RU2721265C1 - Structural channel rolling method - Google Patents
Structural channel rolling method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721265C1 RU2721265C1 RU2019130691A RU2019130691A RU2721265C1 RU 2721265 C1 RU2721265 C1 RU 2721265C1 RU 2019130691 A RU2019130691 A RU 2019130691A RU 2019130691 A RU2019130691 A RU 2019130691A RU 2721265 C1 RU2721265 C1 RU 2721265C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roll
- shelves
- rolling
- universal
- finishing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при прокатке швеллеров или других аналогичных фланцевых профилей на универсальных прокатных станах оснащенных универсальными четырехвалковыми и двухвалковыми вспомогательными клетями.The invention relates to the field of metallurgy and can be used when rolling channels or other similar flange profiles on universal rolling mills equipped with universal four-roll and two-roll auxiliary stands.
При применении на последней стадии прокатки схемы формирования профиля, в группе, состоящей из черновой универсальной (UR), двухвалковой вспомогательной (Е) и чистовой универсальной клетей (UF) большие трудности возникают с оформлением внешнего угла в сопряжении стенки профиля с полками, который выполняется за счет неконтролируемого течения металла в разъеме валков чистового универсального калибра и зависит от величины вертикального обжатия стенки и горизонтального обжатия полки профиля.When applying the profile formation scheme at the last stage of rolling, in the group consisting of a rough universal (UR), two-roll auxiliary (E) and final universal stand (UF), great difficulties arise with the design of the external angle in the interface of the profile wall with the shelves, which is performed for the account of uncontrolled metal flow in the roll connector of the fine universal caliber and depends on the magnitude of the vertical wall compression and horizontal compression of the profile shelf.
Данный элемент профиля часто не выполняется в соответствии с требованиями стандарта, или выполняется с заусенцами, что так же недопустимо.This profile element is often not performed in accordance with the requirements of the standard, or is performed with burrs, which is also unacceptable.
Это подтверждается в выводах одного из аналогов прокатки швеллеров с использованием чистового универсального четырехвалкового калибра (Журнал «Сталь», №6, 1959 г., с. 542), где сказано, что применение чистовой универсальной клети, несмотря на ее значительные преимущества перед обычной двухвалковой, не может быть рекомендовано для прокатки швеллеров в связи с неудовлетворительным оформлением внешних углов профиля.This is confirmed in the conclusions of one of the analogs of channel rolling using a fine universal four-roll caliber (Journal of Steel, No. 6, 1959, p. 542), which says that the use of a fine universal stand, despite its significant advantages over a conventional two-roll stand , cannot be recommended for rolling channels due to poor design of the external corners of the profile.
Известен способ прокатки швеллеров, включающий прокатку в предчистовом двухвалковом и чистовом универсальном калибрах (Авт. свид. №660738 м. кл2 В21В 1/08, опубликовано 05.05.79 Бюллетень №7).A known method of rolling channels, including rolling in the prefabricated two-roll and final universal calibers (Auth. Certificate. No. 660738 m. Class 2 B21B 1/08, published 05.05.79 Bulletin No. 7).
Недостатком данного способа прокатки является выполнение наружных углов в предчистовом калибре равными наружным углам готового профиля и создание перепада толщин от участков, прилегающих к этим углам, за счет припусков на остальных участках наружных поверхностей стенки и полок, а деформирование в чистовом калибре профиля осуществляется по наружным поверхностям только на участках этих припусков. В результате такого способа прокатки около углов с наружной стороны стенки и полок профиля возможно образование ступеней, которые окажутся недопустимым дефектом профиля. При этом появляется большая вероятность образования заусенца с одной или двух сторон при течение металла в сторону раскрытых углов калибра при деформации припусков и деформации по радиусу закругления в сопряжении стенки и полок со стороны нижнего валка, чему способствует условие выполнения наружных углов в предчистовом калибре равными наружным углам готового профиля.The disadvantage of this rolling method is the implementation of the outer corners in the finishing gauge equal to the outer corners of the finished profile and creating a thickness difference from the sections adjacent to these corners due to allowances on the remaining sections of the outer surfaces of the wall and shelves, and deformation in the finishing gauge of the profile is carried out on the outer surfaces only in areas of these allowances. As a result of this rolling method, steps can be formed near corners on the outside of the wall and the shelves of the profile, which will turn out to be an unacceptable defect in the profile. In this case, there is a high likelihood of a burr on one or two sides when the metal flows toward the open gauge angles during deformation of the allowances and deformation along the radius of curvature in the mate of the wall and shelves from the side of the lower roll, which is facilitated by the condition that the external angles in the finish gauge are equal to the external angles finished profile.
