Оборудование для прокатки. Оборудование прокатных станов. Вопросы и темы для самоконтроля

Основным инструментом для прокатки являются валки, которые в зависимости от прокатываемого профиля могут быть гладкими (рис. 3.20, а), калиброванными (ручьевыми) (рис. 3.20, б) и специальными. Гладкие валки применяют при прокатке листов, полос и т. п. На калиброванных валках прокатывают все виды сортового проката. Специальные валки используются при производстве специальных видов проката.

Валки имеют рабочую часть (бочку) 1, две шейки 2для установки в подшипниках и крестообразные концы (трефы) 3 для соединения валка с приводом (рис. 3.20).

На рабочей (боковой) поверхности калиброванных валков имеются канавки - ручьи. Совокупность ручьев пары валков называется калибром. На каждой паре валков обычно размещается несколько калибров. Калибры могут быть открытыми (рис. 3.20, в) и закрытыми (рис. 3.20, г).

Валки шейками опираются на подшипники, установленные в станине. С помощью специального нажимного механизма расстояние между валками может регулироваться. Комплект прокатных валков со станиной называют рабочей клетью. Прокатный стан состоит из одной или нескольких рабочих клетей и привода, включающего электродвигатель и передаточный механизм (рис. 3.21).

В зависимости от конструкции и расположения валков рабочие клети прокатных станов подразделяют на шесть групп (рис. 3.22): дуо, трио, кварто, многовалковые, универсальные и специальной конструкции.

Клети дуо (двухвалковые) бывают реверсивные (прокатка ведется в обе стороны) и нереверсивные (прокатка ведется в одну сторону). Клети трио (трехвалковые) чаще всего нереверсивные. Прокатка на таких станах ведется вперед между нижним и средним валком и назад между верхним и средним. Клети кварто (четырехвалковые) имеют четыре валка, расположенные друг над другом, из них два рабочих валка меньшего диаметра и два опорных - большего диаметра. Благодаря жесткости и относительно малому прогибу опорных валков на этих клетях производится холодная прокатка тонких полос и узких лент с малым допуском по толщине. Универсальные клети имеют горизонтальные и вертикальные валки: последние обеспечивают обжатие металла в поперечном направлении. Вертикальные валки располагаются, как правило, с передней стороны. К клетям специальной конструкции относятся клети прокатных станов узкого назначения: колесопрокатных, бандажепрокатных, кольцепрокатных, шаропрокатных, станов для прокатки профилей переменного сечения.

По роду выпускаемой продукции прокатные станы классифицируют на следующие основные типы: обжимные, заготовочные, рельсобалочные, сортовые, проволочные, листопрокатные, трубопрокатные и станы специального назначения.

Обжимные станы предназначены для обжатия стальных слитков в крупные заготовки. К обжимным станам относятся блюминги, производящие заготовки квадратного профиля - блюмы и слябинги, производящие прямоугольный прокат - слябы.

Заготовительные станы используют для прокатки блюмов в сортовые заготовки, преимущественно квадратного сечения, которые в дальнейшем используются для проката на сортовых станах.

Рельсо-балочные станы служат для получения из блюмов рельсов, крупных балок, швеллеров и других профилей.

Сортовые станы, применяют для изготовления сортового проката простого и фасонного профиля.

Проволочные станы предназначены для прокатки проволоки диаметром 5 … 10 мм.

Листопрокатные станы, подразделяют на толстолистовые и тонколистовые. Толстолистовые станы прокатывают лист толщиной более 6 мм. Заготовкой являются слябы.

Трубопрокатные станы применяют для производства бесшовных и сварных труб.

Специальные станы предназначены для получения заготовок специального и периодического профилей. На специальных станах прокатывают шарики, ребристые трубы, вагонные оси, зубчатые колеса и много других изделий сложной конфигурации.

В прокатных цехах размещается оборудование , служащее как непосредственно для пластической обработки металлов давлением, так и осуществления различных вспомогательных операций. Оборудование прокатного стана, служащее для деформации металла называется основным, а для выполнения прочих операций - вспомогательным. Наиболее простым прокатным станом является одноклетьевой стан (Рисунок 25).

