Calibración de rollos para rodar secciones redondas. Laminado y calibrado de rollos para la obtención de productos de sección transversal redonda y cuadrada Determinación de calibres

Los tipos planos de productos enrollados (láminas, tiras) generalmente se enrollan en rollos cilíndricos lisos. El espesor especificado de los productos laminados se logra reduciendo el espacio entre rodillos. El laminado de perfiles de sección se realiza en rollos calibrados, es decir Rollos con ranuras anulares correspondientes a la configuración del rollo secuencialmente desde el tocho hasta el perfil terminado.

Un corte anular en un rodillo se llama ranura, y el espacio entre dos ranuras en un par de rodillos ubicados uno encima del otro, teniendo en cuenta el espacio entre ellos, se llama calibre (Figura 8.1).

Normalmente, se utiliza una pieza en bruto cuadrada o rectangular como material de partida. La tarea de calibración incluye determinar la forma, el tamaño y el número de secciones intermedias (de transición) del material laminado desde la pieza de trabajo hasta el perfil terminado, así como el orden de las ranuras en los rodillos. La calibración de rollos es un sistema de ranuras ubicadas secuencialmente que aseguran la producción de productos laminados de una forma y tamaño determinados.

El borde de las ranuras en ambos lados se llama ranura o espacio de ranura. Es 0,5 ... 1,0% del diámetro del rollo. El espacio se proporciona para compensar las deformaciones elásticas de los elementos del soporte de trabajo que surgen bajo la influencia de la fuerza de rodadura (el llamado retroceso, resorte del soporte). En este caso, la distancia de centro a centro aumenta de fracciones de milímetro en las laminadoras de chapa a 5 ... 10 mm - en las de engarzado. Por lo tanto, al ajustar, el espacio entre los rodillos se reduce en la cantidad de retroceso.

La pendiente de las caras laterales del medidor a la vertical se llama liberación del medidor. La presencia de una pendiente facilita el centrado del rollo en el calibre, facilita su salida en línea recta de los rollos, crea espacio para ensanchar el metal y brinda la posibilidad de restaurar el calibre durante el reafilado (Figura 8.2). La cantidad de liberación está determinada por la relación entre la proyección horizontal de la cara lateral de la ranura y la altura de la corriente y se expresa como un porcentaje. Para calibres de caja, la salida es 10 ... 25%, para formas rugosas - 5 ... 10%, para acabado - 1,0 ... 1,5%.

V- el ancho del calibre en el conector, B- el ancho del calibre en la profundidad del arroyo, ha- altura del calibre, h p- altura de la corriente, S- brecha de calibre.

La distancia entre los ejes de dos rodillos adyacentes se llama diámetro promedio o inicial de los rodillos: D c, es decir. Estos son los diámetros imaginarios de los rodillos, cuyas circunferencias están en contacto a lo largo de la generatriz. El diámetro medio incluye el espacio entre rodillos.

La línea central de los rodillos es la línea horizontal que divide a la mitad la distancia entre los ejes de los dos rodillos, es decir, esta es la línea de contacto de los círculos imaginarios de dos rollos de igual diámetro.

Línea neutra de calibre: para calibres simétricos, este es el eje de simetría horizontal; para calibres asimétricos, la línea neutra se encuentra analíticamente, por ejemplo, encontrando el centro de gravedad. Una línea horizontal que lo atraviesa divide el área del calibre por la mitad (Figura 8.3). La línea neutra del medidor define la posición de la línea de rodadura (eje).

El diámetro de laminación (de trabajo) de los rodillos es el diámetro de los rodillos a lo largo de la superficie de trabajo del calibre: ... En calibres con superficie curva o rota, el diámetro de rodadura se determina como la diferencia y, donde es la altura media igual a la relación, es el área del calibre (Figura 8.4).

La opción ideal parece ser cuando la línea neutra del calibre se encuentra en la línea central, es decir, Ellos son iguales. Entonces, la suma de los momentos de las fuerzas que actúan sobre la tira desde el lado de los rodillos superior e inferior es la misma. Con esta disposición, la tira debe salir de los rollos estrictamente horizontalmente a lo largo del eje de laminación. En el proceso de laminación real, las condiciones en las superficies de contacto del metal con los rodillos superior e inferior son diferentes y el extremo delantero de la tira puede subir o bajar inesperadamente. Para evitar tal situación, la tira se dobla a la fuerza con más frecuencia hacia abajo sobre el cableado. La forma más fácil de hacer esto es debido a la diferencia en los diámetros de laminación de los rodillos, que se llama presión y se expresa en milímetros: DD, mm. Si, hay una presión superior, si - una presión inferior.

En este caso, la línea neutra del calibre se desplaza con la línea media en una cantidad NS(ver Figura 8.1) y , a ... Restando la segunda igualdad de la primera, obtenemos. Dónde . Conociendo y, puede determinar fácilmente el y inicial.

Por ejemplo, mm y mm. Luego mm y mm.

Normalmente, los molinos de perfiles aplican una presión máxima de aproximadamente el 1% de. En molinos florecientes, generalmente se usa una presión más baja de 10 ... 15 mm.

En los rollos, los calibres están separados entre sí por pilas. Para evitar la concentración de tensiones en los cilindros y cilindros, las caras de los calibres y collares se conjugan con radios. En lo profundo del arroyo , y en el conector .

8.2 Clasificación de calibres

Los calibres se clasifican de acuerdo con varios criterios: por propósito, por forma, por ubicación en los rollos.

Por propósito, existen calibres de crimpado (escape), rugoso (preparatorio), preacabado y acabado (acabado).

Los calibres de engarzado se utilizan para estirar el material laminado reduciendo su área de sección transversal, generalmente sin cambiar la forma. Estos incluyen caja (rectangular y cuadrada), lanceta, rómbica, ovalada y cuadrada (Figura 8.5).

Los calibres toscos están diseñados para dibujar el material laminado con la formación simultánea de una sección transversal más cercana a la forma del perfil terminado.

