АГРЕГАТ ДЛЯ ПРОФИЛИРОВАНИЯ Российский патент 2009 года по МПК B21D5/06 

Изобретение относится к прокатному оборудованию и может быть использовано для производства холодногнутых сортовых профилей и профильных труб.

Для изготовления гнутых профилей проката используются специализированные многоклетевые станы, осуществляющие формообразование, например, сортовых профилей (уголковых, швеллерных, корытных и др.) из полосовой заготовки. Такие станы достаточно подробно описаны в книге под ред. И.С.Тришевского «Производство гнутых профилей (оборудование и технология». - М.: Металлургия, 1982, с.83-97. Формующие клети этих станов - дуо (двухвалковые).

Профильные трубы изготавливают из труб-заготовок круглого сечения (сварных и бесшовных), и наиболее часто профильные трубы имеют квадратное, прямоугольное и треугольные поперечное сечения. Производят такие трубы либо на трубных станах, либо в универсальных клетях с изменяемой формой и площадью калибров путем соответствующей перестановки валков (см., например, пат. РФ №2201825, кл. В21С 37/08, опублик. в БИ №10, 2003 г.).

Известен профилегибочный стан, содержащий формующие и задающую клети, у которого подушки каждой клети связаны со станинами посредством упругих элементов, установленных в вертикальной плоскости между каждой подушкой и станиной с входной стороны клети, и шариковых опор, размещенных между каждой подушкой и станиной в горизонтальной плоскости (см. а.с. СССР №1660792, Кл. B21D 5/06, опубл. в БИ №25, 1991 г.). Однако этот стан непригоден для изготовления профильных труб.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является агрегат 1÷4×50÷300 для производства гнутых профилей, описанный в книге А.П.Чекмарева и В.Б.Калужского «Гнутые профили проката». - М.: Металлургия, 1974, с.24-33.

Этот агрегат содержит сортовой профилегибочный стан с приводом, формующими клетями дуо и отводящим рольгангом, и характеризуется наличием универсальных клетей, имеющих горизонтальные и вертикальные валки, а также правильно-калибровочных клетей. Недостатком известного агрегата является сложность производства на нем профильных труб и необходимость значительных производственных затрат для их изготовления.

Действительно, универсальные клети этого стана, во-первых, расположены в начале него, что затрудняет транспортировку готовых профильных труб, и, во-вторых, они пригодны для изготовления труб (без замены валков) только одной высоты, определяемой длиной бочек вертикальных валков. Кроме того, для задачи труб-заготовок в универсальные клети данного стана требуются дополнительные устройства.

Технической задачей настоящего изобретения является расширение технологических возможностей агрегатов для профилирования, снижение затрат на их строительство и производственных затрат.

Для решения этой задачи агрегат для профилирования сортовых гнутых профилей и труб содержит сортовой профилегибочный стан с приводом, включающим формующие клети дуо и отводящий рольганг, а также универсальные клети и привод, отличается тем, что в качестве универсальных клетей использованы три четырехвалковые клети с индивидуальным приводом с калибрами изменяемой высоты и ширины без замены валков, имеющие подводящий рольганг, устройство подачи труб-заготовок на этот рольганг, а также отводящий рольганг, при этом отводящий рольганг профилегибочного стана и подводящий рольганг универсальных клетей имеют общий цепной привод, расположенный между ними; использован профилегибочный стан легкого типа, а его привод выполнен цепным; агрегат снабжен устройством передачи гнутых профилей с отводящего рольганга профилегибочного стана на подводящий рольганг универсальных клетей; агрегат предназначен для профилирования труб, максимальная толщина которых соотносится с минимальной толщиной плоской заготовки для гнутых профилей как (6,4...7,1):1.

Сущность заявляемого технического решения заключается в расширении технологических возможностей агрегата для профилирования, который может формовать как сортовые гнутые профили, так и профильные трубы (причем одновременно), при этом обширный сортамент последних выполняется без замены (перевалки) валков, так как универсальные четырехвалковые клети аналогичны известным по пат. РФ №2201825 (см. выше).

Кроме того, объединение по сути двух разных станов в один агрегат сокращает не только капитальные затраты (меньше занимаемая площадь и вес оборудования), но и производственные при эксплуатации агрегата. Наличие же устройства передачи гнутых профилей на подводящий рольганг универсальных клетей делает возможным изготовление высокоточных гнутых профилей (типа швеллерных, С-образных, замкнутых и др.).

Заявляемый агрегат схематично показан на фиг.1 (стрелки - движение металла).

Профилегибочный стан 1 содержит клети дуо 2 с цепным приводом 3 и отводящий рольганг 4 (головная часть этого стана не показана), рядом с которым (со стороны управления станом) установлен карман 5 для готовых гнутых профилей. Рольганг 4 может быть оборудован устройством 6 для поперечной (по отношению к направлению движения металла) передачи гнутых профилей на параллельный подводящий рольганг 7 универсальных клетей 8. Оба рольганга имеют общий цепной привод 9, расположенный между ними.

Рольганг 7 оборудован устройством 10 для подачи на него труб-заготовок, а клети 8 - цепным приводом 10. За этими клетями располагается их отводящий рольганг 11, также имеющий рядом с собой карман для готовой продукции 12. С целью сокращения занимаемой агрегатом площади - привод 13 клетей 8 расположен со стороны управления профилегибочным станом; кроме того, это делает более безопасной работу обслуживающего персонала универсальных клетей (сторона их управления противоположна аналогичной стороне профилегибочного стана).