Рисунок 25 - Схема прокатного стана: 1 – валок; 2 – шпиндели; 3 – станина; 4 – шестеренная клеть; 5 – редуктор; 6 – двигатель; 7 – механизм для установки валков.

Основным рабочим инструментом прокатного стана являются прокатные валки, устанавливаемые в подшипниках, которые в свою очередь располагаются в станине. Станина с валками и механизмами для установки валков формируют рабочую клеть. Вращение валкам передается от двигателя через редуктор, шестеренную клеть и шпиндели. Наличие в передаточном механизме всех вышеуказанных элементов не является обязательным. Например, у обжимных станов часто отсутствуют редуктор и шестеренная клеть. В некоторых станах шестеренная клеть и редуктор объединены в один агрегат. Так же возможна схема двигатель, шестеренная клеть, шпиндели.

Всю нагрузку от усилия прокатки воспринимают литые станины. Расстояние между валками для осуществления необходимого обжатия устанавливают с помощью механизма для установки валков (нажимное устройство).

В зависимости от назначения прокатного стана их рабочие клети могут быть с горизонтальными, вертикальными и косорасположенными валками.

Клети с горизонтальными валками наиболее часто используются. Они подразделяются в зависимости от количества валков на следующие типы (Рисунок 26): «дуо», «трио», «кварто», шестивалковые, двенадцативалковые, двадцативалковые, планетарные.

Рисунок 26 - Схемы рабочих клетей с горизонтальными валками: а – «дуо», б – «трио», в – «кварто», г – шестивалковая.

Применение клетей с количеством валков более двух или трех связано с необходимостью получения большой жесткости прокатных валков при производстве тонких полос.

В зависимости от назначения прокатного стана, от требуемого числа проходов при прокатке станы делятся на следующие виды (Рисунок 27):

Одноклетьевые;

Многоклетьевые.

В свою очередь многоклетьевые станы делятся на следующие виды:

Линейные (клети расположены в линию);

С последовательным расположением клетей;

Полунепрерывные;

Непрерывные.

Рисунок 27 – Установка рабочих клетей прокатных станов: а – одноклетьевого, б – полунепрерывного, в – линейного, г -непрерывного, д – с последовательным расположением клетей.

Одноклетьевые станы наиболее распространены и применяются для прокатки блюмов, слябов, листов.

Когда прокатываются сортовые профили, то не удается расположить в валках одной клети все калибры. В этом случае применяются многоклетьевые станы с расположением клетей в одну или несколько линий, а также станы с последовательным расположением клетей. Для увеличения производительности и уменьшения размеров зданий цеха применяются полунепрерывные и непрерывные прокатные станы. Если в станах с последовательным расположением клетей заготовка может находиться одновременно только в одной клети, то в непрерывных станах она одновременно прокатывается во всех валках. Для обеспечения непрерывности прокатки без обрывов полосы и образования петель в этом случае необходимо соблюдение равенства секундных объемов, проходимых в каждой паре валков:

где – площадь сечения металла в соответствующей клети;

– скорость валков в соответствующей клети.

Из этого условия следует, что скорость прокатки по мере уменьшения сечения должна увеличиваться. Всякое изменение сечения полосы требует автоматического изменения скорости прокатки. Потому существуют трудности в настройке стана при переходе с одного типоразмера проката на другой. В связи с этим непрерывные станы применяются при получении простых по форме заготовок. А для производства сортовых профилей используются полунепрерывные станы, у которых черновая группа клетей выполняется непрерывной, а чистовая – в виде линейного стана. Черновая группа не требует точной настройки валков, так как ее назначение - произвести максимальное обжатие заготовки. В чистовой же группе клетей последовательно формируется профиль сечения, что требует уже индивидуальной настройки каждой пары валков.

Вопросы и темы для самоконтроля:

1.Как определяется скорость деформации?

2. Что такое внешнее трение?

3. Как определяется угол трения?

