SU1764722A1 - Способ прокатки двутавровых профилей - Google Patents

Abstract

Использование1 холодна  прокатка в универсальном калибре тонкостенных профилей малого поперечного сечени  из труднодеформируемых сталей. Сущность изобретени : пр моугольную заготовку обжимают плашм  в универсальном калибре горизонтальными валками в направлении , параллельном стороне меньшей, чем ширина фланцев готового профил , при соотношении относительных обжатий горизонтальными и вертикальными валками 0,5-1,2 и отношении разности длин очагов деформации вертикальными и горизонтальными валками к длине очага горизонтальными валками, равном 0,2-0,45. Повышаетс  производительность прокатки за счет интенсификации уширени  полок. 6 ил., 1 табл.

Description

сл

С

Изобретение относитс  к производству двутавровых тонкостенных профилей малого поперечного сечени  из труднодеформируемых сталей, преимущественно холодной прокаткой, и может быть использовано дл  волочени  в роликовых волоках или сочетании прокатки с волочением в роликовых волоках .

Цель изобретени  - повышение производительности прокатки путем интенсификации уширени  полок при холодной прокатке из труднодеформируемых сталей тонкостенных профилей малого поперечного сечени  с отношением высоты профил  к ширине полок 1,3-2.

На фиг.1 показаны двутавровые тонкостенные профили малого поперечного сечени ; на фиг.2 - схема калибровки при холодной прокатке чернового двутаврового профил ; на фиг.З - схема деформации в универсальном калибре вид спереди и сверху; на фиг.4 - то же, вид сбоку; на фиг.5 - экспериментальна  зависимость относительного уширени  полок при фиксированных значени х относительно обжати  заготовки вертикальными валками от относительного обжати  заготовки горизонтальными валками; на фиг.6 - то же, но при фиксированных значени х относительного обжати  заготовки горизонтальными валками от относительного обжати  заготовки вертикальными валками.

Последовательность и режимы операций при холодной прокатке тонкостенных профилей малого поперечного сечени  (фиг.1) с отношением высоты профил  к ширине полок 1,3-2 следующие.

Исходную заготовку 1 известного вида, например, круг, прокатывают в холодном состо нии в пр моугольную полосу 2 высотой h0 меньше ширины полок В готового двутаврового профил  и шириной Ь0 больvi о

4 vj

ГО

ю

шей высоты Н готового двутаврового профил . Отношение ширины bo пр моугольной полосы к ее высоте h0 составл ет 2,5-6 (фиг. 2).

Перед прокаткой пр моугольной заготовки в черновом универсальном калибре вводную валковую арматуру (на черт, не показано ) известного типа, например, скольжени , настраивают в вертикальной плоскости, параллельной плоскости осей рабочих валков известным образом, например , путем вертикального перемещени  проводкового бруса регулировочными болтами .

Поперечное сечение направл ющего канала вводной валковой арматуры аналогично сечению пр моугольной полосы 2, причем высота канала больше высоты h0 полосы 2 на величину ее непр молинейно- сти, а ширина канала-существенно больше ширины bo. Точную настройку вводной валковой арматуры по ширине не производ т.

Выводную валковую арматуру (на черт, не показано) настраивают известным обра- зом, например, путем перемещени  по горизонтали и вертикали в плоскости параллельной ос м рабочих валков, а так же перемещени  по оси прокатки.

После настройки валковой арматуры (на чертеже не показано) с помощью последней пр моугольную полосу 2 в положении плашм , что соответствует устойчивому равновесию полосы, задают и прокатывают в черновом универсальном калибре 3 с одно- временной разрезкой ее на участке шейки горизонтальными 4 и формированием полок вертикальными 5 валками, оси которых расположены в одной плоскости - плоскости выхода металла из валков. Горизонтальные 4 валки - фасонные, а бочка вертикальных валков - гладка  цилиндрическа  (фиг. 2).

Формирование тонкостенного двутаврового профил  б малого поперечного сечени  осуществл ют прокаткой в черновом универсальном калибре 3 из пр моугольной полосы высотой h0 меньшей ширины полок В готового двутаврового тонкостенного профил  малого поперечного сечени  с общей длиной очага деформации или что тоже проекции длины очага деформации в на вертикальных 5 валках на горизонтальную плоскость по сравнению с проекцией очага деформации г на горизонтальных 4 валках на ту же плоскость (фиг.3,4), Формирование профил  происходит в сложном очаге деформации , включающем двухвалковый очаг деформации, длина проекции которого на горизонтальную плоскость равна l8-lr, и че- тырехвалковый с длиной очага деформации на горизонтальную плоскость равной г.

Двухвалковый очаг деформации образован вертикальными валками 5 с цилиндрической гладкой бочкой, а четырехвалковый - вертикальными 5 с горизонтальными 4 валками .

