Построение чистового калибра для круглой стали. Горячекатаная круглая сталь. Калибровка профилей и валков, предназначенных для прокатки круглой и квадратной стали. Определение размеров калибров

1,06

1,05

1,04

1,03

1,02

1,01

0 1,0 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 h / b

Рисунок 1.5 – График зависимости устойчивости полосы при прокатке на гладкой бочке в зависимости h / b и ε

1) описать технологию изготовления блюмов; последовательность операций; характерные параметры.

2) зарисовать эскизы: блюмов, моделей слитков, боковых граней, перекосов сечений и др.

Контрольные вопросы

1 Что входит в основную задачу технологического процесса прокатного производства?

2 Что представляет собой технологическая схема производства проката?

3 Что такое полупродукт прокатного производства?

4 Какие Вы знаете технологические схемы производства полупродукта и готового проката?

5 Какие технологические схемы производства проката можно организовать применением процессов непрерывнолитых заготовок?

6 Что такое калибровка валков, калибр и гладкая бочка валков?

7 Что такое максимальное обжатие и его влияние при прокатке?

8 Что такое угол захвата валков и его влияние при прокатке?

9 При каких условиях проводят кантовку полосы?

10 Как находят уширение и вытяжку прокатываемой полосы?

11 Что такое устойчивость полосы и каким показателем характеризуется?

Лабораторная работа № 2. Изучение методик калибровки валков для прокатки простых сортовых профилей

2.1 Цель работы

Ознакомиться с системами калибров для получения круглого и квадратного профиля, освоение методик расчетов основных параметров калибровки.

2.2 Основные теоретические сведения

Калибровка представляет собой порядок прокатки последо­вательного ряда переходных сечений прокатываемых про­филей. Расчеты калибровки осуществляют по двум схемам: по ходу прокатки (от заготовки до конечного профиля) и про­тив хода прокатки (от конечного профиля к заготовке). По обеим схемам для расчета и распределения коэффициентов деформации по пропускам необходимо знать размеры исходной заготовки.

Прокатка сортовых профилей начинается в вытяжных калибрах, т. е. попарно связанных между собой калибрах, предназначенных для вытяжки металла. Применяют разные схемы обжимных и вытяжных калибров, например, ящичные, ромб-квадрат, ромб-ромб, овал-квадрат и т. д. (рисунок 2.1).

Из всех обжимных (вытяжных) калибров наиболее распро­страненной является схема ящичных калибров. Часто встре­чается схема гладкая бочка - ящичный калибр.

а) – ящичные; б) – ромб – квадрат; в) – ромб – ромб; г) – овал – квадрат

Рисунок 2.1 – Схемы вытяжных калибров

При прокатке средне - и мелкосортной стали широко ис­пользуют схему калибров ромб-квадрат. Схему геометрически подобных калибров ромб–ромб, при которой после каждого пропуска раскат кантуют на 90°, применяют довольно редко. Прокатка по этой схеме менее устойчива, чем в схеме ромб–квадрат. Ее, главным обра­зом, используют для прокатки качественных сталей, когда производятся небольшие обжатия по условиям пластической деформации с вытяжкой до 1,3.

Вытяжная схема калибров овал–квадрат является одной из наиболее распространенных и применяемых на средне-, мелкосортных и проволочных станах. Ее преимуществом перед другими схемами является систематическое обновление углов раската, что способствует получению одинаковой температу­ры по его сечению. Раскат ведет себя устойчиво при про­катке в овальном и квадратном калибрах. Система характе­ризуется большими вытяжками, но их распределение в каждой паре калибров всегда неравномерно. В овальном калибре вытяжка больше, чем в квадратном. Большие вытяжки дают возможность уменьшить количество проходов, т. е. повысить экономическую эффективность процесса.

Рассмотрим калибровку валков для некоторых простых и фасонных профилей массового производства, например, прокаткой получают круглые профили диаметром от 5 до 250 мм и больше.