Известен способ прокатки швеллеров, включающий прокатку в предчистовом двухвалковом полузакрытом и чистовом универсальном четырехвалковом калибрах, предусматривающий равенство оформления наружных углов предчистового и чистового калибров, а деформацию раската в чистовом калибре осуществляют преимущественно по толщине полок на протяжении 0,7÷0,8 их длин со стороны свободного торца с плавным увеличением обжатия к торцу при минимальной общей вытяжке профиля (Патент RU 2132247, В21В 1/08, опубл. 27.06.99 г. Бюл. №18).A known method of rolling channels, including rolling in the pre-finishing two-roll semi-closed and finishing universal four-roll calibers, providing for the equality of the design of the outer corners of the pre-finishing and finishing calibers, and the deformation of the roll in the finishing caliber is carried out mainly along the thickness of the shelves over 0.7 ÷ 0.8 of their lengths side of the free end with a gradual increase in compression to the end with a minimum total hood profile (Patent RU 2132247,
К недостаткам этого способа прокатки относится следующее:The disadvantages of this rolling method include the following:
- радиус закругления в сопряжении стенки с полками с внешней стороны профиля в предчистовом калибре принимается равным допустимому радиусу закругления в чистовом калибре, который рассчитывается исходя из допустимого по нормативной документации притупления наружных углов швеллера. В результате течения металла в раскрытие калибров от обжатия раската в универсальном калибре происходит уменьшение притупления наружных углов профиля, которые в предчистовом калибре уже были выполнены в пределах допустимых по нормативной документации, что, как правило, исходя из опыта прокатки, приводит к переполнению наружных углов чистового универсального калибра и образованию заусенца с одной или двух сторон на готовом профиле;- the radius of curvature in the interface of the wall with the shelves on the outside of the profile in the finishing caliber is taken to be the permissible radius of curvature in the finishing caliber, which is calculated based on the dulling of the outer corners of the channel, which is permissible according to the regulatory documentation. As a result of the flow of metal into the opening of the gauges from the compression of the peal in the universal gauge, there is a decrease in the blunting of the external profile angles, which in the pre-finishing gauge have already been performed within the limits allowed by the regulatory documentation, which, as a rule, based on the rolling experience, leads to an overflow of the external corners of the fine universal caliber and the formation of a burr on one or two sides on the finished profile;
- значительные уклоны полок предчистового калибра относительно вертикальной оси равные 30% создают тяжелые условия для захвата раската из этого калибра в чистовом универсальном калибре с уклоном полок 0%, что вызывает необходимость применения сложной привалковой арматуры для правильной задачи и удержания полок в чистовом универсальном калибре. Такая привалковая арматура наряду с направлением раската в калибр должна подгибать полки, вследствие чего быстро изнашивается и расстраивается;- Significant slopes of the shelves of the pre-finishing caliber relative to the vertical axis equal to 30% create difficult conditions for gripping the peal from this caliber in the finishing universal gauge with a slope of the shelves of 0%, which necessitates the use of complex rolling reinforcement for the correct task and holding the shelves in the finishing universal gauge. Such rolling reinforcement along with the direction of the roll in the caliber should bend the shelves, as a result of which it quickly wears out and gets upset;
- деформация металла в полузакрытых контрольных двухвалковых калибрах осуществляется не только по высоте полок, но и по ширине, в связи с этим большая часть их является замкнутой верхним и нижним ручьями валков, что требует глубокого вреза в валки закрытого ручья калибра.- metal deformation in semi-closed control two-roll calibers is carried out not only by the height of the shelves, but also by the width, in connection with this, most of them are closed by the upper and lower streams of the rolls, which requires a deep cut into the rolls of a closed caliber stream.