Первоначально с помощью вертикальных 5 валков деформируют боковые грани 7 пр моугольной полосы 2 расположенной плашм  в двухвалковом очаге деформации на длине IB - Ir. Вследствие жестких недеформируемых участков 8, а именно широких граней пр моугольной полосы 2 существенно увеличиваетс  перемещение металла или что тоже, ширины полок, вдоль гладкой бочки вертикальных валков, деформирующих как саму полку, так и высоту двутаврового профил . Следовательно, на длине имеет место простой симметричный случай прокатки на гладкой бочке, а пр моугольна  полоса 2 своими боковыми узкими гран ми 7 контактирует с вертикальными валками 5 по плоскости, частично компенсиру  такие дефекты заготовки, как выпучивание, косина боковых граней и т.д. Симметричность обжатий боковых узких граней 7 обеспечивает строгое центрирование полосы 2 по оси калибра и равномерное уширение на бочке вертикальных валков 5.

При дальнейшем заполнении очага деформации металлом горизонтальные валки 4 обжимают широкие грани 8 пр моугольной полосы 2,расположенной плашм  в направлении ,параллельном стороне меньшей ширины фланцев и образование двутаврового профил  6, в частности чернового, происходит в универсальном очаге деформации вплоть до плоскости выхода металла из валков . В услови х двустороннего сжати  металл в зависимости от отношени  высоты профил  к ширине полок, отношени  площадей стенки и полок и относительных обжатий этих элементов возможны различные схемы течени  металла, определить которые качественно и количественно в насто щее врем  теоретически не представл етс  возможным.

Экспериментальным путем установле- но(фиг. 5,6), что при холодной прокатке двутавровых тонкостенных профилей малого поперечного сечени  с отношением высоты профил  к ширине полок 1,3-2 из труднодеформируемых сталей интенсивное уширение полок профил  в двухвалковой части очага деформации и стабилизаци  ушире- ни  в универсальном очаге деформации обеспечиваетс  при относительном обжатии боковых узких кромок в интервале 10- 28% и соотношении относительных обжатий заготовки вертикальными и гори- рнтальными валками,равном 0,5-1,2, при

этом отношение площади стенки к площади полок лежит в интервале 0,25-0,54.

Изменение относительного обжати  боковых кромок пр моугольной заготовки более эффективно вли ет на относительное уширение полос фиг, 6), чем изменение относительного обжати  стенки фиг. 5).

Оптимальное значение относительного обжати  боковых узких кромок пр моугольной заготовки и св занной с ней интенсивностью уширени  полок зависит не только от угла захвата полосы валками, но и от устойчивости пр моугольной полосы в двухвалковой части очага деформации длиной IB-IP. Устойчивость пр моугольной полосы определ ет при всех равных услови х точность ширины полок, погрешность их положени  относительно стенки и т.д.

Экспериментально определена устойчивость пр моугольной полосы в универсальном калибре при различных соотношени х относительного обжати  заготовки вертикальными и горизонтальными валками, при различном отношении ширины заготовки к ее толщине и отношении высоты профил  к ширине его полок (см. таблицу). Устойчивость заготовки - пр моугольной полосы оценивалась посредством измерени  ширины обеих полок, их смещени  (несимметричность) относительно стен- ки и диагоналей четырехугольника, описанного около двутаврового профил . Крометого, на недокатах измер лась проекци  длины очага деформации на горизонтальных и вертикальных валках, взаимное расположение линий контакта полосы с валками и угловое положение линий контакта полосы с валками к оси прокатки.

Во всех случа х при прокатке в универсальном калибре с нулевым обжатием стенки горизонтальными валками пр моугольна  заготовка толщиной 0,5 мм тер ла устойчивость и отклонени  размеров ширины полок и их смещени  относительно стенки монотонно увеличивалась пропорционально увеличению обжати  узких граней пр моугольной заготовки - вертикальными валками. При нулевом обжатии узких граней пр моугольной заготовки вертикальными валками колебани  размеров ширины полок также как и при отсутствии обжати  стенки достаточно велики из-за плохого центрировани  пр моугольной заготовки по оси калибра.

Отклонени  размеров ширины полок значительны также и при одновременном обжатии стенки и полок соответственно горизонтальными и вертикальными валками, когда длина очага деформации на вертикальных валках в меньше длины очага деформации на горизонтальных валках г. При этом отклонени  размеров ширины полок и их смещени  относительно стенки уменьшаютс  пропорционально уменьшению разности длин очагов деформации вертикальными и горизонтальными валками .