Прокатка круглых профилей выполняется по различным схемам в зависимости от диаметра профиля, типа стана, прокатываемого металла. Общим для всех схем прокатки яв­ляется наличие предчистового овального калибра. Перед за­дачей полосы в чистовой калибр ее кантуют на 90°.

Обычно форма предчистового калибра – правильный овал с отношением длин осей 1,4÷1,8. Форма чистового калибра зависит от диаметра прокатываемого круга. При прокатке круга диаметром до 30 мм образующая чистового калибра представляет правильную окружность, при прокатке круга большего диаметра горизонтальный размер калибра берут на 1-2 % больше вертикального, так как их температурная усадка неодинакова. Коэффициент вытяжки в чистовом калибре принимают равным 1,075÷1,20. Круглые профили прокаты­вают только в проводках за один проход в последнем – чис­товом калибре.

Широко распространена так называемая универсальная схема прокатки круглой полосы по системе квадрат–ступень­ка–ребро–овал–круг (рисунок 2.2). При прокатке по данной схеме можно в широких пределах регулировать размеры поло­сы, выходящей из ребрового калибра. В одних и тех же вал­ках можно прокатывать круглые профили нескольких разме­ров, меняя только чистовой калибр. Кроме того, применение универсальной схемы прокатки обеспечивает хорошее удале­ние окалины с полосы.

1 – квадрат; 2- ступенька; 3 – ребро; 4 – овал; 5 – круг

Рисунок 2.2 – Схема прокатки профилей круглого сечения

При прокатке круглого профиля сравнительно небольших размеров часто применяют схему калибров квад­рат–овал–круг. Сторона предчистового квадрата, сущест­венно влияющего на получение хорошего круглого профиля, принимается для профилей небольших размеров равной диа­метру d , а для профилей средних и крупных размеров 1,1 d .

При расчете калибровки валков непрерывных станов осо­бенно важно определить катающие диаметры. Это позволяет вести процесс прокатки без образования петли или чрезмер­ного натяжения полосы между клетями.

В прямоугольных калибрах катающий диаметр принимают равным диаметру валков по дну калибра. В ромбических и квадратных – переменный: максимальный у разъема калибра и минимальный в вершине калибра. Окружные скорости различ­ных точек этих калибров неодинаковы. Полоса выходит из калибра с некоторой средней скоростью, которая соответст­вует катающему диаметру, приближенно определяемому по средней приведенной высоте калибра

font-size:14.0pt">В этом случае катающий диаметр

font-size:14.0pt">Где D – расстояние между осями валков при прокатке.

Наиболее прост расчет калибровки для станов с индиви­дуальным приводом валков. В этом случае определяют общий коэффициент вытяжки

, (10 )

где Fo ~ площадь поперечного сечения исходной заготовки;

Fn – площадь поперечного сечения прокатанного профиля.

Затем с учетом соотношения распреде­ляют вытяжку по клетям. Определив, катающий диаметр валков чистовой клети и приняв необходимую частоту вращения вал­ков этой клети, вычисляют константу калибровки:

font-size:14.0pt">где F 1 ... Fn – площади поперечного сечения полосы в клетях

1, ..., n ; v 1 ,... vn – скорости прокатки в этих клетях.

Катающий диаметр валков при прокатке в ящичном калибре

EN-US" style="font-size:14.0pt">2 )

где k - высота калибра.

При прокатке в квадратных калибрах

font-size:14.0pt"> (13 )

где h - сторона квадрата.

После этого по вытяжкам определяют размеры промежуточ­ных квадратов, а потом промежуточных прямоугольников. Зная константу калибровки С , определяют частоту вращения валков в каждой клети

n = С / FD1 (14 )

Квадратные профили прокатываются со стороной от 5 до 250 мм. Профиль может иметь острые или закругленные углы. Обычно квадратный профиль со стороной до 100 мм получают с незакругленными углами, а со стороной свыше 100 мм - с закругленными углами (радиус закругления не превышает 0,15 стороны квадрата). Наиболее распространена система прокатки квадрат-ромб-квадрат (Рисунок 2.3). По этой схеме прокатка, в каждом последующем калибре ведется с кантовкой на 90°. После кантовки раската, вышедшего из ромбического калибра, большая его диагональ будет вертикальной, поэто­му полоса будет стремиться опрокинуться.

