, отличающийся тем, что выходное сечение раската перед задачей в первый профильный калибр составляет 900 15700 мм², причем глубина ручьев ящичных калибров определяется соотношением 2 ≤ h₁/2t ≤ 10, где h₁ высота выходящего из калибра раската, а 2t удвоенная глубина ручья ящичного калибра. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при неравенстве диагоналей вводимой заготовки, определяемом их соотношением более 1,02, в первом проходе в первой прокатной клети применяют ящичный калибр. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в проходах с последовательным расположением калибров обжатия распределяют таким образом, чтобы для новых валков угол захвата заготовки в первой клети составлял 14 - 30^o, а в последующих клетях 18 40^o при соотношении ширины и высоты (b_o/h_o) вводимой заготовки не более 2,3. 4. Способ по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что в реверсивных проходах обжатия распределяются таким образом, чтобы для новых валков угол захвата заготовки выдерживался в пределах 14 30^o при соотношении ширины и высоты (b_o/h_o) вводимой заготовки не более 2,3. 5. Способ по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что в качестве первого профилирующего калибра применяют плоскоовальный калибр, при этом вводимая в него заготовка имеет ширину, не превышающую ширину плоского участка по дну калибра. 6. Способ по любому из пп.1 5, отличающийся тем, что в зависимости от зазора между валками (SW), высоты (h₁) и ширины (b₁) выходящего из калибра раската вводная и выводная арматура настраивается следующим образом:
расстояние f до пропусков арматуры от оси клети при 30 мм ≤ SW < 60 мм f SW/2 до 2SW, при 60 мм ≤ SW < 100 мм f SW/3 до 1,5 SW, при 100 мм ≤ SW < 150 мм f SW/4 до 1,5 SW,
высота q пропуска выводной арматуры по отношению к высоте h₁ проката при 30 мм ≤ SW < 40 мм g ≥ h₁ + SW/8, при 40 мм ≤ SW < 60 мм g ≥ h₁ + SW/10, при 60 мм ≤ SW < 80 мм g ≥ h₁ + SW/12, при 80 мм ≤ SW < 100 мм g ≥ h₁ + SW/18, при 100 мм ≤ SW < 150 мм g ≥ h₁ + SW/20,
ширина i пропуска выводной арматуры по отношению к ширине b₁ проката при 30 мм ≤ SW < 60 мм i ≥ b₁ + SW/8, при 60 мм ≤ SW < 80 мм i ≥ b₁ + SW/10, при 80 мм ≤ SW < 100 мм i ≥ b₁ + SW/14, при 100 мм ≤ SW < 120 мм i ≥ b₁ + SW/16, при 120 мм ≤ SW < 50 мм i ≥ b₁ + SW/20. 7. Система проводковой арматуры прокатных клетей, включающая вводную проводку с двумя парами роликов и выводную проводку, отличающаяся тем, что в роликовой арматуре в первой паре роликов в направлении прокатки зазор между роликами на 0 5 мм больше, чем в следующей паре начиная с второй прокатной клети во вводной проводке между парами роликов размещены боковые емкости для охлаждения средства, снабженные прорезями в направлении к роликовым парам и отверстиями в нижней части для отвода охладителя и окалины, выходные концы боковых пропусков проводки снабжены изнашиваемыми сменными пластинами, в то время как выводная проводка снабжена прорезями между своей верхней, боковыми и нижней частями и отверстиями в нижней части для повышения эффективности охлаждения проводки и отвода окалины.