Los calibres de preacabado preceden inmediatamente a los de acabado y determinan decisivamente la producción de un perfil acabado de una forma y tamaño determinados.

Los calibres de acabado dan la forma y las dimensiones finales al perfil de acuerdo con los requisitos de GOST, teniendo en cuenta la contracción térmica.

Por forma, los calibres se dividen en simples y complejos (formados). Los calibres simples incluyen rectangulares, cuadrados, ovalados, etc., con forma: angular, viga, riel, etc.

Por ubicación en rollos distinguir entre calibres cerrados y abiertos. Los calibres abiertos incluyen calibres en los que los conectores están dentro del calibre, y el calibre en sí está formado por ranuras cortadas en ambos rodillos (ver Figura 8.5).

Los cerrados incluyen calibres en los que los conectores están fuera de los límites del calibre, y el calibre en sí está formado por una incisión en un rollo y una protuberancia en el otro (Figura 8.6).

Dependiendo de las dimensiones de la sección del perfil, el diámetro de los rodillos, el tipo de molino, etc., los calibres de dibujo se utilizan en varias combinaciones. Estas combinaciones se denominan sistemas de calibre.

8.3 Sistemas de medición de succión

El sistema de calibres de caja (rectangulares) se utiliza principalmente para el laminado de palanquillas rectangulares y cuadradas con un lado de sección transversal de más de 150 mm en molinos florecientes, molinos florecientes y continuos, en cajas de desbaste de molinos de perfiles (Figura 8.7). Las ventajas del sistema son:

-

la posibilidad de utilizar el mismo calibre para laminar palanquillas de diferentes secciones inicial y final. Al cambiar la posición del rodillo superior, las dimensiones del calibre cambian (Figura 8.8);

Profundidad de incisión comparativamente poco profunda de la corriente;

Buenas condiciones para la escoria de las caras laterales;

Deformación uniforme en todo el ancho de la pieza de trabajo.

Las desventajas de este sistema de calibres incluyen la imposibilidad de obtener piezas de trabajo de la forma geométrica correcta debido a la presencia de pendientes de los bordes laterales de los calibres, coeficientes de estiramiento relativamente bajos (hasta 1.3) y deformación unilateral del rollo. .

El sistema de rombo-cuadrado (ver Fig. 8.7-c) se utiliza en los soportes de palanquilla y desbaste de las laminadoras de perfiles como una transición del sistema de calibre de caja para obtener palanquillas con un lado cuadrado de menos de 150 mm. La ventaja del sistema es la capacidad de obtener cuadrados de la forma geométrica correcta, extractos significativos de una sola vez (hasta 1,6). La desventaja del sistema son los cortes profundos en los rollos, coincidencia de los bordes del rombo y el cuadrado, lo que contribuye a su rápido enfriamiento.

El sistema cuadrado-ovalado (ver Figura 8.7-d) es preferible para obtener una pieza de trabajo con una sección lateral de menos de 75 mm. Se utiliza en cajas de desbaste y preacabado de laminadores de perfiles. Proporciona extractos de hasta 1.8 por pasada, pequeño corte de la ranura ovalada en los rodillos, actualización sistemática de los ángulos de los rodillos, lo que contribuye a una distribución de temperatura más uniforme, estabilidad de los rodillos en los rodillos.

Además de estos, se utilizan los sistemas rombo-rombo, óvalo-círculo, óvalo-óvalo, etc.

8.4 Esquemas de calibración para perfiles simples (cuadrados y redondos)

Las ranuras de desbaste de los rodillos para laminar secciones cuadradas se pueden realizar en cualquier sistema, pero las tres últimas ranuras están preferiblemente en el sistema de rombo-cuadrado. El ángulo en el vértice del rombo se eleva a 120 0. A veces, para un mejor cumplimiento de las esquinas del cuadrado, el ángulo en la parte superior del rombo se reduce a la derecha.

Al enrollar cuadrados con un lado de hasta 25 mm, el calibre de acabado se construye en forma de un cuadrado geométricamente regular, y con un lado de más de 25 mm, la diagonal horizontal se toma 1 ... 2% más que la vertical debido a la diferencia de temperatura.

Los calibres aproximados para rodar perfiles redondos también se realizan en cualquier sistema, y ​​los últimos tres calibres, en el sistema de círculo cuadrado-ovalado. El lado del cuadrado de preacabado para círculos pequeños se toma igual al diámetro del círculo de acabado, y para tamaños medianos, 1.1 veces el diámetro del círculo.

Los calibres de acabado para círculos con un diámetro de menos de 25 m se hacen en forma de un círculo geométricamente regular, y para círculos con un diámetro de más de 25 mm, el eje horizontal se usa 1 ... 2% más que el vertical uno. A veces, en lugar de un óvalo de un radio, se utiliza un óvalo plano para una mayor estabilidad del rollo en un calibre redondo.

La Figura 8.9 muestra los esquemas de calibración para los rodillos del molino 500, que muestran los sistemas anteriores de pasadas de trefilado en soportes de desbaste, calibración de perfiles cuadrados, redondos y otros.

8.5 Características de la calibración de perfiles de brida

,

dónde una d- el tamaño del perfil terminado a la temperatura del final del laminado,

una x- tamaño de perfil estándar;

Dа- tolerancia de tamaño negativo una x;

Para- coeficiente de expansión térmica (contracción) igual a 1.012 ... 1.015.

Para perfiles grandes, en los que la tolerancia supera obviamente el valor de contracción térmica, el cálculo de la calibración se realiza en un perfil frío.

3. Para lograr la máxima productividad, los calibres de desbaste se calculan teniendo en cuenta los ángulos de contacto máximos con el posterior refinamiento en términos de resistencia del rodillo, potencia del motor, etc. e. a valores bajos de la relación de estiramiento. Generalmente en calibres de acabado metro= 1.05 ... 1.15, en pre-final metro = 1,15…1,25.