Рисунок 2.3 – Схема прокатки полосы квадратного сечения.

При построении чистового квадратного калибра размеры его определяют с учетом минусового допуска и усадки при охлаждении. Если обозначить сторону чистового профиля в холодном состоянии а1, а минусовой допуск - ∆а и принять коэффициент температурного расширения равным 1,012÷1,015, то сторона чистового квадратного калибра

font-size:14.0pt">где а – стороны квадратного профиля в горячем состоянии.

При прокатке крупных квадратных профилей температура углов заготовки всегда ниже температуры граней, поэтому углы квадрата получаются не прямыми. Чтобы устранить это, углы при вершине квадратного калибра делают большими 90° (обычно 90°30"). При таком угле высота (вертикальная ди­агональ) чистового калибра h = 1,41а, а ширина (горизон­тальная диагональ) b = 1,42а. Запас на уширение для квадра­тов со стороной до 20 мм принимается равным 1,5÷2 мм, а для квадратов со стороной более 20 мм 2 ÷ 4 мм. Вытяжка в чистовом квадратном калибре принимается равной 1,1÷1,15.

При производстве квадратного профиля с острыми углами существенно важна форма предчистового ромбического калиб­ра, особенно при прокатке квадратов со стороной до 30 мм. Обычная форма ромбов не обеспечивает получение квадратов с углами правильной формы по линии разъема валков. Для устранения этого недостатка применяют предчистовые ромби­ческие калибры, вершина которых имеет прямой угол. Расчет калибровки квадратного профиля начинают с чистового ка­либра, а затем определяют размеры промежуточных вытяжных калибров.

2.3 Методики расчетов параметров калибровки простых профилей

2.3.1 Прокатка круглого профиля с диаметром d = 16 мм

В расчетах ориентироваться на данные рисунка 2.4 (раздела 2.4).

1 Определить площадь чистового профиля

qкр1 = πd2 / 4, мм2 (16)

2 Выбрать коэффициент вытяжки в чистовом калибре µкр и общий коэффициент вытяжки в круглом и овальном калибрах µкр ов в пределах µкр = 1,08 ÷ 1,11, µкр ов = 1,27 ÷ 1,30.

3 Определить площадь предчистового овала

qов2 = qкр1· µкр, мм2 (17)

4 Ориентировочно принять уширение овальной полосы в круглом калибре ∆b1 ~ (1,0 ÷ 1,2).

5 Размеры предчистового овала h2 = d - ∆b1, мм

b2 = 3q2/(2h2 +s2);

где глубина вреза в валках (Рисунок 2,4) составляет hвр2 = 6,2 мм. Следовательно, зазор между валками должен быть равен s2 = h2 – 2 · 6,2 , мм.

6 Определить площадь предчистового квадрата (3 – ий калибр)

q3 = qкр · µкр ов, мм2 отсюда сторона квадрата с3 = √1,03 · q3 , мм,

а высота калибра h3 = 1,41 с3 – 0,82 r, мм (r = 2.5 мм), далее по Рисунку 2.4 определяем глубину вреза 3 – го калибра в валки hвр3 = 9,35 мм, следовательно, зазор в 3 – ем калибре s3 = h3 – 2 · hвр3 , мм.

∆b2 = 0,4 √ (с3 – hов ср)Rкс · (с3 – hов ср) / с3 , мм/ (18)

где hов ср = q2 / b2 ; Rкс = 0,5 (D – hов ср) ; D – диаметр стана (100÷150 мм).

Проверить заполнение предчистового овального калибра. В случае переполнения следует принять меньший коэффициент вытяжки и уменьшит размер предчистового квадрата.