4. Стадии процесса прокатки?

5. Условия захвата металла валками при прокатке?

6. Что такое опережение и отставание металла при прокатке? 7. Сортамент прокатной продукции.

8. Стадии получения проката из заготовки.

9. Стадии получения проката из слитка.

10. Особенности нагрева заготовок и охлаждения проката.

11. Что такое калибр и виды калибров?

12. Классификация станов по количеству рабочих валков.

13.Классификация станов по расположению клетей.

Инструментом прокатки являютсявалки , с помощью которых обрабатываются слитки и другие заготовки. Валки бывают:

гладкие для проката листов, лент;

ступенчатые для прокатки полосовой стали;

ручьевые для получения сортового проката.

Профиль выреза на боковой поверхности валка называется ручьем . Ручей верхнего и нижнего валков в совокупности образуюткалибр .

На каждой паре валков размещают несколько калибров, форма которых зависит от прокатываемого профиля. Сложные профили проката получают последовательными пропусками металла через серию калибров. Для рельсов число калибров 9, для балок от 9 до 13, для проволоки – от 15 до19.

В зависимости от стадии прокатки различают калибры обжимные (уменьшающие сечение заготовки),черновые (приближающие сечение заготовки к заданному профилю) ичистовые илиотделочные (дающие заданный профиль).

Оборудование , на котором прокатывается металл, называется прокатным станом.Принцип работы прокатного стана следующий: прокатные валки монтируются в подшипниках, находящихся в стойках станины. Комплект валков вместе со станиной называется рабочей клетью. Рабочие валки получают вращение от двигателя через редуктор, передающий вращательное движение через шестеренную клеть и шпиндели.

К прокатному стану относятся также вспомогательные машины и механизмы, выполняющие подсобные операции по резке, отделке транспортировке прокатываемого металла.

§ 3. Классификация прокатных станов

Станы классифицируются по 3 основным признакам:

по назначению;

по числу и расположению валков в рабочих клетях;

3. по числу и расположению рабочих клетей.

По назначению станы разделяют на 2 основных типа:

станы для производства полупродукта;

станы для производства готовой продукции.

Кпервому типу относятсяобжимные и заготовочные станы. Обжимные станы –блюминги и слябинги с диаметром валков 800―1400 мм – предназначены для прокатки слитков в заготовки крупных размеров (блюмы и слябы), которые в качестве полупродукта поступают для последующей прокатки в заготовки меньших размеров или для получения готового продукта. Заготовочные станы имеющие диаметр валков450―750 мм предназначены для прокатки блюмов в заготовки более мелких размеров (от 5050 мм до 150150 мм), являющихся исходным материалом для дальнейшей прокатки на сортовых станах.

Ко второму типу станов относят:

1. рельсобалочные с валками диаметром 750 – 900 мм для прокатки

железнодорожных рельсов, двутавровых балок, швеллеров, уголков

крупных размеров;

2. крупносортовые с валками диаметром 500―750 мм для прокатки крупносортовой стали (квадратной и круглой от 80 до 150 мм), балок и швеллеров 120―140 мм;

3. среднесортовые с валками диаметром 350―500 мм для прокатки среднесортовой стали (квадратной и круглой 40―80 мм), балок и швеллеров высотой до 120 мм;

4. мелкосортные с валками диаметром 250―350 мм для прокатки мелких сортовых профилей (квадратной и круглой 8―40 мм), угловых профилей 2020 до 5050 мм;

5. проволочные станы с валками диаметром 250―300 мм для прокатки проволоки (катанки) диаметром 5―9 мм;

6. полосовые (штрипсовые) станы с валками диаметром 300―400 мм для прокатки полос шириной 65―500 мм и толщиной 1,5―10 мм;

7. толстолистовые станы для прокатки листов толщиной 4―60 мм;

8. тонколистовые горячей и холодной прокатки для листов толщиной 0,2―4 мм и шириной 500―2500 мм;

9. универсальные станы для прокатки универсальных полос шириной 200―1500 мм;

10. трубные станы для производства бесшовных и сварных труб;

11. станы специального назначения – колесо- и бандажепрокатные, шаропрокатные и т. д.