El número total de pasadas cuando se lamina en molinos de inversión, en tríos, en molinos lineales debe ser impar para que la última pasada sea en la dirección de avance.

Calibración de rollos para rodar secciones redondas

GOST 2590-71 prevé la producción de acero redondo con un diámetro de 5 a 250 mm.

El laminado de este perfil, en función de la calidad y las dimensiones del acero, se realiza de diferentes formas (Figura 2.7 ).

Figura 2.7... Los caminosI -NS rodamiento de acero redondo:

I - óvalo, rombo o hexágono;II . IV. V - barril liso o cajacalibre;III - calibres decagonales o de caja; VI - calibres cuadrados o hexagonales; VП - círculo, etc.; VIII- calibre lanceta, cañón liso o calibre caja; IX, X- óvalo, etc.

Los caminos 1 y 2 difieren en las opciones para obtener un cuadrado de preacabado (el cuadrado se fija con precisión en diagonal y es posible ajustar la altura). El método 2 es universal, ya que le permite obtener varios tamaños adyacentes de acero redondo (Fig. 2). El método 3 es que el óvalo de preacabado se puede reemplazar con un decágono. Este método se utiliza para rodar círculos grandes. El método 4 es similar al método 2 y se diferencia de él solo en la forma del calibre de las costillas. La ausencia de paredes laterales en este calibre contribuye a una mejor descalcificación. Dado que este método permite un amplio ajuste de las dimensiones de la tira que emerge del calibre de nervadura, también se denomina dimensionamiento universal. Los métodos 5 y 6 se diferencian de los demás en campanas más altas y mayor estabilidad de los óvalos en los alambres. Sin embargo, tales calibres requieren un ajuste preciso del molino, ya que con un pequeño exceso de metal, se desbordan y forman rebabas. Los métodos 7-10 se basan en el sistema de calibración de círculo ovalado

La comparación de métodos posibles para producir acero redondo muestra que los métodos 1-3 permiten en la mayoría de los casos laminar toda la gama de acero redondo. El laminado de acero de alta calidad debe realizarse de acuerdo con los métodos 7-10. El método 9, por así decirlo, intermedio entre los sistemas de círculo ovalado y óvalo-óvalo, es más conveniente en el sentido de regular y configurar el molino, así como de prevenir las puestas de sol.

En todos los métodos considerados de laminado de acero redondo, la forma de los calibres de acabado y preacabado permanece casi sin cambios, lo que contribuye al establecimiento de leyes generales que rigen el comportamiento del metal en estos calibres para todos los casos de laminación.

Dibujo2.8 Ejemplo de dimensionado de acero redondo según el método 2

La construcción del calibre de acabado para acero redondo es la siguiente.

Determine el diámetro calculado del calibre (para un perfil caliente al rodar por menos) DGRAMO = (1,011-1,015)DNS- esto es parte de la tolerancia +0.01 DNS donde 0.01 DNS- aumento de diámetro por las razones anteriores: DNS = (D 1 + D 2 )/2 – diámetro de un perfil redondo en estado frío. Luego

DGRAMO = (1,011-1,015) (D 1 + D 2 )/2

dónde D 1 y D 2 – diámetros máximos y mínimos permitidos.

Los calibres de preacabado para la rueda se diseñan teniendo en cuenta la precisión requerida para el perfil terminado. Cuanto más se acerque la forma del óvalo a la forma de un círculo, con mayor precisión se obtendrá el perfil redondo terminado. En teoría, una elipse es la forma de perfil más adecuada para obtener un círculo correcto. Sin embargo, es bastante difícil mantener dicho perfil al ingresar al calibre redondo de acabado, por lo que se usa con relativa poca frecuencia.

Los óvalos planos están bien sujetos por los cables y también proporcionan grandes rizos. Con pequeñas reducciones del óvalo, las posibilidades de fluctuaciones de tamaño en un calibre redondo son muy insignificantes. Sin embargo, el fenómeno opuesto es cierto solo para el caso en el que se utilizan un gran óvalo y una gran capucha.

Para perfiles redondos de tamaños medianos y grandes, los óvalos, delimitados por un radio, resultan ser demasiado alargados a lo largo del eje mayor y, como resultado, no proporcionan un agarre confiable de la tira por los rollos. El uso de óvalos afilados, además del hecho de que no proporciona un círculo preciso, afecta negativamente la durabilidad de la ranura redonda, especialmente en el soporte del molino de salida. La necesidad de cambios frecuentes de rodillos reduce drásticamente la productividad del laminador y el rápido desarrollo de calibres conduce a la aparición de segundas calidades y, a veces, a rechazos.

El estudio de las razones y el mecanismo para el desarrollo de calibres mostró que los bordes afilados del óvalo, que se enfrían más rápido que el resto de la tira, tienen una resistencia significativa a la deformación. Estos bordes, al entrar en la ranura de los rodillos del soporte de acabado, actúan en la parte inferior de la ranura como abrasivo. Los bordes rígidos en la parte superior del óvalo forman ranuras en la parte inferior del calibre, que conducen a la formación de protuberancias en la tira a lo largo de toda su longitud. Por lo tanto, para perfiles redondos con un diámetro de 50-80 mm y más, se logra una ejecución de perfil más precisa mediante el uso de óvalos de dos y tres radios. Tienen aproximadamente el mismo grosor que un óvalo, delimitado por un radio, pero debido al uso de pequeños radios de curvatura adicionales, el ancho del óvalo se reduce.

Tales óvalos son lo suficientemente planos para sujetarlos en los alambres y proporcionar un agarre seguro, y un contorno ovalado más redondeado, que se aproxima a la forma de una elipse, crea condiciones favorables para una deformación uniforme en ancho. .Bandas de calibre redondo.

Las dimensiones y tolerancias del calibre difieren ligeramente de las dimensiones y tolerancias del perfil laminado, lo que se explica por los diferentes coeficientes de expansión térmica de metales y aleaciones durante el calentamiento. Por ejemplo, las dimensiones de los calibres de acabado para el laminado en caliente de perfiles de acero deben ser de 1.010 a 1.015 veces las dimensiones de los perfiles acabados.

