Проект литейно-прокатного модуля с косовалковым планетарным станом РSW для производства легированного мелкого сорта (стр. 5 из 16)

Как видно, поперечно-винтовая прокатка может осуществляться только при соевом вращении заготовки. Однако, осевого вращения заготовки допустить нельзя, так как в целом прокатка ведется на непрерывном стане. И тогда, компенсация этого вращения заготовки допускается планетарным вращением обоймы с рабочими валками с такой же угловой скоростью, но в обратном направлении. Привод обоймы (ротора) от отдельного регулируемого по частоте вращения двигателя позволяет исключить любое самое незначительное вращение заготовки, вызванное, например, изменением коэффициента трения вследствие нестабильности технологических условий. Этим устранятся основные недостатки присущие обычной поперечно – винтовой прокатке: биение выходящего профиля вокруг своей оси, вызывающее необходимость применения промежуточных поддерживающих люнетов и исключающее получение длинномерных раскатов, а также невозможность компоновки такого вида прокатки в непрерывном процессе с продольной прокаткой.

Использование принципов поперечно – винтовой и планетарной прокатки в обжимной клети проектируемого литейно – прокатного модуля, позволяет получать прокат симметричного круглого поперечного сечения, неограниченной длины, с большой степенью вытяжки.

Конические валки, вращаясь вокруг оси заготовки (независимо от наличия своего собственного вращения), описывают в пространстве ассиметричную фигуру, поверхность которой может быть определена уравнением однополостного гиперболоида. Для установления технологических параметров прокатки заготовки, поступающей в зону деформации такой формы между тремя коническими валками, каждый из которых имеет свой очаг деформации, существует определенное теоретическое исследование [11], позволяющее представить расчетную схему определения геликоидальной поверхности на планетарном косовалковом стане (см. рис.9)

Рис.9. Расчетная схема определения геликоидальной поверхности на планетарном стане

а – при винтовом движении ближайшей образующей;

б – технологических параметров геликоида;

в – длины очага деформации.

Расстояние L между плоскостями сечений входа и выхода равно b:

, где b= , является проекцией линии выхода из очага деформации на плоскость входа (выхода). Собственно длина линии выхода частиц металла определяет ширину контактной поверхности очага деформации В, которая определяется как

(3.1)

Контур поперечных сечений зоны деформации представляет собой выпуклый кривошипный треугольник, обладающий симметрией вращения без отражений. Выпуклые стороны треугольника очерчены эвольвентными кривыми, вогнутые участки –эллиптические (наклонные сечения конической поверхности валка).

Выходящий из валков профиль при прокатке на планетарном косовалковом стане также представляет собой трехзаходный геликоид вращения, контур поперечного сечения которого представлен выпуклым эвольвентным треугольником, описанным вокруг расчетного круга радиуса а.

Высота винтовых гребней на поверхности профиля, образованных вершинами этого треугольника, относительно размера - а, лежит в пределах 0,6-0,8мм.Так как эти винтовые гребни имеют отношение глубины к высоте не менее 1:20

1:30 как в продольном так и в поперечном направлениях, то они раскатываются в первых же двух проходах после планетарной прокатки в обжимной клети. Это позволяет в дальнейшем использовать получаемый подкат для прокатки профилей с высокой точностью, а также даже для волочения специальных профилей.

Итак, применение в проекте в обжимной клети косовалкового планетарного принципа прокатки дает следующие преимущества:

- высокие вытяжки за проход, способствуют снижению массы устанавливаемого оборудования при заданной производительности;

- компактность конструкции и малая занимаемая площадь;

- полная непрерывность и монотонность процесса деформации, отсутствие ударных динамических нагрузок и, следовательно, низкий уровень шума;

- отсутствие вводной и выводной арматуры, относительная простота электропривода;

- возможность перехода с размера на размер простой перестройкой положения валков (без перевалки);

- высокомеханизированное и автоматизированное управление работой клети, в результате чего управление может осуществлять 1 человек;

- низкие простои оборудования (перевалка трех валков осуществляется за 15 минут);

- уменьшение первичного окалинообразования, обрези и сокращения неполадок в зоне черновой прокатки, что позволяет увеличить показатели выхода годного на 1%;

- улучшение всех показателей качества проката.

