Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 35
 
djvu / html
 

ПРОКАТКА
Процесс деформации при прокатке. Так же как и другие способы обработки давлением, П. основана на использовании пластичности (см.) металлов, к-рые при этом могут быть или не быть нагреты. В соответствии с этим различают горячую и холодную П. Основная часть проката (заготовка, сортовой и листовой металл, трубы) производится горячей П. при начальных температурах: стали 1000°—1300°, меди ок. 800°, латуни 600° — 800°, алюминия и его сплавов 400°—450", цинка ок. 150°. Холодная П. применяется гл. обр. для производства листов и ленты толщиной менее 1,5—4 мм и тонкостенных труб; она либо служит для обработки горячекатаного металла с целью придать ему более гладкую поверхность и лучшие механич. свойства, либо применяется в связи с трудностью нагрева и быстрым остыванием изделий малой толщины.
При продольной П., когда металл проходит между валками, высота его сечения уменьшается, а длина и ширина увеличиваются (рис. 4). Разность высот сечения металла до и после прохода между валками называется линейным или абсолютным обжатием: ДЛ=Л0—h,. Отношение этой величины к первоначальной высоте ha, выраженное в процентах
/ Д/1-100 \
/----------1. называется относится ь-
V fto /
ным обжатием; за один проход оно обычно составляет 10—60%, а иногда и больше. Увеличение длины прокатываемого металла характеризуется коэфи-циентом вытяжки 1; он равен отношению длины металла после его выхода из валков к первоначальной длине:
Х=—-. Деформация прокатываемого ме-