8 Проверить общую вытяжку между заготовкой со стороной С0 и квадратом с3 и распределить ее между овальным и квадратным калибрами:

µ = µ4 ов · µ3 кв = С02 / с32 (19)

Эту общую вытяжку распределяем между овальным и квадратным калибрами таким образом, чтобы вытяжка в овальном калибре была больше, чем в квадратном:

µ4 = 1 + 1,5 (µ3 – 1); µ3 = (0,5 + √0,25 + 6µ) / 3 (20)

9 Определяем площадь овала

q4 = q3 · µ3 , мм2 (21)

Высоту овала h4 определяем с таким расчетом, чтобы при прокатке его в квадратном калибре было место на уширение тогда:

H4 = 1,41 с3 – s3 – ∆b3 , мм (22)

Величину уширения ∆b3 можно определить по графикам, приведенным в учебном пособии , «Калибровка прокатных валков», 1971 г.

Диаметр лабораторного стана мал, поэтому следует уменьшать уширение, пользуясь экстраполяцией.

B 4 = 3 q 4 / (2 h 4 – s 4 ), мм (23)

где s 4 = h 4 – 2 h вр 4 , мм; h вр 4 = 7,05 мм.

10 Определяем уширение в 4 – ом овальном калибре (как в пп7)

font-weight:normal"> ∆b4 = 0,4 √ (С0 – h4 ов ср)Rкс · (С0 – h4 ов ср) / С0 , мм (24)

Проверяем заполнение 4 – го овального калибра. Результаты сводим в таблицу 2.1, где выясняется, что 4 – ый овальный калибр необходим для 1 – го прохода квадратной заготовки со стороной С0, т. е. выше мы начали расчет с последнего 4 – го прохода (конечного или требуемого сечения профиля), осуществляемого в 1 – ом калибре валков.

2.3.2 Прокатка квадратного профиля со стороной с = 14 мм

В расчетах также ориентируемся на данные рисунка 2.4 (раздела 2.4).

1 Определить площадь чистового (конечного) профиля

Q1 = с12 , мм2 (25)

2 Выбрать коэффициент вытяжки в чистовом квадратном калибре и общий коэффициент вытяжки в квадратном и предчистовом ромбическом калибрах, т. е. µкв = 1,08 ÷ 1,11; µкв · µр = 1,25 ÷ 1,27.

3 Определить площадь предчистового ромба

Q2 = q1 · µкв, мм2 (26)

4 Ориентировочно принять уширение ромбической полосы в квадратном калибре равной ∆b1 = 1,0 ÷ 1,5

5 Определить размеры предчистового ромба

H2 = 1,41с – ∆b1 , мм b2 = 2 q2 / h2 , мм. (27)

Глубина вреза в валках для этого калибра по рисунку 2.1 hвр2 = 7,8 мм, следовательно, зазор s2 = h2 – 2 hвр2 , мм.

6 Определяем площадь предчистового квадрата

h3 = qкв · µкв р, мм2 откуда сторона квадрата с3 = √1,03 · q3

2.4 Необходимое оборудование, инструменты и материалы

Работа проводится на лабораторном стане, имеющий калибровку валков как, например, приведенные на рисунке 2.4. В качестве заготовок, как для круглого, так и для квадратного прокатываемого профиля применяют заготовки с квадратным сечением. В принципе данная лабораторная работа расчетного характера и заканчивается заполнением таблиц 2.1 и 2.2.

