Результат интеллектуальной деятельности: РАБОЧАЯ КЛЕТЬ СТАНА ДЛЯ ФОРМОВКИ ПРОФИЛЕЙ ВЫСОКОЙ ЖЕСТКОСТИ

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к оборудованию для формовки листовых профилей с периодически повторяющимися продольными гофрами.

Такие гнутые профили, называемые профилями высокой жесткости (ПВЖ), содержат обычно гофры полукруглого или трапециевидного сечения, формообразование которых осуществляется методом локальной деформации (вытяжки) отдельных участков полосовой заготовки. ПВЖ производятся на специализированных станах, аналогичных агрегату 1÷5×300÷1650 ОАО "Магнитогорский меткомбинат". Особенности оборудования и технология изготовления ПВЖ достаточно подробно описаны, например, к книге В.И.Анисимова и др. "Расширение сортамента металлопроката - резерв экономии", Челябинск, Ю.-Урал. кн. изд, 1980, с.120-142. Для производства ПВЖ используют только клети дуо, т.е. содержащие два горизонтальных валка.

Известна рабочая клеть профилегибочного стана для изготовления профилей с периодическими гофрами, содержащая два валка с выступами (нижний) и впадинами (Верхний валок), причем расстояние между центрами крайних выступов больше расстояния между центрами соответствующих им впадин (см. а.с. СССР №994079, кл. В 21 D 5/06, опубл. в БИ №5, 1983 г.) Недостатком такой клети является относительная сложность ее настройки и повышенные затраты на изготовление валков.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является рабочая клеть стана для формовки профилей высокой жесткости (SU 1829975 A3, В 21 D 5/06, 23.07.1993).

Эта клеть содержит установленные один над другим с зазором δ валки, на бочке верхнего валка выполнены ручьи, а на нижнем валке выполнены формующие выступы на части длины окружности его бочки.

Недостатком известной рабочей клети является возможность получения ПВЖ с дефектами геометрии (в основном - следы продолжения гофров на плоских участках - "вспучины" или "пузырь"), что приводит к увеличению производственных затрат.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества ПВЖ за счет улучшения их геометрии и снижение производственных затрат.

Для решения этой задачи рабочая клеть стана для формовки профилей высокой жесткости, содержащая установленные один над другим с зазором "δ" валки, на бочке верхнего валка выполнены ручьи, а на нижнем валке выполнены формующие выступы на части длины окружности его бочки, в отличие от ближайшего аналога, ручьи на бочке верхнего валка выполнены сплошными глубиной (7,3...12,2)δ, а формующие выступы выполнены на концах с ребром и скосом, имеющим наклон под углом 59°...60° к прямой, соединяющей центр поперечного сечения валка с ребром скоса, лежащем в этом сечении.

Приведенные параметры валков получены в результате опытов (см. ниже) и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации основных параметров валков, что позволяет формовать качественные ПВЖ с повышенной несущей способностью при одновременном снижении выхода профилей с дефектами их геометрии.

Действительно, у известной клети для производства ПВЖ, взятой в качестве ближайшего аналога, глубина ручьев составляет всего (4,7...6,4)δ (т.е. меньше, чем у предлагаемой клети, в среднем, почти в 1,8 раза). Получаемые гофры, соответственно, также имеют меньшую высоту, что уменьшает и жесткость (несущую способность) профилей.

Кроме того, скосы на концах выступов нижнего валка предлагаемой клети имеют конфигурацию, обеспечивающую предотвращение появления на ПВЖ такого неисправимого дефекта, как "пузырь".

Предлагаемая клеть схематично показана на чертеже; стрелка - направление движения полосы.

На станинах 1 клети установлены в опорах (не показаны) верхний 2 и нижний 3 валки, лежащие в одной вертикальной осевой плоскости уу. Верхний валок 2 имеет на своей бочке сплошные радиальные ручьи 4, глубина h которых составляет 7,3...12,2 от величины вертикального межвалкового зазора δ, равного, в свою очередь, номинальной толщине формуемой полосовой заготовки.

На нижнем валке 3 выполнены формующие выступы 5, занимающие часть окружности бочки валков, на каждом конце которых расположены плоские скосы 6, наклоненные под углом α=59°...60° к прямой aa, соединяющей центр О поперечного сечения валка с ребром 7 скоса, лежащем в этом же сечении.

При работе клети формуемая полоса (направление ее движения показано стрелкой) захватывается валками 2 и 3 клети. Выступы 5 и ручьи 4 осуществляют формообразование на полосе замкнутых (периодически повторяющихся) продольных гофров, концы которых сформованы скосами 6. Высота гофров на готовых ПВЖ соответствует глубине h ручьев 4 на верхнем валке.

Опытную проверку предлагаемой клети осуществляли на стане 1÷5×300÷1650 ОАО "Магнитогорский меткомбинат".

С этой целью для формовки ПВЖ толщиной S=3...5 мм были опробованы валки с различными параметрами их ручьев и выступов. Наилучшие результаты (выход профилей I сорта в пределах 99,0...99,6%) были получены при формовке ПВЖ в клети предлагаемой конструкции. Использование валков с параметрами, отличными от рекомендуемых, ухудшали полученные результаты.

Так, при h<7,3 δ (величина δ соответствовала номинальной толщине S полосовой заготовки) до 2% ПВЖ имели дефект "пузырь" при величине α=59°...60°, а при h>12,2 δ почти 5% ПВЖ имели трещины на переднем (по ходу прокатки) конце гофров.

Уменьшение α (менее 59°) при глубине ручьев, равной (7,3...12,2)δ, также вызывало появление "пузыря" на части ПВЖ, а при α>60° - на передних концах гофров появились трещины (до 3% случаев).

Опробование клети, выбранной в качестве ближайшего аналога (см. выше), привело к отсортировке по дефектам геометрии (невыполнение высоты гофров и наличие "пузыря") до 2,5% готовых листовых профилей.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.

По данным листопрокатного цеха №7 ОАО "ММК" использование заявляемой рабочей клети стана для производства листовых ПВЖ позволит уменьшить отсортировку ПВЖ по дефектам их геометрии почти на 2%, что сократит производственные затраты, ориентировочно, на 3...4% с соответствующим ростом прибыли от реализации листовых гнутых профилей.

Пример конкретного выполнения

Рабочая клеть стана для формовки профилей высокой жесткости содержит два валка диаметром D=6000 мм и с длиной бочки L=1650 мм, расположенных в одной вертикальной осевой плоскости (см. чертеж).

В клети формуется ПВЖ толщиной S=4 мм с полуокруглыми гофрами шириной 120 мм. Верхний валок клети выполнен с двумя радиальными ручьями глубиной h=9,8 δ, где δ - величина вертикального межвалкового зазора, равная S, т.е.:

h=9,8·4≈39 мм

На нижнем валке выполнены формующие выступы, занимающие около 0,21 длины окружности его бочки. На концах этих выступов имеются плоские скосы с углом α=59,5°.

Расстояние между выступами (ручьями) l=228 мм.