Цепной привод значительно проще и дешевле в изготовлении и эксплуатации, чем «традиционный» привод (с шестеренными клетями, валом отбора мощности и шпиндельными устройствами), потребляет минимум энергии и занимает меньшую площадь.

Предлагаемый агрегат работает следующим образом.

При одновременной работе профилегибочного стана 1 и трех универсальных клетей 8 формуют сортовые гнутые профили из поступающей на него полосовой заготовки, а три клети (в зависимости от толщины трубной заготовки - две) профилируют трубы требуемого сортамента, причем и профили, и трубы по отводящим рольгангам 4 и 11 поступают в карманы готовой продукции 5 и 12, откуда снимаются мостовым краном.

Если необходимо изготовление высокоточных сортовых гнутых профилей (см.выше) - они с рольганга 4 с помощью устройства 6 передаются на рольганг 7, поступают по нему в универсальные клети 8, где и проходят «доформовку», а затем - на отводящий рольганг 11 и в карман 12.

Опытную проверку заявляемого изобретения осуществляли на опытно-промышленном агрегате ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» и Магнитогорского государственного технического университета (МГТУ).

С этой целью на агрегате, содержащем сортовой профилегибочный стан легкого типа 0,7÷3,5×50÷350 с десятью клетями дуо, способными формовать профили высотой до 70 мм из стали с временным сопротивлением б_в≤450 МПа, и три универсальные четырехвалковые клети, способные профилировать трубы-заготовки до 140 мм в диаметре и толщиной до 4,5...5,0 мм из сталей с б_в≤500 МПа. Производились гнутые профили и профильные трубы. При профилировании труб с D≤100 мм и толщиной стенки до 4 мм использовались только две универсальные клети. Агрегат испытывался в двух вариантах - при одновременной работе профилегибочного стана и универсальных клетей и при формовке только гнутых профилей с последующей «доформовкой» их в указанных клетях.

Результаты опытов оценивали по качеству гнутых профилей и профильных труб (геометрия и качество поверхности).

До 99,7% гнутых профилей (без «доформовки») и до 99,5% профильных труб квадратного, прямоугольного и треугольного сечений соответствовали всем предъявляемым к ним требованиям. При изготовлении высокоточных швеллерных и С-образных гнутых профилей с использованием четырехвалковых клетей этот показатель составил 99,4%, причем без «доформовки» выход качественных таких профилей не превысил 87%.

С целью установления минимально возможной толщины гнутых профилей, пропускаемых через универсальные клети, было опробовано изготовление швеллеров толщиной 0,5...0,6 мм (они доставлялись со стана «0,5÷2,0» одной из фирм). Высокоточными были признаны лишь 12% профилей.

Агрегат, выбранный в качестве ближайшего аналога, в опытах не проверялся ввиду его непригодности для профилирования труб широкого сортамента. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.

По данным экономических исследований, проведенных в МГТУ, использование настоящего изобретения значительно расширяет технологические возможности агрегатов для профилирования с одновременным снижением затрат на строительство (одного агрегата вместо двух) ориентировочно в 1,4 раза и расходов на производство примерно на 60%.

Пример конкретного выполнения

Агрегат для профилирования содержит 10-ти клетевой стан дуо для формовки гнутых профилей высотой до 70 мм из заготовки толщиной 0,7...3,5 мм и шириной 50...350 мм из сталей с б_в≤450 МПа, а также три универсальные четырехвалковые клети (см. фиг.1) для профилирования квадратных, прямоугольных и треугольных труб из труб-заготовок с D≤140 мм, б_в≤500 МПа и толщиной стенки до 4,5...5,0 мм. Максимальная длина профилей - 9 м.

Площадь, занимаемая агрегатом, - 2000 м²; суммарная мощность приводов - 150 кВт. Годовая производительность агрегата (возможная) - до 55 тыс.т.

Изобретение относится к прокатному оборудованию, в частности к агрегатам для производства холодногнутых профилей и профильных труб. Агрегат содержит сортовой профилегибочный стан с формующими клетями дуо, приводом и отводящим рольгангом, а также универсальные клети и привод. В качестве универсальных клетей использованы три четырехвалковые клети с индивидуальным приводом с калибрами изменяемой высоты и ширины без замены валков, имеющие подводящий рольганг, устройство подачи труб-заготовок на этот рольганг, а также отводящий рольганг. При этом отводящий рольганг сортового профилегибочного стана и подводящий рольганг универсальных клетей имеют общий цепной привод, расположенный между ними. Расширяются технологические возможности, снижаются производственные затраты. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Агрегат для профилирования сортовых гнутых профилей и труб, содержащий сортовой профилегибочный стан с формующими клетями дуо, приводом и отводящим рольгангом, а также универсальные клети и привод, отличающийся тем, что в качестве универсальных клетей использованы три четырехвалковые клети с индивидуальным приводом с калибрами изменяемой высоты и ширины без замены валков, имеющие подводящий рольганг, устройство подачи труб-заготовок на этот рольганг, а также отводящий рольганг, при этом отводящий рольганг сортового профилегибочного стана и подводящий рольганг универсальных клетей имеют общий цепной привод, расположенный между ними.2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что в качестве сортового профилегибочного стана использован стан легкого типа с цепным приводом.3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен устройством передачи гнутых профилей с отводящего рольганга сортового профилегибочного стана на подводящий рольганг универсальных клетей.4. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для профилирования труб, максимальная толщина которых соотносится с минимальной толщиной плоской заготовки для гнутых профилей как (6,4...7,1):1.