Система калібрів профілегибочного стану
Власники патенту UA 2261152:
Винахід відноситься до прокатного виробництва Система калібрів профілегибочного стану для формування нерівнополичних куточків включає передчистові калібри, утворені верхнім і нижнім валками, встановленими із заданим зазором S. При цьому згадані калібри виконані із закриттям циліндроконічними ребордами нижніх валків з боку більшої полиці профілю. Висота реборди першого передчистового калібру дорівнює (2,4. 2,6) S, а другого - (3,5. 3,7) S. Досягається підвищення якості гнутих нерівнополичних куточків за рахунок поліпшення їхньої геометрії. 1 іл.
Пропонований винахід відноситься до прокатного виробництва і може бути використане при профілюванні гнутих нерівнополичних куточків.
Гнуті профілі різної конфігурації виробляються на спеціальних багатоклітинних станах шляхом послідовного підгинання смугової заготовки в калібрах, що складаються зазвичай з пари горизонтальних валків з проточками (врізами). Калібри певної конфігурації утворюють систему калібрів, яка включає чернові, проміжні, передчистові (зазвичай - два) і чистової калібри.
Сучасні системи калібрів для конкретних гнутих профілів описані, наприклад, у довіднику під ред. В.І.Зюзіна та А.В.Третьякова "Технологія прокатного виробництва", кн.2, М., "Металургія", 1991, с.809-812. Для запобігання поперечному зсуву профільованої смуги (особливо - при поштучному процесі) використовують закриті калібри (див. там же, рис.VIII. 10).
Відома система калібрів для виробництва гнутих коробчатих профілів, у якої верхній валок третього чорнового калібру виконаний з ребордами, що його закривають, а чистовий (останній) калібр виконаний із закриттям ребордами нижнього валка (див. а.с. СРСР)№1790461, кл. 21 D 5/06, опубл. у БІ №3, 1993 р.). Однак ця система калібрів непридатна для профілювання куточків.
Найбільш близькою до об'єкта, що заявляється, є система калібрів для профілювання рівнополочних куточків, наведена в книзі під ред. І.С.Тришевського "Виробництво гнутих профілів (обладнання та технологія)", М., "Металургія", 1982, с.247, рис.XVII.3.
Ця система містить чернові, проміжні, передчистові (№№4 і 5) та чистової (№6) калібри, утворені верхніми та нижніми валками, встановленими із заданим зазором, і характеризується тим, що всі калібри виконані відкритими. Недоліком відомої системи калібрів є можливість поперечного зміщення смуги, що формується у валках (особливо - при профілюванні серповидної заготівлі і нерівнополичних куточків), що викличе зминання однієї з крайок профілю або "закусування" її валками з відомими негативними наслідками.
Дійсно, так як при формуванні нерівнополочного куточка кут підгинання для малої полиці в кожному проході більше, ніж для великої полиці (це робиться для забезпечення одночасного дотику кромками формується поштучно смуги верхнього валка з метою запобігання поздовжньому скручування профілю), то тиск металу на валки з боку малої полиці буде також більше. Це викликає поперечне зміщення смуги у бік більшої полиці з можливістю переформування місць вигину (тобто зміщення радіуса гиба) і можливим тріщиноутворенням.
Технічним завданням цього винаходу є підвищення якості гнутих нерівнополичних куточків за рахунок поліпшення їхньої геометрії.
Для вирішення цього завдання в системі калібрів профілегибочного стану, що включає передчистові калібри, утворені верхнім та нижнім валками, встановленими із заданим зазором S,згадані калібри виконані із закриттям циліндроконічними ребордами нижніх валків з боку більшої полиці профілю, при цьому висота реборди першого передчистового калібру дорівнює (2,4. 2,6)S, а другого - (3,5. 3,7)S.
Сутність технічного рішення, що заявляється полягає, по-перше, у закритті певних калібрів ребордою нижнього валка тільки з боку великої полиці формується профілю, по-друге, у використанні циліндроконічних реборд, що володіють відомими перевагами перед циліндричними ребордами (див. а.с. СРСР №12966 , БІ №10, 1987 р.) і, по-третє, у різній висоті реборди для двох калібрів.
