Способ производства калиброванной шестигранной стали

 

Использование: получение шестигранного профиля прокаткой шестигранной заготовки с обжатиями по взаимно перпендикулярным направлениям в диагональных горизонтальных калибрах и в валках с гладкой бочкой. Сущность изобретения: прокатку осуществляют за четыре прохода с применением двух дополнительных черновых проходов в диагональном шестигранном калибре, имеющем ложные углы при вершинах, и в вертикальных валках с гладкой бочкой, причем суммарное обжатие в двух проходах в валках с гладкой бочкой составляет 1,1-1,6 от суммарного обжатия в двух проходах в ромбических калибрах. Повышается точность выполнения профиля. 5 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к прокатному производству, и может быть использовано при прокатке шестигранного профиля для повышения качества и точности профиля.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства калиброванной шестигранной стали, заключающийся в том, что горячекатаный шестигранный подкат последовательно обжимают за два прохода в двух взаимно перпендикулярных направлениях с использованием ромбического калибра и гладкой бочки. Проход в ромбическом калибре с горизонтальной плоскостью разъема осуществляют с образованием неправильного шестигранника с отношением вертикальной диагонали между обрабатываемыми вершинами к ширине получаемого в этом пропуске профиля, равным (1,07. . .1,13), при этом на гранях, прилегающих к этим вершинам со стороны разъемов выполняют скосы по хорде окружности сопряжения смежных граней шестигранника, проекция которых на горизонтальную ось составляет (0,12...0,2) проекции грани на эту ось [1].

Этот способ хотя и позволяет упростить и интенсифицировать существующие способы производства калиброванной стали, однако не обеспечивает стабильную геометрию профиля по двум углам, что связано со значительными колебаниями углов у вершин шестигранного подката и наличием утяжки у вершины ромбического калибра, а следовательно снижает точность и качество получаемой продукции.

Целью изобретения является повышение качества и точности шестигранного профиля при получении калиброванной стали.

Это достигается тем, что в способе, включающем последовательную деформацию шестигранного раската с обжатием вершин и граней профиля поочередно в двух взаимно перпендикулярных направлениях с использованием ромбических калибров и гладкой бочки и формированием в предпоследнем проходе в ромбическом калибре с горизонтальной плоскостью разъема неправильного шестигранника с отношением диагонали между обрабатываемыми вершинами к ширине получаемого в этом проходе профиля, равным (1,07...1,13), и скосами на гранях, прилегающих к этим вершинам, перед прокаткой в ромбическом калибре со скосами производят два прохода - в ромбическом калибре и на гладкой бочке, причем прокатку за четыре прохода ведут с суммарным обжатием на гладкой бочке, равным (1,1. . . 1,6) суммарного обжатия в ромбическом калибре, при этом в черновом ромбическом калибре при вершине выполняют ложный угол, величина проекции сторон которого на вертикальную ось составляет (0,07...0,1) высоты калибра, а отношение высоты калибра с учетом ложного угла к высоте калибра без учета ложного равно (1,02...1,04).

На фиг. 1 пpиведена исходная заготовка; на фиг.2-5 - cхема деформации при осуществлении способа.

Сущность способа состоит в следующем.

Шестигранный подкат подвергают последовательному обжатию в двух взаимно перпендикулярных направлениях с чередованием ромбических 1,3 калибров и гладкой бочки 2,4 за четыре прохода. При этом в черновом ромбическом калибре формируется неправильный шестигранник с частично сформированными вершинами А и прилегающими гранями.

Обжатием во второй плоскости (на гладкой бочке) компенсируется уширение, полученное металлом в ромбическом калибре, частично формируются углы В, Е, С,D и интенсивно прорабатываются грани ВЕ, СD. В чистовом ромбическом калибре окончательно формируются углы А и за счет скосов, выполненных на гранях, со стороны, противоположной вершине А, выполняются грани АВ, ВС, AЕ, АD. При прокатке в 4-ом калибре формируются оставшиеся вершины шестигранника В,Е,С,D и его окончательные размеры. Проведенными исследованиями установлено, что для получения требуемой точности профиля при прокатке в системе калибров ромб-гладкая бочка-ромб-гладкая бочка при вершине чернового ромбического калибра I необходимо выполнить ложный угол, величина проекции сторон которого на вертикальную ось составляет (0,07...0,1) высоты калибра Н_к при отношении Н_л/Н_к = (1,02...1,04).

Освобождение части профиля от контакта с контуром калибра позволяет значительно снизить утяжку профиля у вершин калибра, увеличить коэффициент заполнения калибра по диагонали, а в отдельных случаях, на пластичных марках стали, получить даже прирост размера диагонали профиля из-за более полного заполнения калибра.

При величине проекции стороны ложного угла > 0,1 и отношении Н_л/Н_к > 1,04 углы в вершинах А калибра переполняются и по ним идет закат. Это объясняется тем, что при прокатке в чистовом калибре металл, деформируясь, номинально заполняет профиль по вершинам, а его избыток образует закат. При выполнении ложного угла таким образом, что его проекция на высоту калибра < 0,07 и отношении Н_л/Н_к < 1,02 недостаточно металла для полного заполнения углов А и в них появляется элемент притупления.