Как видно из приведенной классификации, основной характеристикой сортовых станов является диаметр рабочих или шестеренных валков. Если в стане имеется несколько клетей, то характеристикой всего стана является диаметр валков чистовой клети. Например, проволочный стан 250 означает, что диаметр рабочих или шестеренных валков чистовой клети равен 250 мм.

По числу и расположению валков в рабочих клетях станы различают :

дуо-станы – (двухвалковые) с двумя валками в каждой клети расположенные горизонтально один над другим в вертикальной плоскости.

Станы дуо могут иметь постоянное направление вращения валков (нереверсивные) и переменное (реверсивное). В последнем случае валки периодически изменяют направление вращения и слиток или полоса проходит между валками вперед и назад несколько раз; оба валка обычно являются приводными. Большее распространение получили реверсивные дуо-станы: блюминги, слябинги, толстолистовые и др.

Трио-станы, у которых три валка расположены горизонтально один над другим в одной вертикальной плоскости. Полоса прокатывается сначала между нижним и средним валками, а затем специальным приспособлением (подъемно-качающимися столами) поднимается на уровень разъема среднего и верхнего валков и при обратном ходе прокатывается между средним и верхним валками. На трио-станах прокатываются сортовой металл и листы. Листовые трио-станы имеют средний не приводной валок несколько меньшего диаметра, чем верхний и нижний, а на сортовых - все валки одинакового диаметра.

кварто-станы имеют четыре валка, вертикально расположенных один над другим, два валка меньшего диаметра (средние) – рабочие, а большие (верхний и нижний) – опорные. Опорные валки воспринимают давление при прокатке и уменьшают прогиб рабочих валков. Станы кварто бывают реверсивные и нереверсивные. Они предназначены для прокатки листов и полос.

многовалковые станы бывают шестивалковые, двенадцативалковые, двадцативалковые и др. Эти станы имеют два рабочих валка малого диаметра, а остальные - опорные. В виду малого прогиба рабочих валков эти станы применяют для холодной прокатки тонких полос и узких лент в рулонах.

универсальные станы, которые имеют в одной рабочей клети вертикальные и горизонтальные валки. На этих станах металл обжимается по ширине и высоте. Универсальные станы применяют для прокатки полос называемых универсальной сталью.

По числу и расположению рабочих клетей прокатные станы разделяют наодноклетевые и многоклетевые . Простейшим типом является одноклетевой стан. К ним относятся блюминги, слябинги, толстолистовые дуо- и трио-станы, универсальные станы.

Многоклетевые станы имеют две и более рабочие клети. Расположение клетей может быть: линейным, последовательным и непрерывным . У этих станов каждая рабочая клеть или группа из 2―4 клетей имеет линию привода валков.

Линейными станами с расположением рабочих клетей в одну линию являются рельсобалочные и крупносортные станы.

Наиболее распространенным типом современных многоклетевых станов являются непрерывные станы , у которых число рабочих клетей равно требуемому числу проходов; прокатка ведется по принципу – в каждой клети один проход. Клети расположены последовательно одна за другой так, что полоса одновременно находится в двух и более клетях. Скорость прокатки в каждой рабочей клети по мере уменьшения сечения прокатываемой полосы увеличивается, что достигается изменением числа оборотов валков при индивидуальном приводе валков каждой рабочей клети, либо изменением передаточного отношения и числа оборотов валков и диаметра рабочих валков при групповом приводе.

Непрерывные станы применяются в качестве заготовочных, сортовых, проволочных, штрипсовых (полосовых), листовых для холодной и горячей прокатки. Скорость прокатки на этих станах достигает 30―35 м/сек и более, благодаря чему непрерывные станы имеют высокую производительность.

7.1. Типы прокатных станов

Комплекс машин и механизмов для получения изделий методом прокатки и их обработки в потоке называется прокатным станом.