Las dimensiones de los calibres aumentan durante el laminado, lo que se debe a su producción. Al alcanzar las dimensiones iguales al nominal más la tolerancia, el calibre se vuelve inadecuado para trabajos posteriores y se reemplaza por uno nuevo. Por tanto, cuanto mayor sea la tolerancia de las dimensiones del perfil, mayor será la vida útil de los calibres y, en consecuencia, la productividad de los molinos. Mientras tanto, la mayor tolerancia conduce a un consumo innecesario de metal por cada metro de longitud del producto fabricado. Es necesario esforzarse por obtener perfiles con dimensiones que se desvíen del nominal en la dirección menor.

En la práctica, los calibres no se construyen con positivos, sino de acuerdo con tolerancias promedio o incluso con algunos menos. La mejora del equipo de los trenes de laminación, la mejora de la tecnología de producción y la introducción de equipos automáticos para ajustar los rodillos facilitarán la producción de productos laminados con mayor precisión.

GOST 2590-71 prevé la producción de acero redondo con un diámetro de 5 a 250 mm.

El laminado de este perfil, según el grado y las dimensiones del acero, se realiza de diferentes formas (Fig. 116).

Los métodos 1 y 2 difieren en las opciones para obtener un cuadrado de preacabado (el cuadrado se fija con precisión en diagonal y es posible ajustar la altura). El método 2 es universal, ya que le permite obtener varios tamaños adyacentes de acero redondo (Fig. 117). El método 3 es que el óvalo de preacabado se puede reemplazar con un decágono. Este método se utiliza para rodar círculos grandes. El método 4 es similar al método 2 y se diferencia de él solo en la forma del calibre de las costillas. La ausencia de paredes laterales en este calibre contribuye a una mejor descalcificación. Dado que este método permite un amplio ajuste de las dimensiones de la tira que emerge del calibre de nervadura, también se denomina dimensionamiento universal. Los métodos 5 y 6 se diferencian de los demás en campanas más altas y mayor estabilidad de los óvalos en los alambres. Sin embargo, tales calibres requieren un ajuste preciso del molino, ya que incluso con un pequeño exceso de metal, se desbordan y forman rebabas. Los métodos 7-10 se basan en el sistema de calibración de círculo ovalado.

La comparación de posibles métodos para producir acero redondo muestra que los métodos 1-3 permiten en la mayoría de los casos laminar toda la gama de acero redondo. El laminado de acero de alta calidad debe realizarse de acuerdo con los métodos 7-10. El método 9, por así decirlo, intermedio entre los sistemas de círculo ovalado y óvalo-óvalo, es más conveniente en términos de regular y configurar el molino, así como para prevenir puestas de sol.

En todos los métodos considerados de laminado de acero redondo, la forma de los calibres de acabado y preacabado permanece casi sin cambios, lo que contribuye al establecimiento de leyes generales que rigen el comportamiento del metal en estos calibres para todos los casos de laminación.

La construcción del calibre de acabado para acero redondo es la siguiente.

Determine el diámetro calculado del calibre (para un perfil caliente cuando se lamina por menos) d g = (1.011 ÷ 1.015) d x - parte de la tolerancia +0.01 d x, donde 0.01d x, - aumentar diámetro por las razones anteriores; d x = (d 1 + d 2/2) - diámetro del perfil redondo en estado frío. En la práctica, en los cálculos, el segundo y tercer términos en el lado derecho de la igualdad se pueden considerar aproximadamente iguales, entonces

re g = (1.011 ÷ 1.015) (d 1 + d 2) / 2,

donde d 1, d 2 - los valores máximos y mínimos permitidos del diámetro de acuerdo con GOST 2590-71 (Tabla 11).

Dependiendo del tamaño del círculo enrollado, se seleccionan los siguientes ángulos de inclinación de la tangente α:

Aceptamos el tamaño de la brecha t (según datos rodantes), mm:

Sobre la base de los datos obtenidos, se traza el calibre.

Ejemplo... Construya un calibre de acabado para laminar acero redondo con un diámetro de 25 mm.

1. Determinemos el diámetro calculado del calibre (para el perfil caliente) de acuerdo con la ecuación anterior.
   Encontramos en la tabla: d 1 = 25,4 mm, d 2 = 14,5 mm; de donde d g = 1.013 (25.4 + 24.5) / 2 = 25.4 mm.
2. Elegimos α = 26 ° 35 ′.
3. Aceptamos el espacio entre los rollos t = 3 mm.
4. En base a los datos obtenidos, dibujamos el calibre.

Los calibres de preacabado para la rueda se diseñan teniendo en cuenta la precisión requerida para el perfil terminado. Cuanto más se acerque la forma del óvalo a la forma de un círculo, con mayor precisión se obtendrá el perfil redondo terminado. En teoría, una elipse es la forma de perfil más adecuada para obtener un círculo correcto. Sin embargo, es bastante difícil mantener dicho perfil al ingresar al calibre redondo de acabado, por lo que se usa con relativa poca frecuencia.

Los óvalos planos están bien sujetos por los cables y también proporcionan grandes rizos. Pero cuanto más delgado es el óvalo, menor es la precisión del perfil redondo resultante. Esto se debe al grado de ensanchamiento que se produce durante la compresión. El ensanchamiento es proporcional a la compresión: donde hay pequeñas compresiones, también hay un pequeño ensanchamiento. Por lo tanto, a pequeñas reducciones del óvalo, las posibilidades de fluctuaciones de tamaño en un calibre redondo son muy insignificantes. Sin embargo, el fenómeno opuesto es cierto solo para el caso en el que se utilizan un gran óvalo y una gran capucha. El óvalo para tamaños pequeños de acero redondo tiene una forma similar a la de un círculo, lo que permite utilizar un óvalo de curvatura única. El perfil de este óvalo se perfila con un solo radio.