Рисунок 2.4 – Калибровка валков для круглого и квадратного профиля

Таблица 2.1 – Калибровка круглого профиля ø 16 мм

№ прохода	№ калибра	Форма калибра	Размеры калибра, мм	Размеры полосы, мм
hвр	b	s	h	b	с (d)
		Квадратная заготовка
		Овал	7,05

Сортамент круглого и квадратного профиля весьма широк благодаря большому разнообразию его употребления. Изделия квадратного сечения (из стали) прокатываются со стороной квадрата от 6 до 200 мм и более, круглого сечения - от 5 до 300 мм в диаметре. Размеры (диаметры) от 5 до 9 мм соответствуют прокатывающейся проволоке, на проволочных станах (катанка) ; интервал их размеров через 0,5 мм. Размеры изделий от 8 до 380 мм прокатываются на мелкосортовых станах с интервалом через 1 и 2 мм; от 38 до 100 мм - на среднесортовых станах с интервалом через 2-5 мм и от 80 до 200 мм - на крупносортовых станах с интервалом через 5 мм. Более крупные размеры изделий прокатываются на рельсобалочном стане.

Наиболее удобными для проката круглого профиля являются овальные калибры (Далее "калибр" - "К." ;), чередующиеся с квадратными по системе квадрат-овал-квадрат (рис. 3.11, а) или по системе квадрат - ромб - квадрат (рис. 3.11, б) ; в обоих случаях квадратные калибры в валках расположенны на ребре. Подобное распределение и чередование К. способствует лучшему обжатию и проработке всех слоев металла.

При прокате изделий, круглого сечения диаметром от 5 до 20 мм исключительное применение получила система К. , чередующаяся, квадрат - овал (рис. 3.11, а) . Прокат круглой диаметром более 20 мм осуществляется в калибрах, чередующиеся по системе квадрат-ромб (рис. 3.11, б) . В обеих системах общими являются три последних К. :

• предчистовый квадрат;
• предчистовый овал;
• чистовой круг.

Поскольку прокат осуществляется в горячем состоянии, то для получения изделий необходимого диаметра (измерение которого проходит в холодном состоянии) размеры чистового калибра следует откорректировать с учетом усадки.

В связи с большим охлаждающим действием валков в вертикальном направлении температурная усадка вертикального диаметра меньше, чем горизонтального. Корректировка размеров чистового К. обеспечивается, если вертикальный диаметр калибра принять d в = 1,01 d x , а горизонтальный d г = 1,02 d x .

Зазор между валками, в зависимости от диаметра К. принимается в пределах от 1 до 5 мм; радиус закругления углов валков около зазора r составляет 0,1d x (рис. 3.11, е) .

Прокатку изделий квадратного сечения осуществляют в калибрах, чередующейся системы ромб-квадрат (рис. 3.11, в) . Эта система зачастую применяется для прокатки квадратного профиля размером более 12 мм. Калибровку начинают с определения размеров чистового К. с учетом неодинаковой температурной усадки в вертикальном и горизонтальном направлениях. Для этого угол при вершине чистового калибра принимается равным 90°30" или 181/360 рад (рис, 3.11, д) .

Тогда вертикальная диагональ чистового К. d в = 1,41 С гор , а горизонтальная d г = 1,42 С гор , где С гор - сторона квадрата в нагретом состоянии, равная 1,013 С н . Профиль, который вышел из такого К. , при застывании будет иметь точную квадратную форму. Углы чистового квадратного К. не закругляются. Зазор между валками принимают равным от 1,5 до 3,0 мм.

Цель работы : знакомство с принципами калибровки валков для проката квадратного и круглого профилей.

Теоретические сведения

I. Общие вопросы калибровки валков.

Сортовой прокат получают в результате несколько: последовательных пропусков число которых зависит от соотношения размеров и формы начального и конечного сеченая, при этом в каждом пропуске сечение изменяется С постепенным приближением к гото­вому профилю.

Прокатка сортового металла осуществляется в калиброванных валках:, т.е. в валках, имеющих специальные вырезы, соответствующие требуемой конфигурации проката в ленном пропуске. Кольце­вой вырез в одном валке /рис. 4".Л/ называется ручьем I, a просвет двух ручьев расположенных одним над другим совместно работающих с учетом зазора между ними называется ка­либром 2.

Прокатка в калибрах, как правило, является примером ярко выраженной неравномерной деформации металла и в большинстве случаев стесненным уширением.

