Способ производства листовых профилей с волнистыми продольными гофрами и агрегат для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК B21D5/06 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении гофрированных листовых профилей.

Целью изобретения является повышение качества листовых профилей с волнистыми продольными гофрами и уменьшение производственных затрат.

Поставленная цель в способе достигается тем, что величину радиуса изгиба при правке принимают равным: R (1,1...1,3)1 /h,

где I и h - соответственно, шаг продольных гофров и их высота, при этом направление движения листов при профилировании делают в горизонтальной плоскости перпендикулярным направлению движения полосы при правке.

Поставленная цель в устройстве (агрегате для производства листовых профилей с волнистыми гофрами) достигается тем, что оси профилирующих валков клетей стана и правильных роликов листоправильной машины (ЛПМ) взаимно перпендикулярны в горизонтальной плоскости, диаметр роликов равен 1,8....2,4 высоты h формующих выступов валков, а шаг роликов ЛПМ составляет 0,7...0,9 расстояния между смежными выступами профилирующих валков стана.

Приведенные выше математические соотношения получены в результате опытов и являются эмпирическими.

Гнутые листовые профили с волнистыми гофрами используются, чаще всего, в качестве кровли гражданских и промышленных объектов и могут иметь самую различную длину (не более 12 м). С целью увеличения длины готовых профилей их изготавливают с продольными гофрами. Однако в последнее время большим спросом пользуются листы длиной 2-4 мм, так как они удобнее при монтаже на сравнительно небольших объектах и упаковываются в пачки малого веса (3-5 т).

NJ

Принципиально профили малой длины (2-3 м) можно изготавливать поперечным профилированием в валках с бочкой той же длины. В этом случае достаточно иметь только одну профилирующую клеть Если же заготовка при этом правится в ЛПМ. то очевидно, что линии изгиба полосы роликами будут совпадать (частично или полностью) с линиями изгиба ее при поперечном профилировании.

Сущность изобретения состоит в том, чтобы сделать указанные линии изгиба взаимно перпендикулярными в горизонтальной плоскости. Как показали предварительные лабораторные исследования, при этом происходит образование уравновешивающих друг друга остаточных напряжений (по аналогии с известным эффектом Баушингера). что улучшает геометрию и механические свойства готовых профилей. При многоклетевом профилировании волнистых листов добавляется еще один отрицательный фактор: увеличение рисок и царапин при многократном контакте полосы с валками и длительном ее транспортировании.

Опытную проверку изобретения проводили на специализированном агрегате Маг- ниторского меткомбината с диаметром валков профилирующей клети D 350. + 365 мм для производства листовых профилей с волнистыми гофрами различных параметров толщиной 1,0-2,5 мм, шириной 1400- 1600 мм и длиной 2500 мм из сталей с ав 60 кгс/мм2.

Расположение оборудования агрегата показано на фиг.2. Основной особенностью апробированного агрегата является взаимоположение ЛПМ и профилирующей клети, что позволяет осуществлять производство профилей по предлагаемой технологии,

В первой серии опытов установили взаимосвязь между радиусом знакопеременного изгиба при правке полос и основными параметрами волнистых гофров: их шагом I (т.е. расстоянием между ними поперек профиля) и высотой h.

Величину радиуса изгиба при правке на ЛПМ определяли как R (t2P + 4(52): 8(5 t2p/8 д , где tp - шаг роликов; (5 5 + Д; S-толщина полосы; А- величина перекрытия роликов. Для расширения возможностей варьирования R полосы правили на двух ЛПМ: 15-ти роликовой с tp. 100 мм и диаметром роликов dp 80 мм (эта ЛПМ входит в состав оборудования агрегата) и 17-ти роликовой с tp 80 мм и dp 70 мм. Параметры гофрированных профилей варьировали установкой соответствующих про- филегибочных валков. Качество профилей

5

оценивали по состоянию их поверхности, геометрии (волнистости боковых кромок) и мех. свойствам ( тт , ав и величине относительного удлинения 5д).

В этих опытах было установлено, что при R:. (1,1...1,3)lVh величины ov . ap и д$ готовых профилей, практически, не отличались от таковых на исходной заготовке, т.е. мех. свойства в процессе производства не ухуд® шились. Волнистость кромок профилей не превышала 3 мм на 1 м длины, травмирова- иия их поверхности не наблюдалось.

