Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА КАЛИБРОВ ПРОФИЛЕГИБОЧНОГО СТАНА

Предлагаемое изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при профилировании гнутых неравнополочных уголков.

Гнутые профили различной конфигурации производятся на специальных многоклетевых станах путем последовательной подгибки полосовой заготовки в калибрах, состоящих обычно из пары горизонтальных валков с проточками (врезами). Калибры определенной конфигурации образуют систему калибров, которая включает в себя черновые, промежуточные, предчистовые (обычно - два) и чистовой калибры.

Современные системы калибров для производства конкретных гнутых профилей описаны, например, в справочнике под ред. В.И.Зюзина и А.В.Третьякова "Технология прокатного производства", кн.2, М., "Металлургия", 1991, с.809-812. Для предотвращения поперечного смещения профилируемой полосы (в особенности - при поштучном процессе) используют закрытые калибры (см. там же, рис.VIII. 10).

Известна система калибров для производства гнутых коробчатых профилей, у которой верхний валок третьего чернового калибра выполнен с закрывающими его ребордами, а чистовой (последний) калибр выполнен с закрытием ребордами нижнего валка (см. а.с. СССР №1790461, кл. В 21 D 5/06, опубл. в БИ №3, 1993 г.). Однако эта система калибров непригодна для профилирования уголков.

Наиболее близкой к заявляемому объекту является система калибров для профилирования равнополочных уголков, приведенная в книге под ред. И.С.Тришевского "Производство гнутых профилей (оборудование и технология)", М., "Металлургия", 1982, с.247, рис.XVII.3.

Эта система содержит черновые, промежуточные, предчистовые (№№4 и 5) и чистовой (№6) калибры, образованные верхними и нижними валками, установленными с заданным зазором, и характеризуется тем, что все калибры выполнены открытыми. Недостатком известной системы калибров является возможность поперечного смещения формуемой полосы в валках (особенно - при профилировании серповидной заготовки и неравнополочных уголков), что вызовет смятие одной из кромок профиля или "закусывание" ее валками с известными отрицательными последствиями.

Действительно, так как при формовке неравнополочного уголка угол подгибки для малой полки в каждом проходе больше, чем для большой полки (это делается для обеспечения одновременного касания кромками формуемой поштучно полосы верхнего валка с целью предотвращения продольного скручивания профиля), то давление металла на валки со стороны малой полки будет также больше. Это вызывает поперечное смещение полосы в сторону большей полки с возможностью переформовки мест изгиба (т.е. смещения радиуса гиба) и вероятным трещинообразованием.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества гнутых неравнополочных уголков за счет улучшения их геометрии.

Для решения этой задачи в системе калибров профилегибочного стана, включающей предчистовые калибры, образованные верхним и нижним валками, установленными с заданным зазором S, упомянутые калибры выполнены с закрытием цилиндроконическими ребордами нижних валков со стороны большей полки профиля, при этом высота реборды первого предчистового калибра равна (2,4...2,6)S, а второго - (3,5...3,7)S.

Сущность заявляемого технического решения заключается, во-первых, в закрытии определенных калибров ребордой нижнего валка только со стороны большой полки формуемого профиля, во-вторых, в использовании цилиндроконических реборд, обладающих известными преимуществами перед цилиндрическими ребордами (см. а.с. СССР №1296260, БИ №10, 1987 г.) и, в-третьих, в разной высоте реборды для двух калибров.

Последнее обстоятельство обусловлено тем, что верхние валки сортовых профилегибочных станов всегда имеют больший диаметр, чем нижние (например, у стана 2-8×100-600, на котором опробовалась заявляемая система калибров, они больше в 2,48 раза). В результате этого профилируемая штанга касается своим передним торцом сначала верхнего валка, конические поверхности которого (см. фиг.1) стремятся к поперечному смещению полосы, что особенно недопустимо в последних калибрах стана. Наличие же относительно большой реборды у нижнего валка предпоследней клети способствует одновременному касанию кромкой большой полки уголка поверхностей верхнего валка и этой реборды, что обеспечивает точный заход полосы в два последних калибра и предотвращает появление вышеназванных дефектов профиля.