При калибровке прокатных валков величину обжатия по про­пускам приходится принимать одновременно с определением последо­вательных форм и размеров калибров /рис. 42.2/, обеспечивающих получение качественного проката и точных размеров профиля.

Калибры, применяемые при прокатке, разделяют на следующие основные группы в зависимости от их назначения.

Обжимные или вытяжные калибры -предназначены для уменьшения площади поперечного сечения слитка mm заготовки. Вытяжными калибрами являются квадратные с диагональным расположением, ромбические, овальные. Определенное сочетание указанных калиб­ров образует системы калибров, например ромб-квадрат, овал-круг и т.д. /рис.42.3/.

Черновые иди подготовительные калибры», в которых наряду с дальнейшим уменьшением сечения проката производится обработка профиля с постепенным приближением его размеров и форм к конеч­ному сечении.

Отделочные или чистовые калибры , придавшие профилю оконча­тельный вид. Размеры этих калибров на 1,2...1,5% больше готового профиля; припуск дается на усадку металла при его охлаждении.

2. Элементы калибра

Зазор между валками. Высота калибра складывается из глубины вире зов в верхнем h t и нижнем h2, валках и величины S между валками

При прокатке давление металла стремится раздвинуть валки, при этом зазор 5 увеличивается, что называют отдачей, или пру­жиной, валков. Так как чертеж калибра отображает его форму и размеры в момент прохождения полосы, то зазор между валками при к установке в клети принижается меньше зазора, указанного на чертеже, на величину отдачи валков, Вместе с этим необходимо учитывать то обстоятельство, что при работе расстояние между валками по ряду причин /изменение марки стали, износ валков и т.п./ приходится менять с целью настройки стана. Эту настройку можно осуществлять, если предусмотрен зазор между валками, ко­торый принимается для обжимных станов I...I.5%, для других ста­нов 0,5..1% от диаметра валка.

Выпуск калибра. Боковые стенки ящичного калибра /рис.42.3" имеют некоторый наклон к оси валков. Этот наклон стенок калибра называют выпуском. При прокатке выпуск калибра обеспечивает удобную и правильную задачу полосы в калибр и свободный выход полосы из калибра. При перпендикулярном выполнении стенок калибра к оси валков наблюдалось бы сильное защемление полоса создавалась бы опасность оковывания валков, поскольку уширение практически всегда сопутствует процессу прокатки. Обычно вы­пуск калибра удавливается в процентах /~ 100 %/ или в градусах µ и принимается для ящичных калибров 10..20%

Верхнее и нижнее давление Весьма важно при прокатке обеспечить прямолинейный выход полосы из валков. Для этой цели используют проводки, так как при прокатке имеются причины, вызывавшие изгиб полосы в сторону верхнего и нижнего валков, то это требует установка проводок на нижнем и верхнем валках. Но этой установки

можно избежать, если полосе заранее дать определенное направление что достигается применением валков с разными диаметрами. Разницу между диаметрами вилков принято условно называть "давлением", Воли диаметр верхнего валка больше, говорят о "верхнем давлении" /рис. 42.4/,

если принят большим диаметр нижнего валка, то в данном случае имеется "нижнее давление". Величина давления выра­жается разностъю диаметров в миллиметрах. Для сортовых ставов стремятся иметь верхнее давление на более I % от среднего диаметра валков.

Система овал-круг

Рисунок 1.8.Схема прокатки металла в системе калибров

«овал-круг».

Система является частным случаем системы «овал-реб-ровой овал» и, при необходимости, позволяет создать «универсальность» калибровки, обеспечивающую получение круглых профилей стандартных диаметров из промежуточных рабочих клетей (по ходу прокатки металла на стане), что уменьшает простои стана на перевалки. Однако «универсальность» систем калибровок валков несколько усложняет выполнение режима обжатий металла на стане, что в какой-то степени можно отнести к недостаткам системы. Низкая устойчивость однорадиусного овала в круглом калибре препятствует прокатке металла с сохранением высоких значений частных «вытяжек» металла и величина средней «вытяжки» металла в системе «овал-круг» составляет (). Систему калибров не рационально применять как вытяжную, хотя она незаменима в качестве чистовой, что успешно реализуется на стане 350 ОЭМК.