Непрерывно – выходящий из обжимной косовалковой планетарной клети круглый раскат диаметром 70-90мм проходит через летучие ножницы для обрезки концов, что способствует улучшению захватывающей способности валками черновой группы клетей.

Черновая группа клетей 420, состоящая из 6-ти комбинированных клетей повышенной жесткости позволяет вести прокатку с более высокой точностью. Калибровка валков этих клетей производится по системе овал – круг. Такая система вытяжки валков наиболее предпочтительная, так как позволяет увеличить качество (точность) и пластичность раскатов, что особенно важно при получении сортовых профилей не только из углеродистых, но и легированных и высоколегированных сталей.

Для лучшего захвата раската валками промежуточной группы клетей передний конец его в отдельных случаях может обрезаться на аварийных летучих ножницах, находящихся между черновой и промежуточной группой клетей. Но основное назначение этих ножниц предназначено для аварийной порезки раската.

Промежуточная группа клетей 330 состоит из 4-х клетей, три из которых предназначены для подготовки раската к разделению, в связи с чем калибровка валков их определенным образом рассчитана и предназначена для этого. Клети эти также выполнены с повышенной жесткостью для обеспечения высокоточного раската. Особенностью прокатки в последней клети этой группы клетей является прокатка раската с одновременным его разделением.

Прокатка – разделение является третьим оригинальным технологическим решением (после использование МНЛЗ и косовалковой планетарной прокатки) в данном проекте.

В настоящее время предложено несколько способов прокатки – разделения раската в валках. Большие теоретические и экспериментальные исследования в этом вопросе, а также достаточно большой практический материал позволяют с успехом применять этот оригинальный процесс в новых проектах прокатных станов [1,12,13]. Рассмотрим некоторые из них, прежде чем принять тот, который будет использован в данном проекте.

Так, например, в работе [1] предусматривалась возможность продольного разделения раската в горячем состоянии в калибрах взаимно эксцентричных друг к другу и с переменным по окружности валка расстоянием между ними.

Однако, сведения об экспериментальной надежной и практической проверке этого способа в технической литературе отсутствуют, что не позволило предложить его данном проекте. Сложность этого способа определяется и изготовлением калиброванных валков со взаимным эксцентриситетом и др.

Современная технология прокатки – разделения использует следующие способы продольного разделения при скоростной прокатке.

Из представленных на рисунке способов наиболее качественное разделение давали способы: встречного сдвига в калибре (рис.11,а); с помощью резки на неприводных дисковых ножницах, установленных на привалковом брусе на минимальном расстоянии от валков (рис.11,б); разделение сдвигом по совпадающим наклонным граням раската (рис.11,г), и разрыв перемычки клиновым гребнем валка (рис.11,д). Однако и указанные способы имеют каждый свои преимущества и недостатки и пока нет безапелляционных рекомендаций в их использовании.

В связи с практическими данными и многочисленными исследованиями согласно работы [1] было намечено в данном проекте остановиться на способе разрыва перемычки клиновыми гребнями валков (по аналогии с рис.11,д). В связи с таким способом прокатки - разделения

Была предложена особая калибровка валков промежуточной группы клетей 380. Для построения и расчета специальных калибров валков были использованы рекомендации [1].

В промышленных условиях качество раскатов и готовой продукции, полученной прокаткой – разделением в сочетании с непрерывно-литой заготовкой на МНЛЗ, исследовала японская фирма «Мицубиси дзюкоге» [1]. Так, место на литой заготовки переходило в зону сочленения заготовок, подвергаясь максимальной степени деформации. Было установлено, что макроструктура металла в зоне перемычки достаточно плотная и однородная. Изменение макроструктуры поперечного сечения раската при двухручьевой схеме прокатки-разделения представлено на рис.12. Так, даже после большой (

) степени деформации в зоне перемычки ликвационная зона не изменят первоначальной конфигурации удовлетворяет требованиям стандартов по механическим свойствам. Не установлено также негативного влияния процесса прокатки –разделения на условия ускоренного охлаждения проката в потоке стана и его механические характеристики. Глубоким травлением поперечных сечений образцов во всех случаях выявлена плотная структура металла и ликвационный квадрат не обнаружен.

В дальнейшем разделенный раскат в виде квадратного сечения поступает в две чистовые группы клетей 250 и прокатывается в них до готового профиля (круга, шестигранника, квадрата или арматурного профиля). При прокатке полосы необходима сквозная смена калибровки валков.