Один из предчистовых калибров предлагаемой системы показан на чертеже.

Калибр содержит верхний 1 и нижний 2 валки, установленные с зазором S, величина которого соответствует номинальной толщине формуемой полосы. Рабочие элементы валков 3 и 4 - конические и разной ширины (В и b), с заданными углами α и β наклона их образующих к горизонтали β>α; верхний валок закруглен радиусом R, который является формирующим.

Со стороны элемента большей ширины 3 на нижнем валке выполнена цилиндроконическая реборда 5, высота которой для первого предчистового калибра h₁=(2,4...2,6)S, а для второго h₂=(3,5...3,7)S. Таким образом, полоса 6, профилируемая в этих калибрах, своей левой (на чертеже) кромкой 7 контактирует с ребордой, что и предотвращает ее поперечное смещение.

Опытную проверку заявляемой системы калибров осуществляли на профилегибочном стане 2-8×100-600 листопрокатного цеха №7 ОАО "Магнитогорский меткомбинат".

С этой целью при профилировании неравнополочного уголка 152×100×5,5 мм в семи клетях стана (I клеть - задающая, с гладкими валками; II - черновая; III и IV - промежуточные; V и VI - предчистовые; VII - чистовая) использовали как закрытые ребордами нижних валков с двух сторон, так и с одной стороны калибры V и VI клетей. Причем в последнем случае варьировали высоты h₁ и h₂ реборд, а также опробовали вариант с цилиндрическими ребордами оптимальных высот (см. выше).

Наилучшие результаты (выход до 30% уголков высокой точности, остальные - повышенной точности по ГОСТ 19772) были получены при использовании предлагаемой системы калибров.

Применение цилиндрических реборд привело в отдельных случаях к "закусыванию" кромок полос и к увеличению износа реборд. При высотах h₁ и h₂ реборд меньше рекомендуемых величин наблюдались случаи переформовки мест изгиба и появления трещин на внешней их поверхности. Большие величины h₁ и h₂ усложняли настройку калибров и удорожали инструмент.

Использование цилиндроконических реборд с обеих сторон нижних валков практически не улучшило качественные показатели, но усложнило и удорожило изготовление валков. Аналогичные результаты получены и при одностороннем закрытии большего числа калибров.

Система калибров, выбранная в качестве ближайшего аналога (см. выше), не опробовалась ввиду ее очевидной непригодности для получения качественных неравнополочных уголков.

Таким образом, опыты подтвердили приемлемость найденного технического решения для выполнения поставленной задачи.

Экономические расчеты, проведенные в листопрокатном цехе №7 ММК, показали, что использование предлагаемой системы калибров при производстве неравнополочных уголков позволит сократить производственные затраты (за счет изготовления более простых по конструкции валков - одна реборда вместо двух) и повысить прибыль от реализации проката более высокого качества ориентировочно на 15%.

Пример конкретного выполнения

Система калибров для формовки неравнополочного уголка 152×100×5,5 мм содержит 7 клетей: I - задающая, II - черновая, III и IV - промежуточные, V и VI - предчистовые, VII - чистовая. Величины углов α и β в этих калибрах: I - α=0°, β=0°; II - α=6°, β=9°; III - α=12°, β=18,5°; IV - α=20°, β=31,5°; V - α=29°, β=47°; VI - α=32°, β=54°; VII - α=33,5°,β=57,5°.

Предчистовые калибры V и VI выполнены с закрытием цилиндроконическими ребордами нижнего валка со стороны большей полки профиля (см. чертеж); величина межвалкового зазора S=5,5 мм. Высота реборд: h₁=2,5 S=2,5·5,5≈14 мм (V калибр); h₂=3,6 S=3,6·5,5≈20 мм.

Величины R: V калибр - 9 мм, VI - 11 мм.