1. Основные технологические процессы.

Прокатка является наиболее распространённым и экономичным способом обработки металлов давлением. Сущность процесса прокатки заключается в деформировании металла (заготовки) путём обжатия его между вращающимися валками прокатного стана, в результате чего происходит изменение формы заготовки (уменьшается поперечное сечение заготовки и увеличивается её длина).³⁰

Валки для прокатки отливают из отбелённого чугуна или выковывают из углеродистой и легированной сталей. Их делают гладкими или калиброванными, с ручьями (канавками) по окружности. Первые (листовые) применяют при прокатке листов, вторые (сортовые) для сортового и фасонного проката.³¹Калибровкой называется последовательное расположение на валках ручьёв, обеспечивающее получение готового профиля заданных размеров. В практике прокатного производства используют различные виды калибров: обжимные (вытяжные), черновые (подготовительные), предотделочные (предчистовые), отделочные (чистовые).³²

Необходимое для деформации давление возникает от того, что расстояние (зазор) между валками меньше, чем толщина заготовки. Вращающиеся валки вследствие трения захватывают заготовку, втягивают её в зазор между валками и обжимают металл, одновременно выполняя движения подачи. В результате получается лист, полоса или профиль требуемого сечения.

Прокатка подразделяется на горячую (с предварительным нагревом металла) и холодную. Горячая прокатка более производительная и экономически выгодна, чем холодная, однако холодная прокатка обеспечивает значительно более высокую точность и часто является чистовым этапом производства листов, труб и профилей.

При прокатке сохраняется условие постоянства объёма металла; металл обжимается, в результате чего толщина полосы уменьшается, а её длина и ширина увеличиваются. Разность между исходной h₀и конечнойh₁ толщинами деформируемой заготовки называют абсолютным обжатием:

h=h₀-h₁

Разность между конечной b₁и исходнойb₀ширинами называют абсолютным уширением:

b=b₁-b₀

Степень деформации при прокатке характеризуют следующие показатели:

• относительное обжатие– отношение абсолютного обжатия к исходной толщине:

=h/h₀

• коэффициент уширения– отношение между конечной и исходной ширинамиb₁/b₀

• коэффициент обжатия– отношение исходной толщины к конечной:

= h₀/h₁

• коэффициент вытяжки– отношение длины прокаткиl₁к исходной длинеl₀:

=l₁/l₀

При постоянном обжатии уширение тем больше, чем меньше вытяжка, и наоборот. Угол захвата определяется по формуле:

Cos= 1- (h₀-h₁)/2R= 1-h/D.

Эта формула выражает зависимость между углом захвата , обжатиемhи диаметром валковD.³³

2. Классификация прокатных станов.

Прокатка осуществляется на прокатных станах. Прокатный стан– сложный агрегат, состоящий из одной или нескольких прокатных линий. Линией прокатного стана называется комплексная установка, состоящая из рабочей клети, шпинделей, шестеренной клети, коренной муфты, редуктора, маховика, моторной муфты, двигателя.

По назначению продукции прокатные станы различают:

• сортовые (обжимные (блюминги - производство сортовой заготовки), заготовочные, крупно-, средне- и мелкосортные рельсобалочные, проволочные)

• листовые (обжимные (слябинги – производство листовой заготовки), броневые, толсто-, средне-, тонколистовые, ленточные, жестепрокатные)

• трубопрокатные (для сварных (шовных) и бесшовных труб)

• специальные (колесные, бандажные)

По количеству валков в клети:

• двухвалковые (дуо)

• трёхвалковые (трио)

• четырёхвалковые (кварто)

• многовалковые

• универсальные

По количеству рабочих клетей и их расположению станы подразделяют на:

• одноклетьевые станы с клетями, расположенными в одну линию и имеющие одинаковое число оборотов

• станы с клетями, расположенными в две линии, у которых на чистовых клетях повышенное число оборотов и скорость прокатки

• станы со ступенчатым расположением клетей.

Скорость чистовых клетей увеличена; станы с непрерывным расположением клетей или «непрерывные» станы, у которых каждая клеть является самостоятельной линией. Металл проходит все клети последовательно. Скорость к концу прокатки возрастает.³⁴

Двухвалковые станы бывают реверсивные (прокатка заготовки ведётся в обе стороны) и нереверсивные (прокатка ведётся в одну сторону, для повторных пропусков заготовка возвращается через верхний валок). Трёхвалковые станы имеют в рабочей клети три валка с постоянным направлением вращения. Прокатка заготовок на таких станах ведётся в одну сторону между нижним и средним валками, в другую – между средним и верхним. Трио-станы с плавающим валком применяются, главным образом, для прокатки листов. В четырёх- и шестивалковых станах верхние и нижние валки являются опорными, они препятствуют прогибу средних рабочих валков; эта схема применяется у листовых станов.

Шестивалковые станы служат для холодной прокатки тонких и узких лент с жёсткими допусками, двенадцати (и более)-валковые предназначены для производства фольги высокой точности вхолодную. Универсальные станы имеют горизонтальные и вертикальные валки и обеспечивают обжатие четырёх сторон. Они применяются для слябов, а также прокатки крупных двутавровых балок.³⁵