Из этого определения следует, что помимо основной операции – пластического формообразования раската, на стане выполняют и ряд других.

В теории организации производства отдельные операции, необходимые для осуществления технологического процесса, подразделяют на основные сопутствующие и вспомогательные. В соответствии с этим различают основное, сопутствующее и вспомогательное оборудование.

Применительно к прокатке к основным относятся операции по осуществлению пластической деформации металла, т.е. собственно прокатку, и соответственно к основному оборудованию относят прокатную клеть, электропривод и передаточные устройства.

К сопутствующим относят операции, в процессе которых может изменяться физическое состояние и/или размеры раската, но без изменения формы и площади поперечного сечения. Это нагрев, охлаждение, порезка на мерные длины, правка, зачистка проката и пр. И соответственно оборудование: нагревательные устройства, холодильники, правильные машины, средства порезки, отделки и пр.

К вспомогательным относятся операции, при которых не изменяется ни форма, ни размеры, ни физическое состояние прокатываемого металла. Это операции и соответствующее оборудование для продольного и поперечного перемещения раскатов, (рольганги, шлепперы, грузоподъемные механизмы), их кантовки и клеймения, смотки в бунты и рулоны, обвязки проката, перевалки валков и пр. В обиходе, однако, сопутствующие и вспомогательные операции и оборудование обычно именуют вспомогательными.

Линия, на которой расположено основное оборудование, называется главной (рабочей) линией прокатного стана (рис.7.1). Основными ее элементами являются: рабочая клеть с валками (1), шпиндели с муфтами (2), шестеренная клеть (3), коренная муфта (4), редуктор (6), главная (моторная) муфта (7) и двигатель (5).

Валки (рис.7.2) состоят из бочки (1) диаметром d и длиной l, двух опорных шеек (2) и хвостовиков (3). Размеры и количество валков в клети определяют тип клети и прокатного стана. Сортовые станы характеризуются номинальным диаметром бочки валка (например, стан 280), а листовые - ее длиной (например, стан 3600). Если сортовой стан состоит из нескольких клетей с разными диаметрами валков, тип стана обычно определяют по валкам чистовой клети.

Прокатные станы классифицируют по следующим признакам: по режиму работы, по назначению, по количеству и расположению валков в клети, по количеству и расположению клетей.

По режиму работы прокатные станы делятся на нереверсивные (частота и направление вращения валков постоянные) и реверсивные (прокатку осуществляют в прямом и обратном направлении за счет изменения направления вращения валков). Ко вторым относят блюминги, слябинги, заготовочные и толстолистовые станы.

По назначению станы подразделяются на станы для производства полупродукта и станы для производства готового проката. К первым относят блюминги, слябинги, заготовочные станы. Ко вторым относят:

Рельсобалочные станы (диаметр валков 750-900 мм);

Крупносортные станы (500-700 мм);

Среднесортные станы (350-500 мм);

Мелкосортные станы (250-330 мм);

Проволочные станы (150-280 мм);

Штрипсовые станы (300-400 мм);

Толстолистовые станы (длина бочки валков до 5500 мм);

Широкополосные станы горячей прокатки (до 2500 мм);

Широкополосные станы холодной прокатки (до 2800 мм);

Универсальные полосовые станы (до 2000 мм);

Трубные станы разных типов;

Прочие станы (колесо-бандажные, осепрокатные, шаропрокатные и др.)

По количеству и расположению валков в клети различают:

Двухвалковые (дуо) клети (см. рис.1.1). Широко используют в реверсивном и нереверсивном режимах.

Трехвалковые (трио) клети, сортовые (7.3 а) и листовые (рис. 7.3 б). Используют для прокатки заготовок, сорта и листов.

Двойные двухвалковые клети (двойное дуо). Редко используют, в основном для прокатки мелкого сорта из легированных сталей (рис.7.4).

Четырехвалковые клети (кварто). Используют в основном в листовом производстве (рис.7.5). Рабочие валки (2) меньшего диаметра, опорные (1) – большего для повышения жесткости системы.