талла в направлении ширины его сечения называется уширением; величина его определяется как разность между шириной сечения после и до П.: ДЬ=Ь,—Ь0. Разность эта увеличивается с увеличением обжатия, диаметра валков и коэфициента трения между металлом и поверхностью валков. В большинстве случаев уширение представляет собой вредное явление: оно уменьшает вытяжку и вызывает растягивающие напряже-
Рис. 4. Схема деформации металла при продольной прокатке.
ния на боковых кромках прокатываемой полосы. Однако при П. сложных профилей уширение используется для лучшего заполнения калибра металлом. Скорость выхода прокатываемого материала из валков несколько больше (обычно на 2—6 %) их окружной скорости, что обусловливается явлением опережения (см.).
Область (объём) между валками, в к-рой прокатываемый металл непосредственно с ними соприкасается, называется очагом деформации; здесь происходит обжатие металла. Небольшие участки, примыкающие с обеих сторон к очагу деформации, называются внеконтактными зонами деформации; в них металл деформируется лишь в незначительной степени. Очаг деформации состоит из двух основных участков: зоны отставания, в к-рой средняя скорость металла меньше горизонтальной составляющей окружной скорости валков, и зоны опережения, в к-рой скорость металла относительно больше. Граница между этими зонами называется нейтральным или к р и-тическим сечением. Силы трения, действующие на прокатываемый металл от валков, в зоне отставания направлены по его движению, в зоне опережения — против. Эти силы оказывают значительное влияние на характер деформации металла, вызывая в нём продольные напряжения сжатия. Процесс деформации при прокатке металла в калибрах непрямоугольного сечения происходит в более сложных условиях. Вследствие неизбежной неравномерности деформации по ширине прокатываемого профиля, в одних местах его возникают продольные напряжения растяжения, а в других (где обжатие больше) продольные напряжения сжатия. При калибровке валков эту неравномерность деформации •стремятся уменьшить тем, что требуемую форму придают профилю по возможности постепенно.
Захват металла валками и его проход между ними обусло-•вливаются силами трения, возникающими на поверхности 'Соприкосновения металла с валками. Для захвата необходимо, чтобы тангенс угла захватал, т. е. угла между радиусами, проведёнными от оси валков к точкам А и В <рис. 4), не превысил коэфициента трения: tga:S!J.. В нек-рых .случаях, напр, при П. блумов и заготовки, когда к чистоте 'поверхности изделий не предъявляют высоких требований, для увеличения угла захвата, а следовательно и обжатия, поверхности валков придаётся шероховатость путём на-.сечки. Практически углы захвата находятся в пределах: при холодной П. со смазкой 3°—6°; при горячей П. в гладких валках 20°—26°, в насечённых 27°—34°.
Давление на валки при П. определяется как •произведение контактной поверхности на среднее удельное давление P=FpCf (фактически удельное давление распре-
- Т/ г
Рис. 5. Направление равнодействующих сил давления на валки при прокатке.
делено по контактным поверхностям неравномерно; его максимум находится вблизи нейтрального сечения, а по направлению к точкам А и В удельное давление уменьшается). При П. полос прямоугольного сечения контактная по-
верхность определяется формулой: F =-
где г — радиус валка. При холодной прокатке полос дейст-
вительная контактная поверхность больше, вследствие уп-
ругого сжатия валков в местах соприкосновения с прокаты-
ваемым металлом. Среднее удельное давле-
ние зависит от большого числа факторов и может быть
выражено формулой: PCp=nln2n3oi, где: п, — коэфициент
напряжённого состояния (см.) металла, зависящий гл. обр. от
отношения длины дуги захвата (дуги между точками А и В
на окружности сечения валка, рис. '4) к сред-
ней толщине прокатываемой полосы, от ко-
эфициента трения и от натяжения прокаты-
ваемого металла (такое натяжение широко
применяется при холодной П.); «2 — коэфи-
циент, учитывающий влияние скорости П.;
п3 — коэфициент, учитывающий влияние ве-
личины наклёпа (см.) металла; о,, — предел
текучести (см.) обрабатываемого металла
при температуре П. Наибольшее значение
имеет коэфициент п,, меняющийся в зависи-
мости от указанных выше факторов в широ-
ких пределах, от 0,8 до 8; чем больше силы
трения на контактных поверхностях и мень-
ше толщина прокатываемого металла, тем
выше этот коэфициент. В практич. расчётах
принимается, что при холодной П. n2=l, a
при горячей г>з=1. Для углеродистых сталей
при горячей П. среднее удельное давле-
ние — ок. 10 — 30 кг/лш2, при холодной —
ок. 80 — 150 кг,ммг. Равнодействующие давления на валки
при наиболее распространённых условиях П. направлены
параллельно линии, соединяющей оси валков, т. е. верти-
кально (рис. 5).
Связь между давлением Р и моментом М, необходимым для вращения каждого валка, определяется формулой М=Р(а+р), где а — плечо силы Р, находящееся в пределах от 0,35 Vrbh до 0,5 Vrbh, р — радиус круга трения подшипников валков, равный произведению коэфициента трения подшипника на радиус его шейки. Давление на валок при П. стальной проволоки или узких стальных полос составляет ок. 20 — 100 т, а при П. листов шириной 2 — 2,5 м доходит до 2000—3000 т. Момент, необходимый для вращения обоих валков при П. стальной проволоки и мелких сортовых профилей, составляет 4000— 8000 кем, а при П. блумов а слябов (см.) доходит до 300000 — 500000 кем.
Прокатка стали. Производство стального проката на современном металлургич. заводе слагается из двух основных стадий. Первая состоит в П. слитков в заготовку, вторая — в П. заготовки в готовый прокат. Эта схема технологич. процесса обусловлена, с одной стороны, целесообразностью применения в качестве исходного материала крупных слитков весом от 2 то до 8 то и более, что облегчает их отливку при производстве стали в печах большого тоннажа (см. Мартеновское производство), а с другой — невозможностью обычно получать прокат из крупных слитков без промежуточного нагрева металла. Применение этой схемы технологич. процесса повышает качество проката и при этом даёт возможность во время пребывания заготовки на складе (перед дальнейшей П.) произвести её осмотр и удалить с поверхности замеченные дефекты — закаты, трещины, плены и т. п., что особенно важно при П. высококачественных и легированных сталей.
Прокатный цех состоит из следующих основных подразделений: 1) отделение колодцевых печей для подогрева или нагрева слитков; 2) блумииг с располагаемым иногда за ним заготовочным станом, или слябинг; 3) пролёты склада заготовки; 4) пролёты станов для готового проката (от двух до пяти, в зависимости от производительности станов), к-рые примыкают к пролётам склада заготовки и располагаются параллельно один другому (рис. 6).
Основными факторами, определяющими санитарно-гигиенич. условия труда в прокатных цехах, являются температура воздуха и инфракрасное излучение. В тёплый период года температура воздуха в рабочей зоне достигает иногда 35° — 40° и более. В холодные периоды

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670


Большая Советская Энциклопедия Второе издание