Металлопрокат: калибровка валков

Задачи калибровки валков.

Сортовой и листовой металлопрокат получают в несколько последовательных проходов металла между валками, число которых зависит от соотношения размеров и формы начального и конечного сечений полосы. В каждом проходе сечение изменяется с постепенным приближением к готовому профилю. Листы, штрипсы, ленту прокатывают на гладких валках с незначительной их выпуклостью или вогнутостью. Обжатие при этом в каждом проходе достигается уменьшением расстояния между валками.

Прокатка сортового металла осуществляется в калиброванных валках, т.е. валках, имеющих специальные вырезы, соответствующие требуемой конфигурации сечения полосы в данном проходе. Кольцевой вырез в одном валке называют ручьем, а просвет двух ручьев, расположенных один над другим в совместно работающих валках с учетом зазора между ними, называют калибром.

При прокатке металл получает весьма значительные вытяжки. Так, например, при прокатке катанки диаметром 6 мм из слитка 7 т суммарная вытяжка составляет 19 000. При прокатке сложных профилей, например швеллера, балки и др., суммарная вытяжка может быть гораздо меньше, однако в данном случае обрабатываемая полоса претерпевает весьма существенные формоизменения. Поэтому решение вопросов, связанных с определением режима обжатий и конструированием калибров, представляет собой во многих случаях сложную задачу.

Получение необходимого профиля проката требует выбора соответствующей данному изделию схемы калибровки, т.е. выбора последовательного ряда сечений полосы от исходного до готового размера, отвечающих получению качественного изделия.

Теория и практика процесса прокатки выработали определенные правила размещения калибров в валках, обеспечивающие наиболее оптимальные условия эксплуатации валков и максимальную производительность прокатного стана. Эти правила и выбор схемы калибровки представляют собой предмет калибровки прокатных валков.

Таким образом, при расчете калибровки прокатных валков величину вытяжки по проходам приходится принимать одновременно с определением последовательных форм и размеров калибров, обеспечивающих получение качественного металлопроката и точных размеров профиля.

При этом следует также учитывать возможность создания условий, которые обеспечивали бы максимальную производительность стана, минимальный расход энергии на прокатку и расход инструмента. Очень важным элементом калибровки валков является рациональное размещение калибров на валках, позволяющее прокатывать сортамент данного стана при минимальных затратах времени на перевалку валков и смену калибров, использования калибров черновых и подготовительных клетей не для одного профиля, а для группы прокатываемых изделий.

Наиболее оптимальное решение всех поставленных вопросов при получении данного вида готового проката (необходимый размер профиля, механические свойства, состояние поверхности и пр.) может быть осуществлено лишь при всестороннем учете особенностей данного прокатного стана. Вместе с тем множество факторов, которые следует принимать во внимание при калибровке валков, и отсутствие установленных точных зависимостей позволяют решать эту инженерную задачу лишь методом повторных приближений.

Калибры, применяемые при прокатке, подразделяют на следующие основные группы в зависимости от их назначения:

- обжимные, или вытяжные, калибры используют для уменьшения площади поперечного сечения слитка или заготовки. Вытяжными калибрами являются ящичные, квадратные с диагональным расположением, ромбические, овальные. Определенное сочетание указанных калибров образует систему калибров, например ромб - ромб, ромб - квадрат, квадрат - овал и др.;

- черновые, или подготовительные, калибры, в которых наряду с дальнейшим уменьшением сечения полосы производится обработка профиля с постепенным приближением его размеров и формы к конечному сечению;

- предотделочные или предчистовые калибры, предшествующие чистовым;

- отделочные, или чистовые, калибры, придающие профилю окончательную форму сечения. Размеры этих калибров почти совпадают с поперечными размерами готового профиля, причем разница в 1,2-1,5% в большую сторону дается на усадку при охлаждении .

По способу вреза в валки калибры делят на открытые, когда линия разъема валков попадает в пределы калибра, и закрытые, у которых линия разъема находится вне пределов калибра.