Шестивалковые клети (рис. 7.6) используются редко. Вариант расположения валков – в одной вертикальной осевой плоскости. Приводные валки рабочие.

Многовалковые клети – 12 –ти и 20-ти валковые. Используют для прокатки тончайших полос (до 2 мкм) в рулонах (рис. 7.7.- 7.8). Диаметр рабочих валков до 50 мм. Приводными являются опорные валки.

Универсальные клети – для прокатки листов кроме горизонтальных оснащают двумя вертикальными приводными валками; для прокатки широкополочных балок холостые вертикальные валки располагают в одной вертикальной плоскости с горизонтальными (рис.7.9).

По количеству и расположению клетей прокатные станы подразделяются на одно- и многоклетьевые. Одноклетьевые – блюминги, слябинги, листопрокатные, обжимо-заготовочные и пр. станы (рис.7.10).

Многоклетьевые станы – линейного типа, непрерывные, полунепрерывные и с последовательным расположением клетей.

Станы линейного типа (рис.7.11) используют для прокатки заготовок, мелко-, средне- и крупносортных профилей. Недостатком таких станов являются большие затраты ручного труда, низкие скорости прокатки и производительность. Частично этих недостатков можно избежать размещением клетей в несколько линий (рис.7.12.).

Более совершенными являются непрерывные станы с клетями, расположенными друг за другом (рис.7.13). Такие станы работают по принципу: «в каждой клети – один проход». Раскат одновременно может находиться в нескольких клетях. Поэтому необходимо соблюдать правило так называемых секундных объемов, т.е. через каждую клеть в единицу времени должно проходить одинаковое количество металла: , где V и F – скорости и площади поперечного сечения раската по клетям, соответственно. При нарушении этого условия между клетями могут возникнуть растяжение раската или петля. Поэтому в непрерывном режиме катают преимущественно простые профили.

Принцип непрерывной прокатки используют на непрерывно-заготовочных станах, средне- и мелкосортных, проволочных, штрипсовых станах, широкополосных станах горячей и холодной прокатки листов и пр.

Для прокатки более сложных профилей применяют полунепрерывные станы и станы с последовательным расположением клетей. Полунепрерывные станы используют для прокатки мелкого сорта. Они сочетают непрерывную черновую и линейную чистовую группы клетей (рис.7.14).

У станов с последовательным расположением клетей (рис.7.15) черновая группа может быть непрерывной, а последующие клети расположены друг за другом на расстоянии, превышающим длину раската. Для сокращения общей длины стана клети располагают в нескольких параллельных линиях. В этих клетях отпадает необходимость соблюдать правило секундных объемов. Такие станы используют в основном для прокатки среднего и крупного сорта.

Разновидностью таких станов является стан с шахматным расположением клетей (рис.7.16)

7.2 Основное и вспомогательное оборудование прокатных станов.

Рабочая клеть состоит из двух станин, валков с подшипниками, механизмов для установки и фиксирования положения валков в вертикальной и горизонтальной плоскостях, валковой арматуры, устройств для смазки и охлаждения валков.

Станины открытого или закрытого типов (рис.7.17) отливают из стали марки 30…35Л двутаврового или прямоугольного сечения.

Станины закрытого типа в виде цельной рамы, выдерживают большие усилия прокатки, но менее удобны в эксплуатации: затруднена перевалка валков, диаметр их ограничен шириной окна.

Прокатные валки – основной деформирующий инструмент - работают в жестких условиях: резкие теплосмены, большие давления, абразивное трение и пр. Поэтому они должны быть не только высокопрочными, но и термо- и износостойкими.

По материалу валки подразделяются на стальные (литые, кованые) и чугунные. Стальные валки обладают достаточно высокой прочностью и пластичностью, поэтому их используют в клетях, испытывающих большие усилия прокатки. Чугунные валки менее прочные, но более износостойкие, чем стальные. Поэтому чаще их используют в предчистовых и чистовых клетях.

