СТАН ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОСЕЧНЫХ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ Российский патент 1999 года по МПК B21D5/06 

Предлагаемое изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении холодногнутых просечных профилей на многоклетевых станах.

Профилегибочные станы нередко оснащаются дополнительным оборудованием: для сварки гнутых профилей, их гибки (в вертикальной плоскости), перфорации и просечки, что улучшает потребительские свойства этого вида проката. Такой комбинированный многоклетевой стан для изготовления перфорированных гнутых профилей описан, например, в книге под ред. И.С. Тришевского "Производство гнутых профилей (оборудование и технология)", М., "Металлургия", 1982, с. 282-283, рис. XIX.4. Характерное различие между перфорированными и просечными гнутыми профилями: первые из них имеют постоянную форму поперечного сечения по всей длине, а вторые могут менять его в значительной степени (см. там же, с. 290).

Известен универсальный профилегибочный стан (агрегат), содержащий дополнительное оборудование, в том числе устройства предварительной надрезки заготовки, протяжки и разделения готовых профилей на мерные длины, а также дисковые ножницы и пресс-ножницы с компенсационными подающими роликами (см. авт. св. СССР N 1532122 кл. B 21 D 5/06, опубл. в БИ N 48 от 30.12.89). Недостатком такого стана является невозможность производства на нем просечных гнутых профилей, например уголков.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является стан для производства сортовых гнутых профилей по авт. св. СССР N 1810167 кл. B 21 D 5/06 от 03.10.90.

Этот стан содержит просечную и формующие клети дуо с калибрами, состоящими из цилиндрических и конических элементов, причем часть калибров выполнена закрытыми ребордами нижних валков и характеризуется тем, что просечная клеть расположена за последней формующей клетью на расстоянии, равном 9,063 межклетевого расстояния формующих клетей, а между последней формующей и просечной клетями расположен транспортирующий рольганг с парами вертикальных роликов.

Недостатком известного стана также является невозможность изготовления на нем просечных гнутых профилей определенного сортамента, например уголков с арочными просечками.

Действительно, если просечная клеть установлена после формующих клетей, то качественные просечки (в особенности - арочные, для создания которых необходимо осуществлять два сквозных надреза, перпендикулярных плоскости полосы, а затем деформировать часть металла в том же направлении) можно сделать только на горизонтальном участке профиля. Готовый же уголок имеет две полки, наклоненные под углом 45^o к горизонтали (на выходе из последней клети), если обе полки одинаковой ширины. Поэтому для создания просечек на любом элементе профиля - горизонтальном, наклонном или вертикальном - необходимо просекать полосу до ее профилирования.

Технической задачей предлагаемого изобретения является производство просечных гнутых профилей с наклонными к горизонтали элементами, например уголков толщиной 0,8 -1,5 мм, и сокращение при этом расхода валков.

Для решения этой задачи у стана для производства просечных гнутых профилей, содержащего просечную и формующие клети дуо с калибрами, состоящими из цилиндрических и конических элементов, причем часть калибров выполнена закрытыми ребордами нижних валков, просечная клеть и первая формующая клеть, установленная за просечной, выполнены с закрытыми калибрами, и по крайней мере один конический элемент каждой формующей клети выполнен с круговой цилиндрической проточкой, а образующие конических элементов наклонены к осям валков под углами соответственно 20^o, 40^o и 46^o.

Сущность найденного технического решения состоит в размещении просечной клети перед формующими, а также в выполнении калибров этой клети и первой формующей закрытыми, что жестко фиксирует полосовую заготовку в поперечном направлении и позволяет за счет этого применять большие углы подгибки за проход (20^o), сокращая тем самым общее число проходов и, следовательно, расход валков.

Калибры, закрытые ребордами нижних валков, являются обязательным элементом любого стана, производящего сортовые гнутые профили (см., например, И. С. Тришевский и М.Е. Докторов "Теоретические основы процесса профилирования", М. , "Металлургия", 1980, с. 15-16 и рис. 4). Задача в первую формующую клеть с закрытым калибром жестко фиксированной полосы из предыдущей просечной клети (также с закрытым калибром) позволяет формовать относительно тонкий равнополочный уголок всего за три прохода при непрерывном процессе профилирования (обычно же требуется 4-5 проходов), так как в последующих формующих клетях (II и III) полоса тоже фиксируется от поперечных смещений за счет прохождения полученных просечек через цилиндрические проточки на валках.

На фиг. 1 схематично показан предлагаемый стан, а на фиг. 2 - калибр его первой формующей клети.

Непрерывный стан (см. фиг. 1) содержит четыре (I - IV) клети дуо, из которых I (заштрихована) - просечная, а II - IV - формующие; в каждой клети установлены верхний 1 и нижний 2 калиброванные валки.