Исследованиями установлено, что при величине проекции сторон ложного угла < 0,07 и отношения Н_л/Н_к = 1,02...1,04 геометрия профиля нарушается в связи с утяжкой, что приводит к незаполнению вершин А. При > 0,1 и отношении Н_л/Н_к = (1,02...1,04) металл, деформируясь, заполняет вершины А, а его избыток образует заусенец. При выполнении ложного угла с >0,1 и отношения Н_л/Н_к <1,02 запаса металла в углах А не хватает для формирования профиля и в вершинах появляется элемент притупления. При < 0,07 и отношении Н_л/Н_к > 1,04 отмечается переполнение углов калибра и закаты на гранях.

Как показали исследования, при =(0,07...0,1) и Н_л/Н_к < 1,02 профиль не выполняется, так как наблюдается незаполнение углов, при = (0,07...0,1) и Н_л/Н_к > 1,04 происходит переполнение вершин А и на прилегающих гранях образуются закаты. Из-за того, что величина уширения металла при прокатке в ромбических калибрах значительно выше, чем на гладкой бочке, и превышает допуск на готовую продукцию, то для обеспечения качественного и точного профиля и управления процессом величина суммарного обжатия на гладких валках принята равной (1,1...1,16) по отношению к величине суммарного обжатия в ромбических калибрах.

Как показали проведенные исследования, при прокатке на гладких бочках неправильного шестигранника с соотношением суммарного обжатия на гладких валках к суммарному обжатию в ромбических калибрах <1,1 геометрия профиля нарушается в связи с тем, что углы В,Е,С,D незаполнены и грани ВЕ и СD не прорабатываются. При прокатке с соотношением > 1,16 значительно увеличивается уширение, что приводит к переполнению углов В,Е,С,D и образованию наплывов на гранях ВЕ, СD.

П р и м е р. Способ опробован в условиях калиброванного цеха металлургического завода при производстве калиброванной шестигранной стали с диаметром вписанной окружности 17 мм. Шестигранный подкат диаметром 17,6 для прокатки готового профиля из стали марок 45, 40Х и 35 был получен на стане 320 горячей прокатки с использованием блока калибрующих клетей с припуском на дальнейшую обработку. Далее подкат направлялся на участок прокатки стана ХП-320, который состоит из чередующихся двух горизонтальных и двух вертикальных клетей. В горизонтальных парах нарезался ромбический калибр, а в вертикальных - гладкая бочка. Привод горизонтальных клетей от двигателей мощностью 110 кВт через редуктор и шестеренную клеть.

Характер обработки шестигранного подката в системе калибров ромб-гладкая бочка-ромб-гладкая бочка определил требования к первому ромбическому калибру с точки зрения обеспечения качественных углов шестигранника. Поэтому при вершине чернового ромбического калибра выполняли ложный угол, с различными величинами проекции сторон на вертикальную ось в данном случае = (0,98...2,36). Для получения требуемых соотношений Н_л/Н_к , где Н_л - высота калибра с учетом ложного угла, величину Н_к строго фиксировали (Н_к = 19,64), а Нл получали, задавая подкат с различными обжатиями (Н_л = 19,84... 20,82). Второй ромбический калибр врезался с гранями, имеющими скосы в месте, противоположном вершинам А, величиной l = 0,15а. Полученный неправильный шестигранник имел соотношение диагонали между обработанными вершинами А(Н) и шириной профиля В, равным H/B= 1,10.

При прокатке шестигранного подката за четыре пропуска основная деформация осуществляется в первых двух клетях. Исходя из того, что величина уширения в ромбическом калибре превышает допуск на калиброванную сталь, возникает необходимость назначать обжатие на гладких валках. Поэтому величину суммарного обжатия на гладких валках варьировали в различных пределах по отношению к величине суммарного обжатия в ромбических калибрах h_pk = (0,7...1,2). h_г,б= (0,8...1,42).

Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить качество и точность шестигранного профиля при получении калиброванной стали за счет снижения утяжки профиля у вершины калибра и более полного заполнения калибра.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КАЛИБРОВАННОЙ ШЕСТИГРАННОЙ СТАЛИ, включающий деформацию шестигранной заготовки по взаимно перпендикулярным направлениям в предчистовом и чистовом проходах в горизонтальном ромбическом калибре и в вертикальных валках с гладкой бочкой соответственно с получением в ромбическом калибре шестигранника, имеющего отношение размеров по диагонали между обрабатываемыми вершинами и по ширине профиля, равное 1,07 - 1,13, и скосы на прилегающих к этим вершинам гранях в сторону разъема калибра, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и точности профиля, прокатку ведут за четыре прохода, деформируя шестигранную заготовку перед упомянутыми предчистовым и чистовым проходами дополнительно в двух черновых проходах, осуществляемых также с обжатиями по взаимно перпендикулярным направлениям в горизонтальном ромбическом калибре и в вертикальных валках с гладкой бочкой, причем суммарное обжатие в обоих проходах в валках с гладкой бочкой составляет 1,1 - 1,6 суммарного обжатия в обоих ромбических калибрах, а черновой ромбический калибр имеет при вершинах ложный угол, величина проекции сторон которого на вертикальную ось калибра составляет 0,07 - 0,1 высоты калибра, а отношение высоты калибра с ложными углами к высоте калибра без учета этих углов равно 1,02 - 1,04.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5