Известен способ прокатки швеллеров фирмы «Маннесман Демак». В этом способе финишную прокатку осуществляют в черновом универсальном швеллерном калибре с уклоном полок 0%, в контрольном полузакрытом калибре с уклоном полок 5%, а заключительный проход проводят в чистовом швеллерном калибре. У этого способа также имеется ряд недостатков:A known method of rolling channels of the company "Mannesman Demack". In this method, the finish rolling is carried out in a rough universal channel gauge with a shelf slope of 0%, in a control semi-closed caliber with a shelf slope of 5%, and the final pass is carried out in a fine channel caliber. This method also has several disadvantages:
- черновой универсальный швеллерный калибр с уклоном полок 0%, при прокатке швеллеров с параллельными полками предопределяет малый ресурс валков из-за невосстановимости нижнего валка при ремонтах;- a draft universal channel gauge with a slope gradient of 0%; when rolling channels with parallel shelves, it determines a short roll life due to the incompatibility of the lower roll during repairs;
- деформация металла в полузакрытых контрольных двухвалковых калибрах осуществляется не только по высоте полок, но и по ширине, в связи с этим большая часть их является закрытой, замкнутой верхним и нижним ручьями валков, что требует глубокого вреза в валки закрытого ручья калибра (Патент RU 2169050, В21В 1/08 опубл. 20.06.2001).- the deformation of the metal in the half-closed control two-roll calibers is carried out not only in the height of the shelves, but also in width, in connection with this, most of them are closed, closed by the upper and lower streams of the rolls, which requires a deep cut into the rolls of a closed caliber stream (Patent RU 2169050 ,
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ производства швеллеров, включающий черновую прокатку заготовки в калибрах развернутого типа с прямыми полками, расположенными наклонно относительно вертикальной оси профиля, в обжимной дуо-реверсивной клети, а чистовую прокатку в универсальных четырехвалковых и контрольных двухвалковых полузакрытых калибрах вспомогательной клети, причем уклоны полок во всех калибрах, кроме чистового универсального, постоянные и равны 25% по отношению к вертикальной оси (Патент RU2169050, В21В 1/08 опубл. 20.06.2001).The closest in technical essence to the proposed one is a method for the production of channels, including rough rolling of a workpiece in expanded gauges with straight shelves located obliquely relative to the vertical axis of the profile, in a crimping duo-reversing stand, and finishing rolling in universal four-roll and control two-roll half-closed auxiliary gauges stands, and the slopes of the shelves in all calibers, except for the finishing universal, are constant and equal to 25% with respect to the vertical axis (Patent RU2169050,
Данному способу производства швеллеров относятся следующие недостатки:This method of production of channels include the following disadvantages:
- чередование универсальных калибров с контрольными полузакрытыми калибрами при постоянных уклонах полок во всех калибрах, кроме чистового, не обеспечивает прижатия полок раската к внутренним стенкам выточек в контрольных полузакрытых калибрах в процессе захвата металла валками, что нередко приводит к авариям по причине попадания полок в зазор между буртами валков;- the alternation of universal gauges with control half-closed gauges with constant shelves in all calibres, except for the finish ones, does not ensure that the shelves of the roll are pressed against the inner walls of the grooves in the control half-closed gauges during metal trapping by the rollers, which often leads to accidents due to the shelves getting into the gap between roll collars;
- значительные уклоны полок предчистового контрольного полузакрытого калибра относительно вертикальной оси равные 25% создают тяжелые условия для захвата раската из этого калибра в чистовом универсальном калибре с уклоном полок 0%, что вызывает необходимость применения сложной привалковой арматуры для правильной задачи и удержания полок в чистовом универсальном калибре. Такая привалковая арматура наряду с направлением раската в калибр должна подгибать полки, вследствие чего быстро изнашивается и расстраивается;- Significant slopes of the shelves of the pre-control control half-closed caliber relative to the vertical axis equal to 25% create difficult conditions for grasping the roll from this caliber in the finishing universal caliber with a slope of 0%, which necessitates the use of complex rolling reinforcement for the correct task and holding the shelves in the finishing universal caliber . Such rolling reinforcement along with the direction of the roll in the caliber should bend the shelves, as a result of which it quickly wears out and gets upset;
- деформация металла в контрольных полузакрытых калибрах осуществляется не только по высоте полок, но и по ширине, в связи с этим большая часть их является закрытой, замкнутой верхним и нижним ручьями валков, что требует глубокого вреза закрытого ручья калибра в валки большого диаметра.- metal deformation in control semi-closed calibers is carried out not only in the height of the shelves, but also in width, in connection with this, most of them are closed, closed by the upper and lower streams of the rolls, which requires a deep incision of a closed caliber stream into large diameter rolls.