При R (0,8...1,0)l2/h ухудшилась пластичность профилей; величина д$ снизилась

в 1,2-12,0 раза, а отношение fT7 / ав возросло на 10-35%. При R (1,4...1,7) 2/h мех. свойства профилей и заготовки не отличались, но волнистость кромок составила 3+9 мм/м.

Производство профилей с оптимальными R (1,1...1,3)l2/h, но с расположением осей валков и роликов параллельно друг другу в горизонтальной плоскости ухудшило как мех. свойства, так и геометрию профилей (рост стт / сгв по сравнению с исходной заготовкой на 5-20%, уменьшение (5з в 1,1- 1,5 раза, волнистость 2-6 мм/м). Кроме того, при испытаниях не естественное старение

профилей из ст. 08кп, 08пс, Юкп и 20пс на 37%, из них отмечено появление линий текучести (или линий скольжения Людерса). Сравнение профилей, полученных с применением предлагаемого технического решения, с гнутыми профилями, полученными формовкой в 9 клетях на известном про- филегибочном агрегате по известной технологии (продольная формовка), показало, что во втором случае до 70% листов име ли на поверхности риски и царапины различных размеров и волнистость кромок в пределах 2-ь8 мм/м.

Во второй серии опытов было найдено взаимосвязь между основными параметра ми ЛПМ и профилирующих валков (предварительно определенные методом математического моделирования соотношения dp 2h и tp 0,851 - использовались в первой серии опытов); это необходимо, в

частности, потому, что расширение диапазона численных коэффициентов перед h и I расширяет и технологические возможности заявляемого устройства.

Опыты показали, что при dp (1,8...2,4)h и tp (0,7...0,9) мех. свойства профилей (по сравнению с исходной заготовкой) не изменяются и волнистость кромок 3 мм/м. Уменьшение dp до (1,3...1,7) h и tp до (0,4...0,6) приводит к частичному наклепу металла (снижению величины (5s и повыыеСт

нию ту- в результате чего на части сорта- «в

мента отмечено трещиносбразование. При увеличении dp до (2,5...3,0)h и tp до(1,0...1,4) ухудшилась геометрия профилей: волнистость кромок возросла до 7 мм/м.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденных технических решений для достижения поставленной цели и их преимущества перед известными техническими решениями.

На фиг.1 показан листовый профиль с волнистыми гофрами, поперечное сечение; на фиг.2 - расположение оборудования предлагаемого агрегата, план; на фиг.З - часть профилирующего валка.

Агрегат содержит разматыватель рулонов 1, роликовую ЛПМ 2, ножницы 3, передаточный рольганг А со сталкивателем 5, профилирующую клеть б, упаковочное устройство 7 и промежуточные рольганги 8; стрелкой показано движение полосы и листов.

В клети б установлены два валка с профилированной бочкой длиной б и с диаметром (по вершинам формующих выступов 9) D. Выступы 9 имеют полукруглую форму и чередуются с такими же впадинами; высота выступов h, расстояние между двумя смежными выступами по окружности I. Валки в клети устанавливаются так, что образуют как бы шестеренную пару (выступы одного входят во впадины другого) с зазором, равным толщине профиля S. Оси валков перпендикулярны в горизонтальной плоскости осям роликов ЛПМ.

Основные параметры профилирующих валков клети 6 и ЛПМ 2 связаны соотношениями:

dp (1,8...2,4)h и tp (0,7...0,9).

Профили изготавливаются следующими образом.

Рулонная заготовка шириной Ьз и толщиной S из рэзматывателя 1 поступает в ЛПМ, ролики которой установлены с перекрытием Л, обеспечивающим требуемый радиус изгиба при правке R (1,1...1,3)l2/h. Затем полоса разрезается на мерные длины 1М 1б, полученные листы смещаются передаточным рольгангом 4 (его ролики располо- жены под углом 45° к направлению движения) и сталкивателем 5 на промежуточный рольганг 8, откуда поступают в профилирующую клеть 6, а готовые профили - к упаковочному устройству 7.

Профилированные листы длиной 1е и шириной bn «ЗЬз1/4 Jth имеют размеры I и h одинаковые с таковыми на валках клети 6.

Изгиб металла при правке и профилировании осуществляется во взаимно перпендикулярных направлениях в горизонтальной плоскости, что обеспечивает более высокое 5 качество профилей и уменьшение числа рабочих клетей.

Пример 1. На агрегате, в состав которого входит ЛПМ с dp 80 мм и tp 100 мм, установлена клеть для профилирования ли- 0 стов с волнистыми гофрами, валки которой выполнены с полукруглыми выступами высотой h dp : 1,8 80 : 1,8 44,4 мм, расстояние между которыми I tp : 0.7 100:0,7 142,9 мм; длина бочки валков 1е 2,5 м, их диа- 5 метр - 364 мм. Полоса шириной 2 мм тол- щиной S 1,5 мм правится путем знакопеременного изгиба с R 1,11 /R 1,1 142,92/44,4 «506 мм, т.е. t2p/8R . 1002/(8 506) 2,47 мм и ролики ЛПМ 0 устанавливаются с перекрытием А д- S 2,47- 1,5 0,97 мм.

Мехсвойства полученных профилей длиной 2500 мм и шириной 1535 мм не отличаются от свойств исходной заготовки, а 5 волнистость по кромкам - в пределах 0...1 мм/м. . .

Пр и м е р 2. На агрегате с той же ЛПМ профилирующие валки выполнены с h dp : : 2, 2,1 38,1 мм и I tp : 0,8 - 100 : 0,8 0 125,0 мм; le 2,5 м, D 358 мм.

Та же полоса правится cR 1,2 l2/h 1,2x х 1252/38,1 492 мм, т.е. 3 t2P/8R 1002/(8 492) 2,54 мм и ролики ЛПМ установлены с перекрытием Д д- S . , 5 2,54- 1,5 1,04мм.

Мехсвойства профилей той же длины и шириной 1565 мм не отличаются от свойств заготовки, волнистость - 1...2 мм/м.

3) На том же агрегате профилирующие 0 валки имеют h dp : 2,4 80 : 2,4 33,3 мм и l tp ; 0,9 100 : 0,9 111,1 мм; le 2,5 м, 0 354 мм.

Полоса шириной 2 м и S 1,5 мм правит- CflcR 1,3l2/h 1,3 111,12/33,3 482мм, 5 т.е. (5 t2p/8R 1002; (8 х 482) 2,59 мм и Д б-5 2,59-2,5 1,09 мм.

Свойства профилей шириной 1595 мм те же, что и у заготовки; волнистость 0...2 мм/м. Технико-экономическое, преимущество 0 описанного объекта перед известным заключается в повышении прибыли от реали- . зации профилей с гарантированными мех- свойствами и с уменьшенной волнистостью кромок, а также в сокращении количества 5 рабочих клетей.

По данным центральной лаборатории ММК использование найденных технических решений на комбинате позволит про- изводить до 10 тыс.т/год указанных

профилей, цена которых выше оптовой, в среднем, на 20 р/т, что даст экономический эффект:

20 х 10000 - 200000 (р/год).

Уменьшение производственных затрат за счет сокращения числа рабочих клетей составит около 5 р/т, что даст эффект: 5x10000 50000 (р/год).

Суммарный экономический эффект составит:

200 + 50 250 тыс.р/год.

Формула изобретения 1. Способ производства листовых профилей с волнистыми продольными гофрами, включающий правку полосовой заготовки путем знакопеременного изгиба, разрезку полосы на мерные листы и их последующее профилирование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества профилей и уменьшения производственных затрат, величину радиуса изгиба при правке приний

мают равной R (1,1...1.3) 2/п. где I и h - соответственно шаг продольных гофров и их высота, при этом изгиб заготовки при правке и последующем профилировании осуще5 ствляют во взаимно перпендикулярных направлениях.

2. Агрегат для производства листовых профилей с волнистыми продольными гофрами, содержащий разматыватель, ролико10 вую листоправильную машину, ножницы, профилирующую клеть дуо с валками, имеющими выступы и промежуточные рольганги, отличающийся тем, что, с целью повышения качества профилей и уменьше15 ния производственных затрат, оси профилирующих валков и правильных роликов размещают перпендикулярно друг другу в горизонтальной плоскости, при этом диаметр правильных роликов принимают рав- 20 ным 1,8-2,4 высоты формующих выступов, а их шаг 0,7-0,9 расстояния между смежными выступами профилирующих валков.

Способ производства листовых профилей с волнистыми продольными гофрами и агрегат для его осуществления. Использование: прокатное производство. Сущность изобретения: способ включает правку полосы знакопеременным изгибом, разрезку на мерные длины и профилирование. Изгиб заготовки при правке и профилировании осуществляется во взаимно перпендикулярных направлениях. Величину радиуса изгиба при правке, диаметр правильных роликов и их шаг определяют по.расчетным зависимостям. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг,/

9из.2