Para perfiles redondos de tamaños medianos y grandes, los óvalos, delimitados por un radio, resultan ser demasiado alargados a lo largo del eje mayor y, como resultado, no proporcionan un agarre confiable de la tira por los rollos. El uso de óvalos afilados, además del hecho de que no proporciona un círculo preciso, afecta negativamente la durabilidad de la ranura redonda, especialmente en el soporte del molino de salida. La necesidad de cambios frecuentes de rodillos reduce drásticamente la productividad del laminador y el rápido desarrollo de calibres conduce a la aparición de segundas calidades y, a veces, a rechazos.

El estudio de las razones y el mecanismo para el desarrollo de calibres producidos por N.V. Litovchenko mostró que los bordes afilados del óvalo, que se enfrían más rápido que el resto de la tira, tienen una resistencia significativa a la deformación. Estos bordes, que entran en la ranura de los rodillos del soporte de acabado, actúan en la parte inferior de la ranura como abrasivo. Los bordes rígidos en la parte superior del óvalo forman ranuras en la parte inferior del calibre, que conducen a la formación de protuberancias en la tira a lo largo de toda su longitud. Por lo tanto, para perfiles redondos con un diámetro de 50-80 mm y más, se logra una ejecución de perfil más precisa mediante el uso de óvalos de dos y tres radios. Tienen aproximadamente el mismo grosor que un óvalo, delimitado por un radio, pero debido al uso de pequeños radios de curvatura adicionales, el ancho del óvalo se reduce.

Dichos óvalos son lo suficientemente planos para sujetarlos en los cables y proporcionar un agarre seguro, y un contorno ovalado más redondeado, que se acerca en su forma a la forma de una elipse, crea condiciones favorables para una deformación uniforme a lo largo del ancho de la tira en una ronda. calibre.

propósito del trabajo: conocimiento de los principios de dimensionado de rollos para perfiles laminados cuadrados y redondos.

Información teórica

I. Problemas generales de dimensionamiento de rollos.

Las secciones se obtienen como resultado de varias pasadas consecutivas, cuyo número depende de la relación de los tamaños y formas de la sección inicial y final, mientras que en cada pasada la sección cambia con un acercamiento gradual al perfil terminado.

El laminado de perfiles metálicos se realiza en rollos calibrados: en rollos con cortes especiales correspondientes a la configuración requerida de productos laminados en un pase de tira. Corte anular en un rollo / fig. 4 ". L / se llama arroyo I, y el espacio libre de dos arroyos ubicados uno encima del otro trabajando juntos, teniendo en cuenta el espacio entre ellos, se llama vía 2.

Rodar en calibres, por regla general, es un ejemplo de una deformación desigual pronunciada del metal y v en la mayoría de los casos, ampliación constreñida.

Al calibrar rodillos de laminación, la cantidad de reducción por huecos debe tomarse simultáneamente con la determinación de formas secuenciales y tamaños de calibres / Fig. 42.2 /, asegurando la recepción de productos laminados de alta calidad y dimensiones precisas del perfil.

Los calibres utilizados en la laminación se dividen en los siguientes grupos principales, según su finalidad.

Medidores de presión o de tracción -Diseñado para reducir el área de la sección transversal del lingote mm tocho. Los calibres de dibujo son cuadrados, diagonales, rómbicos, ovalados. Una cierta combinación de estos calibres forma un sistema de calibres, por ejemplo, un rombo cuadrado, un círculo ovalado, etc. / Figura 42.3 /.

Calibres preliminares y preparatorios ", en el que, junto con una disminución adicional en la sección del producto laminado, el perfil se procesa con un acercamiento gradual de sus dimensiones y formas a la sección final.

Calibres de acabado o acabado , dando al perfil una mirada final. Las dimensiones de estos calibres son 1,2...1,5% perfil más confeccionado; la tolerancia se da por la contracción del metal cuando se enfría.

2. Elementos de calibre

Espacio de rollo. La altura del calibre se suma a la profundidad de la hélice en la parte superior. h t y menor h2, rollos y valores S Entre rollos

Durante el laminado, la presión del metal tiende a separar los rodillos, mientras que aumenta el espacio 5, lo que se denomina retroceso o resorte de los rodillos. Dado que se selecciona el dibujo del calibre disminuye su forma y dimensiones en el momento en que pasa la tira, luego el espacio entre los rollos cuando se instala en el soporte se reduce a menos del espacio indicado en el dibujo por la cantidad de retroceso de los rollos.Cambio en la calidad del acero, desgaste del rollo, etc. . / Tengo que cambiarlo para ajustar el molino. Este ajuste se puede realizar si se proporciona un espacio entre rodillos, que se supone para las fresas de engarzado I ... I.5%, para otras fresas 0.5..1 % el diámetro del rollo.

Lanzamiento de calibre. Las paredes laterales del medidor de caja / Fig. 42.3 "tienen cierta inclinación Para rodar ejes. Esta pendiente de las paredes del calibre se llama lanzamiento. Al enrollar, la liberación de la ranura asegura una tarea conveniente y correcta de la tira en la ranura y la salida libre de la tira de la ranura. Con la ejecución perpendicular de las paredes de la ranura al eje del rodillo, se observaría un fuerte pellizco de la banda, habría riesgo de conformación del rodillo, ya que el ensanchamiento casi siempre acompaña al proceso de laminado. Por lo general, la liberación del calibre se comprime en porcentaje. /~ 100 %/ o en grados µ y se acepta para tamaños de caja de 10..20%

Presión superior e inferior Es muy importante al enrollar para asegurar una salida recta de la tira de los rollos. Para ello se utilizan guías, ya que durante el enrollado existen motivos que provocaban que la tira se doblara hacia los rodillos superior e inferior, esto requiere la instalación de guías en los rodillos inferior y superior. Pero esta instalación

puede evitarse dando a la tira una dirección predeterminada de antemano, lo que se logra utilizando rollos con diferentes diámetros. La diferencia entre los diámetros de las horquillas se denomina convencionalmente "presión" 42,4 /,

si el diámetro del rodillo inferior se considera grande, entonces en este caso no hay presión más alta. "El valor de la presión se expresa por la diferencia de diámetros en milímetros. % del diámetro medio de los rollos.