Калибр первой формующей клети (см. фиг. 2) образован верхним 1 и нижним 2 валками, состоящими из конических 3 и цилиндрических 4 элементов. По краям бочки нижнего валка размещены реборды 5, а длина его бочки L выбрана такой, чтобы при прохождении через калибр формуемой полосы 6 зазор δ между ее кромками и ребордами не превышал 0,5 мм. На коническом элементе этого валка выполнена цилиндрическая круговая проточка 7 для свободного прохода через калибр просечки 8 на полосе. Количество проточек на валке зависит от числа просечек по ширине полосы. Угол наклона образующей конических элементов этого калибра к осям xx валков: α₁ = 20^o; во 2-й формующей клети (III) - α₂ = 40^o и в 3-й (IV) - α₃ = 46^o. Величины α были установлены экспериментально.

При работе стана движущаяся полоса 9 сначала заходит в 1 просечную клеть, а затем - поочередно в клети II - IV, где осуществляется последовательная подгибка боковых элементов просеченной полосы до получения требуемой конфигурации профиля. Сформированная полоса разрезается на требуемые длины с помощью ножниц за IV клетью (не показаны).

Опытную проверку заявляемого технического решения производили на непрерывном профилегибочном стане 1 - 4х50 - 300 ОАО "Магнитогорский меткомбинат". С этой целью опробовалось профилирование равнополочных просечных уголков из стали с σ_в ≤ 470 МПа толщиной 0,8 - 1,5 мм при различных вариантах исполнения стана.

Было установлено, что при отсутствии закрытия калибра просечной клети требовалось четырех формующих клети. К аналогичному результату привело и отсутствие поперечной фиксации формуемой полосы проточками валков (при наличии закрытых калибров у просечной и 1-й формующей клетей).

Выполнение углов α = 20, 40 и 46^o является оптимальным. Например, уменьшение α₁ до 17 - 19^o и увеличение α₂ до 21 - 23^o приводило к появлению волнистости на кромках профиля после 2-й формующей клети. Для получения прямого угла (в пределах допусков) между полками профиля требуется их "перегиб" в последнем проходе на 1^o, что нивелирует пружинение (отгибку) полок после профилирования.

Из-за невозможности получения качественных уголков с арочными просечками на стане, выбранном в качестве ближайшего аналога, профилирование на нем не производилось.

Таким образом, опыты подтвердили приемлемость заявляемого объекта для решения поставленной задачи.

По данным ЗАО "Прокат - гнутый профиль" ММК применение предлагаемого стана позволяет получать просечные уголки толщиной 0,8 - 1,5 мм, отвечающие всем требованиям потребителей при уменьшении расхода валков на их производство не менее чем на 25%.

Пример конкретного выполнения
Стан для производства равнополочного просечного уголка 100 х 100 х 1,2 мм содержит три формующих клети дуо и просечную клеть, установленную перед ними.

Калибры просечной и первой формующей клетей закрыты ребордами нижних валков (см. фиг. 1 и 2). Конические элементы нижних валков всех формующих клетей содержат по одной круговой цилиндрической проточке, размеры который соответствуют размерам арочных просечек на профиле.

Образующие конические элементы валков 1-й, 2-й и 3-й формующих клетей наклонены к осям валков соответственно под углами 20, 40 и 46^o.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для производства холодногнутых просечных уголков. Технический результат - производство просечных гнутых профилей с наклонными к горизонтали элементами, например уголков толщиной 0,8 - 1,5 мм, и сокращение при этом расхода валков. Предлагаемый стан для производства просечных профилей, преимущественно гнутых уголков, содержит просечную и формующие клети дуо с калибрами, состоящими из цилиндрических и конических элементов, при этом часть калибров выполнена закрытыми ребордами нижних валков и отличается тем, что просечная клеть и первая формующая клеть, установленная за просечной, выполнены с закрытыми калибрами и по крайней мере один конический элемент каждой формующей клети выполнен с круговой цилиндрической проточкой, а образующие конических элементов наклонены к осям валков под углами соответственно 20, 40 и 46°. 2 ил.

Стан для производства просечных гнутых профилей, преимущественно угловых толщиной 0,8 - 1,5 мм, содержащий просечную и формующие клети дуо с калибрами, состоящими из цилиндрических и конических элементов, при этом часть калибров выполнена закрытыми ребордами нижних валков, отличающийся тем, что просечная клеть и первая формующая клеть, установленная за просечной, выполнены с закрытыми калибрами и по крайней мере один конический элемент каждой формующей клети выполнен с круговой цилиндрической проточкой, а образующие конических элементов наклонены к осям валков под углами соответственно 20, 40 и 46^o.