Материалом валков служат углеродистые, низколегированные и легированные стали (Ст. 50…55, 50…60ХН, 9ХФ и др.), легированные и нелегированные чугуны (СШХН-60, ЛПХН-60 и др.). Буквы С, Л обозначают сортовые и листовые валки; Ш, П – чугун с шаровидным или пластинчатым графитом; Х, Н – легированные хромом и никелем, соответственно; 60 – твердость, единиц по Шору.

При завалке в клеть и в процессе эксплуатации положение валков необходимо регулировать. Для этого служат механизмы установки валков.

К ним относятся нажимное устройство, уравновешивающее устройство и устройство для регулирования положения валков в осевом направлении.

Нажимное устройство служит для регулирования положения валков в вертикальной плоскости. Оно состоит из гайки (фосфористая бронза), укрепленной в верхней поперечине станины, и нажимного винта (кованая сталь 40…45 ХН).

Привод нажимного винта – ручной на станах с небольшим перемещением верхнего валка (50-100 мм), электромеханический – на станах с частыми и большими

1.5. Прокатка
Прокатка - способ обработки металлов давлением, заключающийся в обжатии заготовки между вращающимися валками.

Прокатное производство имеет огромное значение в народном хозяйстве, так как около 90% всей выплавляемой стали и большая часть цветных металлов подвергаются прокатке.

Ввиду непрерывности процесса прокатка является самым производительным способом обработки металлов давлением.

В зависимости от расположения валков и заготовки различают три основных вида прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую.
При продольной прокатке (рис.5,а) заготовка деформируется между двумя валками и перемещается перпендикулярно осям валков. Это наиболее распространенный способ прокатки.

При поперечной прокатке (рис.5,б) валки, вращающиеся в одном направлении, придают вращение заготовке, которая, перемещаясь вдоль оси валков, деформируется.

При поперечно-винтовой прокатке (рис. 5,в) оси валков расположены под углом друг к другу и сообщают при деформации заготовке вращательное и поступательное движения.
Инструмент и оборудование для прокатки

Инструментом прокатки являются валки. В зависимости от прокатываемою профиля они могут быть гладкими (рис.6,а) и калиброванными (ручьевыми) (рис.6,б).
Валок состоит из средней рабочей части - бочки 1, осуществляющей прокатку, шеек 2 , которые устанавливаются в подшипники и треф 3 , через которые осуществляется вращение валка.

Гладкие валки применяются для прокатки листовой стали и обжиге слитков на квадратную заготовку (блюм) или прямоугольную (сляб).

Калиброванные валки имеют на рабочей поверхности бочки вырезы. Профиль, образованный поверхностью выреза и образующей валка, называется ручьем, а фигура, образованная совокупностью двух ручьев пары валков, - калибром. Комплект валков, установленных в специальной станине, называется клетью.

Совокупность привода вращения валков, одной или нескольких рабочих клетей, подающих рольгангов образует прокатный стан.

Прокатные станы по назначению подразделяют на станы, производящие полупродукт, и станы для выпуска готового проката.

К первым относятся обжимные станы (блюминги и слябинги) для прокатки слитков в заготовки крупного сечения, которые в дальнейшем идут на прокатку сортового и листового проката.

Ко вторым относятся станы для прокатки листов, фасонных профилей, рельсов, труб и т.п.

Продукция прокатного производства

Продукция прокатного производства применяется в металлических конструкциях (мостах, зданиях, железобетонных конструкциях, железнодорожных путях, станинах машин и т.п.) в качестве заготовок для изготовления деталей резанием в механических цехах и заготовок для последующих ковки и штамповки.

Форма поперечного сечения прокатанного изделия называется профилем. Совокупность профилей различных размеров называется сортаментом. Сортамент прокатываемых изделий разделяют на четыре основные группы: сортовой, листовой, трубы и специальные виды проката.

Сортовой прокат, получаемый продольной прокаткой, подразделяют на прокат простой геометрической формы - квадрат, круг, шестигранник, полосу (рис.7,а); фасонный прокат общего назначения - двутавр, швеллер, уголок, тавр, рельс (рис.7.б) и прокат специального назначения (рис.7,в).

