Оборудование для прокатки
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 31).
Схема прокатного стана: 1 – валок; 2 – шпиндели; 3 – станина; 4 – шестеренная клеть; 5 – двигатель.
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, редуктор, шпиндели.
Всю нагрузку от усилия прокатки воспринимают литые станины. Расстояние между валками для осуществления необходимого обжатия устанавливают с помощью нажимного механизма.
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 32): «дуо», «трио», «кварто», шестивалковые, двенадцативалковые, двадцативалковые, планетарные.
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 33):
одноклетьевые
многоклетьевые.
В свою очередь многоклетьевые станы делятся на следующие виды:
линейными (клети расположены в линию);
с последовательным расположением клетей;
полунепрерывными;
непрерывными.
Схемы расположения рабочих клетей, у различных прокатных станов:а– одноклетьевой,б– полунепрерывный,в– линейный,г– непрерывный,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.