Vinogradov Aleks, director de cátedra, candidato de ciencias técnicas, profesor asociado

Marina Anatolyevna Timofeeva, candidata de ciencias técnicas, profesora asociada

Universidad Estatal de Cherepovets, Rusia

Participante del campeonato: el Campeonato Nacional de Análisis de Investigación - "Rusia";

Se ha propuesto un nuevo método para el análisis de sistemas de calibración de rodillos para laminadores de perfiles. Como criterio, se propone utilizar los coeficientes de desnivel y eficiencia, que determinan el grado de elaboración de la estructura al rodar perfiles de sección. En el ejemplo de los sistemas de calibración para la producción de un perfil redondo con un diámetro de 28 mm, posibles patrones de deformación, así como las ventajas y puntos débiles cada uno de ellos.

Palabras clave: sistemas de ancho, laminado de secciones, criterio de eficiencia.

Se propuso una nueva técnica para el análisis de sistemas de calibraciones de rodillos de laminación de secciones. Se propuso utilizar los siguientes criterios de análisis: los coeficientes de uniformidad y coeficiente de eficiencia, determinan la estructura de madurez en el perfil de laminación. Se analizó un ejemplo de sistemas de calibración para la producción de perfil redondo de 28 mm para el posible esquema de deformación, así como las fortalezas y debilidades de cada esquema.

Palabras clave: calibración del sistema, laminación de secciones, criterio de eficiencia.

Formulación del problema. Construir un calibre de rodillo racional para un laminador de perfiles es una tarea difícil. Y su complejidad está determinada por la prioridad de tal o cual resultado esperado. Se sabe que algunas calibraciones son "afiladas" para la conformación más rápida posible, otras para la mejor elaboración de la estructura. Las calibraciones están disponibles para proporcionar dimensiones de sección transversal más precisas o para permitir modos de deformación energéticamente eficientes.

Los sistemas de calibración conocidos por la literatura tienen muchas variedades, subcircuitos y, a veces, al resolver un problema, empeoran significativamente las condiciones de otro. Por tanto, el desarrollo de una metodología para analizar el sistema de calibración basada en criterios razonables es una tarea científica urgente.

Metodología del trabajo. Para el análisis de los sistemas de calibración se seleccionaron pares de calibres secuenciales, permitiendo, por un lado, considerar todos los esquemas posibles de combinaciones de calibres, y por otro lado, proporcionar estudios del límite de división de un sistema complejo, como la calibración de rodillos de un laminador de perfiles continuos.

Como criterio de eficiencia del sistema se seleccionaron los coeficientes de desnivel K inf y eficiencia Por ede determinando el grado de elaboración de la estructura metálica:

(1)

(2)

dónde ? I= b yo/ a yo- componente de la matriz de conformación;

a yo, b yo- longitudes de vectores de radio en I-ésimo punto de la sección transversal de la pieza de trabajo y la tira saliente, respectivamente;

norte- el número de vectores de radio.

Los coeficientes de desnivel y la eficiencia de la conformación, que determinan el grado de elaboración de la estructura metálica, dependen en gran medida de las formas de los calibres alternos, la relación de las longitudes de los ejes de calibres desiguales. La elección incorrecta de la relación de los ejes provoca la aparición de grietas y roturas en la banda al rodar perfiles, especialmente de aceros difíciles de conformar.

En el proceso de laminado de cualquier perfil de sección, se pueden distinguir dos etapas principales: laminado de una palanquilla cuadrada de colada continua en los soportes de desbaste e intermedio del molino para obtener el material laminado de la forma y dimensiones requeridas para el grupo de acabado de stands y rodando en los stands de acabado. Al construir una calibración racional de los rodillos de un laminador, es necesario esforzarse por utilizar los mismos calibres en los soportes intermedios y de desbaste al recibir productos laminados de una amplia variedad de perfiles.

Así, cuando se lamina acero redondo con un diámetro de 25-105 mm y acero hexagonal No. 28-48 en un molino de sección media “350” de CherMK JSC “Severstal”, los sistemas de calibración utilizados difieren solo en el acabado y algunos soportes intermedios. .

Tratemos de analizar la elaboración de la estructura para varios sistemas de calibración en base a los criterios de efectividad del modelado. Como ejemplo, considere rodar acero redondo con un diámetro de 28 mm.

En la simulación, los valores límite se toman como siguientes condiciones: asegurarse de que los rollos agarren la tira, es decir, ? i ≤ [?] i, asegurando la estabilidad del rollo en el calibre y asegurando el ancho de rollo requerido.

Resultados del trabajo. Los resultados del modelado matemático para posibles combinaciones de calibres se presentan en forma de dependencias gráficas en las Figuras 1-4.

Coeficiente K inf(Fig. 1) caracteriza la deformación desigual del metal a lo largo de la sección transversal del perfil. Un valor mayor del coeficiente indica un mayor desnivel de dicha deformación al obtener el mismo perfil y, en consecuencia, una mejor trabajabilidad de la estructura metálica. Para los esquemas de calibración comparados, se utilizaron calibres no equiaxiales (por ejemplo, ovalado, rómbico) con diferentes relaciones de los ejes conocidos de la literatura.

Arroz. 1. Coeficiente de no uniformidad integral del cambio de forma K inf:

1- círculo ovalado; 2 - círculo ovalado plano; 3 - cuadrado ovalado; 4 - óvalo de costilla ovalada;

5 - costilla ovalada-ovalada; 6 - rombo cuadrado.

Al enrollar un perfil redondo en un par final de calibres, es posible utilizar los sistemas de círculo ovalado y círculo ovalado plano. Como se muestra en la Figura 1 (líneas 1, 2) el valor del valor máximo del coeficiente K inf 1,4-1,5 veces más cuando se utiliza como calibre ovalado plano de preacabado.

