Расчет калибровки чистовых и промежуточных калибров при прокатке квадратной стали со стороной 20 мм

2 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ       

2.1 Выбор и характеристика исходной заготовки

В качестве исходной заготовки для производства сортового проката на стане 250 используется заготовка полученная на заготовочном стане номинальным сечением 80x80 мм и длиной 10500 - 11800 мм по ГОСТ 4793-78 и ТУ 14-1-3648-81.

Ст3сп – это углеродистая сталь обыкновенного качества. Буквы «Ст» обозначают сталь, цифра – условный номер марки, «сп» - спокойная.

Химический состав стали Ст3сп по ГОСТу 380-94 требует содержание углерода (С) =0,20%; марганца (Mn) =0,60%; кремния (Cr) =0,30%; серы (S) не более 0,05%; фосфора (P) не более 0,04%.

Допустимые отклонения по стороне квадрата ±1,3 мм. Выпуклость и вогнутость граней заготовки, а также разность двух любых сторон не должны превышать половину суммы предельных отклонений по стороне квадрата 80 мм-1,3 мм.

Разность диагоналей по сечению заготовки не должна превышать 0,54 суммы предельных отклонений по стороне квадрата 5,5 мм. Косина реза заготовки не должна превышать 8 мм. Местная кривизна заготовки не должна превышать 15 мм на 1 м, а общая кривизна - не более 0,47% длины.

Скручивание заготовки вокруг продольной оси не допускается. Измерение стороны квадрата, диагоналей, выпуклости и вогнутости производится на расстоянии не менее 140 мм от торца заготовки. На поверхности заготовки не должно быть поясов, наплывов, плен, трещин, пузырей и шлаковых включении. На поверхности исходной заготовки допускаются без зачистки отдельные мелкие раковины, вмятины, рябизна, плена глубиной не более полусуммы допус - у каемых отклонений по стороне квадрата. Поверхностные дефекты, размеры которых превышают величины, установленные стандартами, должны быть удалены путем абразивной зачистки.

Все заготовки должны иметь клеймо, в котором указывается номер плавки.  

2.2 Выбор и характеристика схемы калибровки

Произведем выбор схемы прокатки. Определяем коэффициент общей вытяжки:

                                                                                                                    (1)                                                                                                                            

где  F₀ – площадь поперечного сечения исходной заготовки, мм²

F₀=a²=6400 мм²

F_n – площадь поперечного сечения готового профиля, мм²

F_n=a²

где а – сторона сортового профиля, мм

a=20 мм

F_n=20²=400 мм²

Задаемся коэффициентом средней вытяжки 1,293

Определяем число проходов

                                                                                                                  (2)

Число проходов – 11

Распределяем вытяжки по проходам

В качестве обжимных калибров, предназначенных для максимального уменьшения поперечного сечения исходной заготовки, выбираем систему ящичных калибров. Преимущество прокатки в ящичных калибрах: возможность вести прокатку в максимальных обжатиях; равномерная деформация по ширине профиля; хорошее удаление окалины с боковой поверхности раската; неглубокий врез в валки; устойчивое положение раската при передаче его из калибра в калибр.

В качестве черновых калибров, предназначенных для дальнейшего уменьшения площади поперечного сечения металла и начало формирования профиля, выбираем систему калибров «Овал - квадрат», В качестве промежуточных калибров также используем систему «Овал - квадрат», где происходит дальнейшее уменьшение площади поперечного сечения.

В качестве чистовых калибров, предназначенных для получения готового профиля, используем систему «Овал - квадрат», обладающую следующими преимуществами: система обеспечивает равномерное остывание раската; хорошее качество поверхности; равномерное обжатие по сечению; возможность получения квадратных профилей из промежуточных калибров. C 1 по 4 проход идут обжимные калибры; с 5 по 7 – черновые калибры; 8,9 – промежуточные калибры; 10,11 – чистовые калибры.

Рисунок 2.1 – калибровка квадратной стали.

2.3 Расчет калибровки  чистовых и промежуточных калибров при прокатке квадратной стали со стороной 20 мм

Проход № 11 чистовой квадрат

Горячий размер сторона квадрата с учетом минусового допуска:

a_г = (а_х -  ) х (1,012 - 1,015) мм                                                                          (3)

где а_х - сторона чистового квадрата в холодном состоянии, мм

 - минусовой допуск, равный ± 0,5 мм по ГОСТ 4850

а_г = (20 - 0,5) х 1,015 = 19,8 мм

Определяем размеры квадрата 11 калибр

h₁₁ = b₁₁ = 1,41 a_г  = 1,41 х 19,8 = 27,9 мм                                                           (4)

Радиус закругления углов:

r_n = (0,15 – 0.2) a_г = 0,16 х 19,8 = 3,16 мм                                                           (5)

Высота квадрата с закруглениями:

hⁿ _k=h_к-0,83r₁₁=27,9- 0,83 х 3 = 25,4 мм                                                               (6)

Зазор между волками:

S₁₁ = (0,01- 0,02)D = 0,02 х 250 = 5 мм                                                                (7)

Радиус закругления буртов:

R₁₁ = (0,2 - 0.5)b₁₁ = 0,4 х 27.9 = 11 мм                                                                (8)

Площадь квадрата:

F₁₁ =a²_г =19,8²=392 мм²                                                                                          (9)

Задаемся вытяжкой в 11 проходе, берем вытяжку в чистовом калибре: