Тема № 2 рабочие клети Лекция № 4
4.1 Устройство рабочих клетей
Рабочая клеть – основной механизм прокатного производства, в котором осуществляется пластическая деформация вращающимися валками. От конструкции рабочей клети в значительной степени зависят все показатели работы прокатного стана: производительность, качество продукции, расход энергетических и материальных ресурсов.
Несмотря на огромное разнообразие конструкций, все рабочие клети в принципе устроены одинаково и состоят из следующих деталей и узлов:
1. Валкового комплекта, включающего валки 1 (рабочие и опорные). подшипников валков 2, подушек 3 (корпусов подшипников). Иногда в валковый комплект входят гидроцилиндры уравновешивающего устройства или системы противоизгиба валков (рис.4.1).
Рисунок 4.1− Валковый комплект
2. Узла клети, состоящего из двух станин (левой 1и правой 2 по ходу
технологической линии) и соединяющих их траверс 3 или шпилек 4 (рис. 4.2).
Рисунок 4.2 − Узел клети
Станины − это массивные рамы, воспринимающие все усилия, возникающие при прокатке, в проемах которых устанавливаются подушки валков.
3. Нажимного механизма и уравновешивающего устройства, которые разнообразны по конструкции, но совместно выполняют одну и ту же функцию – изменение раствора валков в паузах между проходами и поддержание его постоянства – во время проходов. Иногда (для изменения толщины полосы) нажимные механизмы изменяют раствор валков и во время прокатки.
4. Механизма осевой регулировки и фиксации, который обеспечивает требуемую установку валков в горизонтальной плоскости относительно друг друга и станин и удержание их в этом положении при прокатке.
4. Привалковой арматуры – линеек, проводок, проводковых брусьев,
ножей – для придания раскатам требуемого положения при входе и
выходе из валков и удержания при прокатке.
5. Плитовин – массивных линеек, на которые устанавливается клеть с целью уменьшения удельной нагрузки на фундамент.
На рисунке 4.3 схематически показана рабочая клеть в сборе.
Рисунок 4.3 − Рабочая клеть в сборе: 1- валковый комплект,
2- станины, 3- нажимной механизм, 4-плитовины
Кроме вышеперечисленных основных деталей и узлов, рабочие клети оснащаются различными вспомогательными устройствами:
1. Системой охлаждения валков или подачи технологической смазки;
2. Гидросбивом окалины и системой ускоренного охлаждения раскатов при прокатке;
3. Системами гидроизгиба валков для уменьшения разнотолщинности листов и полос;
4. Датчиками усилия прокатки – месдозами или тензометрами;
5. Системой централизованной подачи смазки ко всем механизмам и узлам клети.
4.2 Классификация рабочих клетей по расположению валков
По этому признаку различают 5 типов клетей: с горизонтальными валками (ГВ), с вертикальными валками (ВВ), универсальные, с косорасположенными валками, прочие.
1. Клети с ГВ:
1.1 Простейшие «дуо» - с одной парой рабочих валков (рис.4.4).
Рисунок 4.4 − Валки «дуо»
Применяются на блюмингах, НЗС, сортовых станах, в черновых клетях листовых станов.
1.2 Клети «трио» - с тремя валками сортовые (рис.4.5а) и трио Лаута для прокатки листов (рис.4.5б).
а) б)
Рисунок 4.5 − Клети трио
У трио Лаута средний валок – неприводной и меньшего диаметра. При прокатке он поочередно прижимается к верхнему и нижнему валкам, обеспечивая тем самым реверсивную прокатку при нереверсивном приводе с разными обжатиями.
1.3 Клети «кварто» − с четырьмя валками. Имеют пару рабочих валков меньшего диаметра и пару опорных – большего (рис.4.6).
Рисунок 4.6 − Клеть «кварто»
В настоящее время это самая распространенная конструкция в листопрокатном производстве, поскольку обеспечивает получение высокой точности и планшетности листов и полос.
1.4 Шестивалковые клети − рисунок 4.7.
Рисунок 4.7 − Шестивалковая клеть
Предназначались для получения высокой жесткости валкового комплекта при малом диаметре рабочих валков, что необходимо при холодной прокатке полос. Оказались неэффективными.
1.5 Двенадцативалковые клети − рисунок 4.8.
Рисунок 4.8 − Двенадцативалковая клеть
Эти клети имеют достаточно высокую жесткость и поэтому применяются при холодной прокатке тонких лент.
1.6 Двадцативалковые клети − обладают очень высокой жесткостью и благодаря неприводным рабочим валкам очень малого диаметра
обеспечивают выкатку тончайших лент и фольги. Приводными у этих клетей являются опорные валки, находящиеся в контакте с рабочими (рис.4.9).
В последнее время за рубежом созданы клети с еще большим числом валков (38 и более).
Рисунок 4.9 − Двадцативалковая клеть
Рисунок 4.10 − Двадцативалковая клеть Сендзимира
1.7 Планетарные клети Сендзимира. Имеют два опорных валка и большое количество вращающихся вокруг них рабочих валков, подобно планетам вокруг Солнца. Рабочие валки неприводные и вращаются в направлении, противоположном движению металла. Поэтому раскат заталкивается в валки специальным устройством. Эти клети обеспечивают обжатие за проход 90÷95%. Применяются для прокатки листов и полос из труднодеформируемых марок сталей и в составе литейно-прокатных агрегатов (ЛПА). Из-за сложности конструкции широкого применения не получили. Схема их показана на рисунке 4.10.
Рисунок 4.10 − Планетарная клеть
Рисунок 4.11 − Стан Сендзимира
2. Клети с ВВ − исключительно «дуо». Применяются в составе непрерывных групп сортовых станов, в качестве вертикальных окалиноломателей НШС и ТЛС, для управления формой раскатов в плане на ТЛС и в редуцирующих агрегатах (РА).
3. Универсальные клети − с ГВ и ВВ. Имеется два подвида (рис.4.11):
а) б)
Рисунок 4.11− Схемы универсальных клетей
Первый подвид, с ГВ и ВВ в одной плоскости, образующими калибр, применяется на РБС. Здесь приводные ГВ обжимают стенки балок, а неприводные ВВ – полки (рис.4.11а). Второй подвид (рис.4.11б), с ГВ и ВВ в двух разных плоскостях, используется на слябингах и в черновых клетях НШС, где ВВ необходимы для обжатия боковых граней слитков или слябов без их кантовки.
4. Косовалковые клети – применяются в трубопрокатных агрегатах для производства бесшовных труб.
5. Клети специального назначения (прочие) – для производства специального проката (гнутых профилей, периодических профилей, шаров, ребристых труб, сверл, колец и т.д.). Обычно имеют много валков разной формы, оси которых пересекаются под различными углами. Например, стан для прокатки крупногабаритных колец (рис.4.12):
Рисунок 4.12− Стан для прокатки колец