Así, desde el punto de vista de una mejor elaboración de la estructura, el sistema más preferible es un círculo ovalado plano. Hay que tener en cuenta que este sistema en la producción de acero redondo de pequeñas dimensiones requiere un ajuste del molino de alta precisión para excluir defectos del perfil redondo "bigote" o "raya", así como "bordes planos" derivados de desbordes o subllenado. de calibres.

En la producción de acero redondo y hexagonal en soportes intermedios y de preacabado, a menudo se utilizan sistemas de calibre ovalado de nervadura, como ovalada-nervadura ovalada y nervadura ovalada-ovalada. En estos sistemas, como han demostrado los estudios, el valor del coeficiente de desigualdad de forma cambia K inf depende en gran medida no solo de la relación de los ejes del calibre ovalado de radio único (Fig. 1, líneas 4 y 5), sino también de la relación de los ejes del óvalo de nervadura. Como han mostrado los resultados de la simulación, las mejores condiciones de deformación las proporciona el calibre "óvalo de nervadura", cuya forma es cercana a un círculo, es decir. las relaciones de los ejes del óvalo de nervadura en los soportes intermedio y de preacabado son 0,94-0,96. Con tal relación de los ejes del óvalo de la nervadura, el área de deformación en altura se vuelve proporcional al área de deformación transversal, lo que conduce a un aumento en el valor del coeficiente K inf... Al cambiar la relación de los ejes del óvalo de nervadura de 0,75 a 0,95, el coeficiente de cambio de forma cambia de 0,038 a 0,138. Para la tarea de enrollar una forma ovalada con una relación de eje de 1,5 a 2,65 en un calibre de costilla ovalada, cuya relación de eje es 0,95, el coeficiente K inf varió de 0,06 a 0,31 Por lo tanto, la tasa de crecimiento de la deformación desigual en el sistema ovalado-ovalado de nervadura es mayor que en el sistema ovalado de nervadura ovalada.

En las cajas intermedias de una laminadora de perfiles en la producción de un perfil redondo, es posible utilizar el sistema de calibre ovalado-cuadrado, en el que, como muestra el modelado, la relación de los ejes del rodillo ovalado puede ser 1,5 veces mayor. que en el sistema de círculo ovalado con las mismas proporciones de estiramiento. Esto resulta en más del doble del coeficiente K inf(líneas 1, 3 en la Fig. 1), lo que permite un mejor estudio de la estructura metálica.

En el sistema de calibre rombo-cuadrado, que también se puede utilizar en rodales intermedios, el coeficiente de conformación de no uniformidad integral es aproximadamente 3 veces menor que en el sistema oval-cuadrado, ya que la relación de los ejes del calibre rómbico puede ser 1.2-1.8, y el calibre ovalado 2-2.7. Esta relación de los ejes del calibre rómbico se debe a la limitación de la condición de agarre. Por lo tanto, en la producción de acero redondo, es más conveniente utilizar el sistema de calibre ovalado-cuadrado como escape.

Análisis de datos sobre el coeficiente de eficiencia de deformación en los elementos del gálibo. Por ede(Fig.2), que permite evaluar la racionalidad de este sistema de calibres en términos de capacidad de alargamiento, muestra que los coeficientes máximos se dan en el sistema ovalado-cuadrado (Fig.2, curva - 3), la valor del cual, en promedio, es 2 veces mayor que los valores de los coeficientes Por ede para otros sistemas.

Al comparar los sistemas de círculo ovalado y círculo ovalado plano (Fig.2, líneas 1 y 2), se puede ver que la deformación es más efectiva en el sistema de círculo ovalado, donde el valor del coeficiente Por ede con las mismas relaciones de los ejes de calibres ovalados, 1,5-1,8 veces más.

Arroz. 2.Factor de forma K ede: 1- círculo ovalado; 2 - círculo ovalado plano;

3 - cuadrado ovalado; 4 - óvalo de costilla ovalada; 5 - costilla ovalada-ovalada; 6 - rombo cuadrado.

Cuando se utiliza una ranura de nervadura ovalada, el coeficiente de eficiencia de deformación en los elementos de la ranura es mayor cuando se rueda en el sistema ovalado de nervadura ovalada que en el sistema de nervadura ovalada-ovalada de este último (Fig.2, líneas 4 y 5) . Entonces, cambiando la relación de los ejes del óvalo de costilla de 0.75 a 0.95 en el sistema de óvalo de costilla, el coeficiente de cambio de forma K ede varía de 0,06 a 0,11. Cuando la tarea de enrollar una forma ovalada con una relación de eje de 1,5 a 2,65 en un calibre de costilla ovalada, cuya relación de eje es 0,95, el coeficiente K ede osciló entre 0,017 y 0,154.

Por tanto, la tasa de crecimiento de la eficiencia de deformación en el sistema ovalado de nervadura ovalada es mayor que en el sistema ovalado de nervadura.

Teniendo en cuenta las regularidades observadas de la distribución de los coeficientes de cambio de forma en varios sistemas de calibre, se proponen cuatro variantes de esquemas de calibración para soportes intermedios, de preacabado y acabado de un laminador de sección media "350" para laminar acero redondo con un diámetro. de 28 mm (ver Tabla 1). Las opciones propuestas difieren en los sistemas de calibres en los stands intermedios y de preacabado. En todas las variantes se obtuvieron los coeficientes máximos posibles de eficiencia del modelado. K inf y Por ede en las gradas del molino "350" cuando se cumplen las condiciones límite.

La distribución de los coeficientes de eficiencia en los molinos se muestra en la Fig. 3, 4. Para comparar las opciones propuestas, se calcularon los valores promedio de los coeficientes de cambio de forma. K inf, Por ede y el coeficiente de alargamiento para seis cajas del molino No. 7-12. Los resultados del cálculo se presentan en la Tabla 2.