Листовой прокат в зависимости от назначения подразделяют на электротехнический, судостроительный, котельный, автомобильный, жесть для консервной промышленности. Кроме того, листовую сталь разделяют на толстолистовую (толщиной 4...160 мы) и тонколистовую (толщиной 4...0,2 мм). В зависимости от технологии производства тонколистовой металл может быть горячекатаным и холоднокатаным.

Трубы стальные разделяют на бесшовные диаметром 30...650 мм и сварные диаметром 10...1420 мм.

К специальным видам проката относятся колеса железнодорожных вагонов, зубчатые колеса, шары шарикоподшипников, периодические профили, которые представляют собой заготовку, форма и поперечное сечение которой периодически изменяются вдоль оси.

Особой разновидностью специальных видов проката являются холодногнутые профили (рис.8), изготавливаемые на гибочных роликовых станах из полосы. Применение таких профилей за счет повышения жесткости конструкций в строительстве и машиностроении взамен горячекатаных позволяет экономить до 40% металла.
1.6. Волочение
Волочение заключается в протягивании заготовки через сужающееся отверстие матрицы. При этом площадь поперечного сечения заготовки уменьшается и приобретает форму поперечного сечения отверстия матрицы.

Схемы процесса волочения сплошного круглого или фасонного профиля даны на рис.9,а, а круглой трубы на оправке - на рис.9,б.

Волочильный инструмент - волоку (матрицу) изготавливают из закаленной стали, твердых сплавов, а для особо тонких изделий делают алмазные вставки. Усилия волочения в значительной мере влияют на силы трения на поверхности металл заготовки - матрица, которые стремятся снизить применением смазок (минеральные масла, тальк, графит, мыло).

Процесс волочения проводят обычно в несколько заходов. В большинстве случаев волочение проводят без нагрева, т.е. в холодном состоянии. В процессе волочения металл упрочняется. Поэтому перед каждым последующим проходом проводят отжиг (нагрев с медленным охлаждением) для снятия наклепа.

Методом волочения из стали и цветных металлов получают проволоку, которая находит широкое применение в технике (тросы, пружины, электропровода, электроды для сварки и т.п.), прутки и профили сложного сечения, трубы диаметром от 0,3 до 220 мм с толщиной стенки от 0,05 до 6 мм.

1.7. Прессование

Прессование заключается в выдавливании металла из замкнутой полости через отверстие, соответствующее сечению прессуемого профиля.

Принципиальная схема прессования приведена на рис.10. В процессе прессования прессуемый металл I выдавливается через матрицу 2 из контейнера 3 при движении пуансона 4.

Прессование может осуществляться прямым методом, при котором готовое изделие движется в том же направлении, что и пуансон (рис.10,а) и обратным, при котором готовое изделие движется навстречу пуансону (рис.10,б). Метод прямого прессования на практике применяется значительно чаще.
Исходной заготовкой при прессовании служит слиток или прокат.

Прессованием изготовляют изделия разнообразного сортамента из конструкционных, нержавеющих и других сталей и из цветных металлов. Таким методом получают прутки разнообразного сечения диаметром от 3 до 250 мм, трубы диаметром 20...400 мм с толщиной стенки 1,5...12 мм, полые профили сложного сечения и т.п.

При прессовании металл деформируется в условиях всестороннего сжатия, в результате чего показывает максимальную пластичность. Поэтому прессованием можно обрабатывать такие металлы, которые ввиду их низкой пластичности невозможно или затруднительно подвергать другим видам обработки давлением.

К недостаткам прессования надо отнести большие отходы металла, так как весь металл не может быть выдавлен из контейнера и в нем остается пресс-остаток (до 40% от массы исходной заготовки). В связи с большими усилиями прессования и высокой температурой инструмент для прессования быстро изнашивается. Для уменьшения износа его изготавливают из дорогих высоколегированных жаропрочных сталей, применяют специальные смазки (например, жидкое стекло).

Основным оборудованием для прессования являются вертикальные или горизонтальные гидравлические прессы.