Некоторые элементы калибров простой формы являются общими для всех типов калибров.

Зазор между валками (буртами валков), . Под действием усилий со стороны прокатываемого металла расстояние между валками увеличивается за счет выборки зазоров в деталях клети и упругой деформации клети. При этом высота калибра увеличится. Поэтому чертеж калибра должен отображать его форму и размеры в момент прокатки полосы, то есть вместе с зазором (рисунок 5.1).

Зазор позволяет при прокатке изменять высоту калибра, тем самым изменять профиль прокатываемого металла. При большом зазоре зона контакта металла и валков мала, контур калибра получается незамкнутым, поэтому ухудшается исполнение размеров и формы проката. По этой причине зазоры в чистовых калибрах должны быть минимальными.

Величина зазора принимается в долях от номинального диаметра валков (таблица 1.2.) или высоты калибра (высоты полосы ).

Таблица 1.2. Минимальные зазоры между буртами валков

Группа клетей мелкосортной (среднесортной) и проволочной линии стана 350	№клетей	, мм
Черновая группа
I промежуточная
II промежуточная
Чистовая
Чистовой блок

Рисунок 1.9. Схема построения и типовые элементы калибра: а – геометрическая фигура образующая калибр и контуры поверхностей пары гладких валков (здесь контуры представляют собой две сплошные тонкие линии); б – ручьи валков с закруглениями; в – положение и размеры прокатываемой полосы; г – окончательная схема калибра.

Ширина калибра представляет собой горизонтальный, относительно оси валка, характерный размер (далее горизонтальность и вертикальность будут подразумеваться относительно оси валка) геометрической фигуры образующей калибр (рисунок 1.9.).

Высота калибра - характерный вертикальный размер геометрической фигуры образующей калибр (рисунок 1.9.).

Ширина вреза калибра - это ширина геометрической фигуры образующей калибр на уровне пересечения с линией бурта валка (рисунок 1.9.).

Глубина вреза калибра - это расстояние от бурта валка до нижней точки калибра (рисунок 1.9.).

Радиусы закруглений по дну калибра и по буртам выражают обычно в долях высоты калибра. Закруглениями выполняется плавный переход в местах резкого изменения контура калибра либо на границе бурт-калибр (рисунок 1.9.). Закругления необходимы для снижения концентраций напряжений в элементах валка.

Ширина бурта между калибрами (торцевого бурта)– горизонтальный размер не проточенной части бочки валка между соседними калибрами (между последним калибром и краем рабочей поверхности валка).

Ширина бурта между калибрами:

Ширина торцевого бурта:

, (1.4)

где - длина бочки валка (приложение 1)

Число ручьев на бочке валка;

В выражении (1.4) варьируются две величины: . Полученное значение должно удовлетворять условию (1.5). Таким образом, помимо нахождения размеров буртов, осуществляется подбор числа ручьев на бочке .

Выпуск калибра . Для обеспечения свободного выхода полосы из валков без защемления, ширина ручья должна увеличиваться от дна к центру калибра. Поэтому боковые стенки калибра делаются наклонными по отношению к контуру геометрической фигуры образующей калибр. Тангенс угла наклона называется выпуском калибра. Иногда выпуск калибра выражают в процентах.

Высота полосы - вертикальный характерный размер выходящей из валков полосы.

Ширина полосы - горизонтальный характерный размер выходящей из валков полосы.

Притупление полосы у разъема калибра (рисунок 1.9) показывает вертикальный размер свободной от контакта с валками части прокатываемой полосы.