При превышении длины очага деформации вертикальными валками над длиной очага деформации горизонтальными валками отклонени  размеров ширины полок и их несимметричности относительно стенки продолжают уменьшатьс  вплоть до получени  отклонений соответствующих полю допуска на готовый профиль. Этим отклонени м, как установлено экспериментально , соответствует отношение разности длин очага деформации вертикальными и

горизонтальными валками к длине очага деформации горизонтальными валками в пределах 0,2-0,45. Дальнейшее увеличение длины очага вертикальными валками нерационально , т.е. из-за потери устойчивости

пр моугольной заготовки в двухвалковой части очага деформации длиной IB -Ir отклонени  ширины полок и их несимметричность относительно стенки увеличиваютс  пропорционально увеличению разности

длин очага деформации в - Ir вертикальными и горизонтальными валками, а значительные отклонени  размеров ширины полок и их несимметричности превышающие поле допуска на соответствующие размеры практически не устран ютс  при дальнейшей прокатке в контрольных и универсальных калибрах из-за низкой жесткости полок тонкостенных профилей малого поперечного сечени .

Положительный эффект, достигаемый использованием изобретени  по сравнению с известным решением,состоит в существенном увеличении уширени  полок. Кроме того, одновременно с интенсификацией уширени  полок, уменьшаютс  отклонени  размеров ширины полок и их несимметричности относительно стенки. Интенсификаци  уширени  полок достигаетс  за счет деформации профил  при соотношении относительных обжатий заготовки вертикальными и горизонтальными валками равном 0,5-1,2 и отношении разности длин очагов деформации вертикальными и горизонтальными валками к длине очага деформации горизонтальными валками в пределах 0,2-0,45.

Повышение относительного уширени  до 20-25% по сравнению с 6-14% при известных способах позвол ет получать тонкостенные профили малого поперечного

сечени  из труднодеформируемых сталей за меньшее число переходов.

Одновременно, за счет существенно лучшей устойчивости пр моугольной заготовки в черновом универсальном калибре повышаетс  точность размеров полок по ширине и отклонение положени  полок относительно стенки, что позвол ет уменьшить число последующих переходов. В конечном счете уменьшение числа черновых и последующих переходов обеспечивает повышение производительности.

Кроме того, существенно лучша  устойчивость пр моугольной заготовки в черновом универсальном калибре упрощает конструкцию и устран ет необходимость в точной настройке вводной валковой арматуры за счет исключени  вли ни  погрешностей установки оси направл ющего канала в горизонтальной плоскости на центрирование полосы по оси калибра.

Предлагаемый способ прокатки использован дл  получени  промышленных партий тонкостенных профилей малого поперечного двутаврового сечени  (фиг.1) п ти мар- копрофилеразмеров, Холодна  прокатка осуществлена на стане с четырехвалковым калибром по схеме калибровки на фиг.2. Скорость прокатки составл ла 0,5-0,8 м/с. Охлаждение - эмульсол Э2 ГОСТ 1975-75. Три двутавровых профил  из нержавеющей стали по ГОСТ 5632-72 имели ширину полок 1,4-0,05 мм, толщину стенки 0,5-0,2 мм, радиусы скруглений 0,05-0,15 мм и высоту профил  2-2,8 мм. Два двутавровых профил  из пружинной стали по ГОСТ 14959-79 имели толщину стенки 0,5-0,1 мм. Ширина

полок одного профил  составл ла 2, мм при высоте 4,2-о,1 мм, а второго профил  и 5,2-о,1 мм соответственно. При холодной прокатке по известной схеме число переходов в фасонных калибрах состави- ло 6-8. При холодной прокатке по предлагаемому способу общее число переходов было в зависимости от профил  4-5, в том числе, в фасонных калибрах 3-4. Производительность увеличилась на 12%.

Предложенный способ не исчерпываетс  областью холодной прокатки двутавровых профилей и может быть применен дл  получени  профилей с другим поперечным сечением, например, рельсов, швеллеров и т.д. не только посредством прокатки, но и

волочением в роликовых волоках или комбинацией этих способов.

В дальнейшем изобретение использовано при организации производства тонко- стенных профилей двутаврового

поперечного сечени  площадью 1,9; 2 и 2,4 мм2 из нержавеющей стали по ГОСТ 5632- 72 и 5 и 6,6 мм из пружинных сталей по ГОСТ 14959-79.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ прокатки двутавровых профилей , включающий деформацию заготовки в черновом универсальном калибре с одновременной ее разрезкой на участке стенки горизонтальными валками и формированием полок вертикальными валками , о тл и ч ающийс  тем, что, с целью повышени  производительности прокатки путем интенсификации уширени  полок при холодной прокатке из труднодеформируемых сталей тонкостенных профилей малого поперечного сечени  с отношением высоты профил  к ширине полок 1,3-2, в черновом универсальном калибре обжатие пр моугольной заготовки горизонтальными валками осуществл ют в направлении, параллельном узкой стороне заготовки, котора  меньше ширины полок готового профил , при соотношении относительных обжатий заготовки вертикальными и горизонтальными валками, равном 0,5-1,2, и отношении разности длин очагов деформации вертикальными и горизонтальными валками к длине очага деформации горизонтальными валками в пределах 0,2-0,45.

   Фиг./

   Л. Народна 

   0,10,2

   фие.6

   Составитель В. Панов Техред М.Моргентал

   8 2

   Фиг. 4

   0.J

   А

   Корректор С. Лисина