De la mesa. 2 que el valor medio máximo del coeficiente K inf tiene lugar en la variante 4 cuando se utiliza el sistema de galga ovalada de nervadura ovalada en soportes intermedios, el valor medio máximo del coeficiente Por ede y la relación de estiramiento en la opción 2, cuando se utilizan los sistemas de óvalo cuadrado y círculo ovalado.

Por lo tanto, el laminado con el esquema de calibración de la opción 4 proporcionará la máxima trabajabilidad de la estructura metálica en comparación con otras opciones y, por lo tanto, el tamaño de grano mínimo de la estructura metálica del perfil terminado.

La tercera opción se caracteriza por valores medios mínimos. K inf y Por ede, que proporciona un consumo mínimo de energía y se puede recomendar para una mezcla de productos sometida a un tratamiento térmico posterior, nivelando la diferencia en las estructuras resultantes.

Fig. 3. Distribución del coeficiente de cambio de forma K inf al enrollar un perfil redondo con un diámetro de 28 mm en un molino "350".

Arroz. 4. Distribución del coeficiente de cambio de forma K ede al enrollar un perfil redondo con un diámetro de 28 mm en un molino "350"

Tabla 1 - Opciones para calibrar los rodillos de un molino de sección media "350" en la producción de un perfil redondo con un diámetro de 28 mm.

Nota: () - relación de ejes de ancho desigual

Tabla 2 - Valores promedio de índices de deformación y coeficientes de deformación al enrollar un perfil redondo de acuerdo con varios esquemas de calibración

* -? Mié 7-12 - calado medio en las gradas 7-12; ? ? - dibujo total en los stands No. 7-12

La opción 2 es un compromiso y se puede utilizar para obtener perfiles con requisitos estructurales bajos, pero que permite reducir los costos de energía para los perfiles rodantes.

Conclusión. Así, el análisis y simulación de la calibración de los rodillos de la laminadora de perfiles "350" con parámetros variables como la relación de aspecto de calibres desiguales (ovalada, nervadura ovalada) y relaciones de estiramiento en los stands de preacabado y acabado mostró la posibilidad de desarrollar esquemas de calibración racionales según los criterios de "mejor trabajabilidad de la estructura" o "máxima eficiencia energética".

Literatura:

1. A.I. Vinogradov, S.O. Korol Sobre el tema de la creación de calibraciones de rollos de sección que aumentan la eficiencia de producción de perfiles a partir de materiales difíciles de deformar / Boletín de Cherepovetskiy Universidad Estatal... - 2010.- No. 3 (26) .- p. 116-120

2. B.M. Ilyukovich, N.E. Nekhaev, S.E. Merkuryev Rolling y calibración. Libro de referencia en 6 volúmenes, volumen 1, Dnepropetrovsk, Dnepro-VAL.-2002

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¡Queridos Alexey Ivanovich y Marina Anatolyevna! Hagamos una reserva de inmediato. Para dar un comentario competente sobre este informe, debe al menos ser un especialista en el campo de la producción de laminación. Y como no lo somos, nos vemos obligados a comentar el informe desde el punto de vista de los metalúrgicos justos. En nuestra opinión, en relación con los requisitos en constante crecimiento para aumentar la eficiencia de los trenes de laminación de perfiles, la elección de un sistema racional (esquema) para calibrar rodillos es un problema importante para los trabajadores de producción. Cuanto más simple y accesible sea su solución, en este caso mediante el uso de modelos matemáticos, más atractiva resulta para los trabajadores de las fábricas. Los autores eligieron uno de los parámetros de eficiencia más importantes: el grado de elaboración de la estructura del metal, caracterizado por dos coeficientes: desigualdad y eficiencia (los índices de los coeficientes - "inf" y "ede" no son claros). Por supuesto, era posible elegir varios parámetros a la vez como criterio de optimalidad, por ejemplo, los relacionados con la minimización de costes: el consumo mínimo de energía por deformación, el número mínimo de pasadas y canteado, el desgaste mínimo de calibres, etc. Pero , obviamente, esto complicaría la solución del problema, aunque y lo optimizaría más. Sin conocer otros métodos disponibles para calcular los sistemas de calibración de rodillos para laminadores de perfiles, es difícil evaluar el grado de novedad y ventajas. Sin embargo, es importante que la metodología desarrollada por los autores hizo posible determinar esquemas de calibración racionales para un molino en particular de una empresa en particular. En el desarrollo del trabajo y para confirmar la efectividad de los esquemas determinados como resultado del modelado y cálculo realizado, es posible recomendar a los autores realizar un laminado real con muestreo de metales para determinar la microestructura (tamaño de grano, etc.) , secuencialmente en varias etapas del avance del metal en el proceso de laminación (después del grupo de soportes ferrosos, intermedios y de acabado). Además, en nuestra opinión, con el fin de mejorar la calidad de los productos metálicos fabricados y mejorar los modos de rodadura, es recomendable contactar en esta dirección con acerías-rodajas, ya que estas últimas poseen un gran arsenal de herramientas que aseguran la optimización. de la estructura y el nivel de propiedades físicas y mecánicas de la fundición NLZ. Evidentemente, es importante, junto con ellos, seleccionar el perfil óptimo (por ejemplo, un cuadrado con esquinas redondeadas, etc.) desde el punto de vista de acortar los ciclos y "facilitar" las posteriores operaciones de laminado. Pero así es: las reflexiones a las que nos ha llevado su informe. Fue agradable no estar solo en la sección. Les deseo éxito en el camino para mejorar los parámetros tecnológicos y los modos de rodadura. Titova T.M., Titova E.S.

Este no es el primer intento de utilizar el factor de eficiencia y desigualdad en la calibración de rodillos de laminadores. Pero en este caso, hay un análisis de sistemas profundo combinado con una justificación matemática. Solo podemos dar la bienvenida a los esfuerzos del autor en nuestro tiempo cuando el interés por la ciencia técnica está menguando. A. Vyhodets