Ширина и притупление полосы являются дополнительными геометрически наглядными параметрами, описывающими важную характеристику прокатки в калибрах - степень заполнения калибра металлом . Степень заполнения определяется по формуле.

Калибровка профилей и валков, предназначенных для прокатки круглой и квадратной стали

К горячекатаной круглой стали согласно ГОСТ 2590-71 относят профили, имеющие в поперечном сечении форму круга диаметром от 5 до 250 мм.

В общем случае схема калибровки круглой стали может быть разделена на две части: первая представляет собой калибровку для черновых и средних групп клетей и удовлетворяет ряду профилей, являясь в этом смысле общей для нескольких конечных профилей различного сечения (квадратной, полосовой, шестиугольной и др.), а вторая предназначена как определенная система для последних трех - четырех клетей и свойственна только данному профилю круглой стали. В черновых и средних группах клетей могут применяться системы калибров: прямоугольник - ящичный квадрат, шестиугольник - квадрат, овал - квадрат, овал - вертикальный овал.

Для последних трех - четырех профилирующих клетей система калибров также не является постоянной. Определенная закономерность наблюдается только в последних двух клетях: чистовая имеет круглый калибр, предчистовая - овальный, калибр третьей клети от конца прокатки может быть различной формы, от которой и зависит система калибровки.

Общие схемы калибров последних четырех проходов при прокатке круглой стали. Из этих схем следует, что в качестве предчистовых применяют овальные калибры двух форм: однорадиус- ные и с закруглением прямоугольников - так называемые «плоские» калибры. Первую схему используют при прокатке круглой стали большинства профилеразмеров, вторую - главным образом для круглой стали больших диаметров и арматурной стали.

По первой общей схеме прокатки можно отметить семь типов калибров, применяемых в предовальной клети. По второй общей схеме наибольшее применение нашли калибры только двух видов: ящичный квадрат 1 и квадрат 3, врезаемый на бочке валка при расположении по диагонали.

Системы и форма калибров, применяемых для черновых и средних групп клетей, могут быть весьма разнообразными и зависеть от ряда факторов, главные из которых-тип стана и конструкция его основного и вспомогательного оборудования.

В настоящее время существует ряд приемов построения чистового калибра для круглой стали: очерчивание калибра двумя радиусами из разных центров; снятие фасок у разъемов валков с целью предотвращения лампаса малой толщины подрезов раската буртами калибра; образование выпуска очертанием калибра по разъему и т.д. Практика показывает, что чистовой калибр, очерченный одним радиусом и имеющий лишь один размер - внутренний диаметр, не удовлетворяет требованиям получения геометрически правильного качественного профиля, особенно профиля большого диаметра. Как правило, в таком калибре, даже при самом незначительном изменении технологических условий (понижении температуры прокатки, выработке валков предчистового калибра, увеличении высоты овала и др.) ручьи переполняются металлом. Получение профиля в соответствии с формой чистового калибра требует постоянного контроля размеров предчистового овального раската. В случаях переполнения калибра не всегда удается выдержать диаметр профиля, даже в пределах плюсового допуска.

В целях устранения отмеченных недостатков рекомендуется для профиля круглой стали конструировать чистовой калибр с развалом (выпуском), т. е. предусматривать несколько больший горизонтальный диаметр по сравнению с вертикальным. Это необходимо также в связи с тем, что раскат овального сечения, поступающий в чистовой калибр, имеет пониженную температуру в местах по концам большой оси и тепловая усадка готового профиля при охлаждении в направлении горизонтального диаметра несколько больше, чем в направлении вертикального диаметра. Интенсивный износ чистового калибра круглой стали по вертикали вследствие большего обжатия также способствует превышению размера на 1-1,5% горизонтального диаметра над вертикальным.

Круглую сталь на отечественных заводах стремятся прокатывать по минусовым допускам.

Определение размера горизонтального диаметра по разъему чистового калибра рекомендуется по аналитически выведенным уравнениям (Н. В. Литовченко) с учетом размеров диаметров профиля.