Остання обставина обумовлена тим, що верхні валки сортових профилегибочных станів завжди мають більший діаметр, ніж нижні (наприклад, у стану 2-8×100-600, на якому випробувалася система калібрів, що заявляється, вони більше в 2,48 рази). В результаті цього профільована штанга стосується своїм переднім торцем спочатку верхнього валка, конічні поверхні якого (див. фіг.1) прагнуть поперечного зміщення смуги, що особливо неприпустимо в останніх калібрах стану. Наявність відносно великої реборди у нижнього валка передостанньої кліті сприяє одночасному дотику кромкою великої полиці куточка поверхонь верхнього валка і цієї реборди, що забезпечує точний захід смуги в два останні калібру і запобігає появі вищеназваних дефектів профілю.
Один із передчистових калібрів запропонованої системи показаний на кресленні.
Калібр містить верхній 1 і нижній 2 валки, встановлені із зазором S, величина якого відповідає номінальній товщині смуги, що формується. Робочі елементи валків 3 і 4 - конічні та різної ширини (В і b), із заданими кутами α і β нахилу їх утворюють до горизонталі β&α; верхній валок закругленийрадіусом R, який є формуючим.
З боку елемента більшої ширини 3 на нижньому валку виконана циліндроконічна реборда 5, висота якої для першого передчистового калібру h1=(2,4. 2,6)S, а для другого h2=(3,5. 3,7)S. Таким чином, смуга 6, профільована в цих калібрах, своєю лівою (на кресленні) кромкою 7 контактує з ребордою, що запобігає її поперечному зсуву.
Дослідну перевірку системи калібрів, що заявляється, здійснювали на профілегибочном стані 2-8×100-600 листопрокатного цеху №7 ВАТ "Магнітогорський меткомбінат".
З цією метою при профілюванні нерівнополочного куточка 152×100×5,5 мм у семи клітях стану (I кліть - задаюча, з гладкими валками; II - чорнова; III і IV - проміжні; V і VI - передчистові; VII - чистова) використовували як закриті ребордами нижніх валків з обох боків, і з одного боку калібри V і VI клітей. Причому останньому випадку варіювали висоти h1 і h2 реборд, і навіть випробували варіант з циліндричними ребордами оптимальних висот (див. вище).
Найкращі результати (вихід до 30% куточків високої точності, решта - підвищеної точності за ГОСТ 19772) були отримані при використанні пропонованої системи калібрів.
Використання циліндроконічних реборд з обох боків нижніх валків практично не покращило якісні показники, але ускладнило та подорожчало виготовлення валків. Аналогічні результати отримані при односторонньому закритті більшого числа калібрів.
Система калібрів, вибрана як найближчий аналог (див. вище), не випробувалася через її очевидну непридатність для отримання якісних нерівнополичних куточків.
Таким чином, досліди підтвердили прийнятність знайденого технічного рішення для виконання поставленого завдання.
Економічнірозрахунки, проведені в листопрокатному цеху №7 ММК, показали, що використання запропонованої системи калібрів при виробництві нерівнополичних куточків дозволить скоротити виробничі витрати (за рахунок виготовлення більш простих за конструкцією валків – одна реборда замість двох) та підвищити прибуток від реалізації прокату вищої якості орієнтовно на 15%.
Приклад конкретного виконання
Система калібрів для формування нерівнополочного куточка 152×100×5,5 мм містить 7 клітей: I - задаюча, II - чорнова, III і IV - проміжні, V і VI - передчистові, VII - чистова. Величини кутів α та β у цих калібрах: 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 °.
Передчистові калібри V і VI виконані із закриттям циліндроконічним ребордами нижнього валка з боку більшої полиці профілю (див. креслення); величина міжвалкового зазору S = 5,5 мм. Висота реборд: h1=2,5 S=2,5·5,5≈14 мм (V калібр); h2=3,6 S=3,6·5,5≈20 мм.
Величини R: V калібр – 9 мм, VI – 11 мм.
Система калібрів профілегибочного стану для формування нерівнополичних куточків, що включає передчистові калібри, утворені верхнім і нижнім валками, встановленими із заданим зазором S, яка відрізняється тим, що згадані калібри виконані з закриттям циліндро-конічними ребордами нижніх валків висота з боку більшої поли першого передчистового калібру дорівнює (2,4. 2,6)S, а другого - (3,5. 3,7)S.