Расчет калибровок швеллеров во всех рассмотренных способах прокатки осуществляется без учета зависимости для определения величины внешних радиусов сопряжения стенки и полок в предчистовом калибре от выбранной величины притупления готового профиля в пределах допустимой по нормативному документу, величины высотной деформации стенки и полок в чистовом калибре и величины отношения радиусов сопряжений внутренних углов стенки и полок предчистового и чистового калибров. На практике внешний радиус сопряжения стенки и полок в предчистовом калибре определяется эмпирически при опытных прокатках профиля, что ведет к постоянным корректировкам калибровки и потерям времени при настройке профиля для получения допустимого по нормативной документации притупления наружных углов швеллера в сопряжении стенки и полок.Calibration of channel calibrations in all considered rolling methods is carried out without taking into account the dependence for determining the external radius of mating of the wall and shelves in the pre-finishing gauge on the selected bluntness of the finished profile within the limits allowed by the regulatory document, the magnitude of the vertical deformation of the wall and shelves in the finishing gauge and the ratio of the radii mates of the internal corners of the wall and shelves of the pre-finishing and finishing calibers. In practice, the external radius of mating of the wall and shelves in the pre-finishing gauge is determined empirically during experimental rolling of the profile, which leads to constant calibration adjustments and loss of time when adjusting the profile to obtain a dullness of the external corners of the channel in the mating of the wall and shelves, which is acceptable according to the regulatory documentation.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение является разработка новой технологии прокатки швеллеров позволяющей обеспечить стабильный высокоэффективный процесс прокатки, получение швеллеров повышенного качества и снижение расхода прокатных валков.The problem to which the claimed invention is directed is the development of a new technology for the rolling of channels allowing a stable high-performance rolling process, obtaining channels of high quality and reducing the consumption of rolling rolls.
Технический результат заключается в том, что предлагаемый способ позволяет достичь качественного оформления геометрических параметров профиля и снизить расходный коэффициент валков на единицу продукции.The technical result consists in the fact that the proposed method allows to achieve high-quality design of the geometric parameters of the profile and reduce the expenditure coefficient of rolls per unit of production.
Технический результат достигается тем, что в способе прокатки швеллеров, включающий финишную прокатку в группе клетей состоящей из черновой универсальной четырехвалковой клети, двухвалковой вспомогательной клети с применением контрольных чернового и предчистового калибров и чистовой универсальной четырехвалковой клети с уклонами полок к вертикальной оси во всех калибрах, кроме чистового, отличающийся тем, что в калибрах черновой универсальной клети уклоны полок принимают равными 7-9% по отношению к вертикальной оси, а прокатку в двухвалковой вспомогательной клети осуществляют в контрольных калибрах открытого типа, где уклоны полок устанавливают 10-12% к вертикальной оси, а сопряжения наружных граней стенки и полок в предчистовом контрольном калибре открытого типа двухвалковой вспомогательной клети определяют по следующей зависимости:The technical result is achieved in that in the method of rolling channels, including finishing rolling in a group of stands consisting of a roughing four-roll stand, a two-roll auxiliary stand using control draft and pre-finishing calibers and a finishing universal four-roll stand with slopes of the shelves to the vertical axis in all calibers, except fine, characterized in that in the calibers of the roughing universal stand the slopes of the shelves are taken equal to 7-9% with respect to the vertical axis, and rolling in a two-roll auxiliary stand is carried out in the control calibers of the open type, where the slopes of the shelves set 10-12% to the vertical axis, and the conjugation of the external faces of the wall and shelves in the pre-control control gauge of the open type two-roll auxiliary stands is determined by the following relationship:
где REF - величина радиуса сопряжения наружных граней стенки и полок в предчистовом контрольном калибре открытого типа двухвалковой вспомогательной клети, мм;where R EF is the value of the radius of conjugation of the external faces of the wall and shelves in the pre-clean control gauge of the open type of a two-roll auxiliary stand, mm;
ƒ=1,715 - эмпирический коэффициент, характеризующий формоизменение радиуса сопряжения наружных граней стенки и полок предчистового контрольного калибра открытого типа двухвалковой вспомогательной клети в чистовом универсальном четырехвалковом калибре;ƒ = 1.715 is an empirical coefficient characterizing the shape-changing of the mating radius of the outer faces of the wall and shelves of the pre-finishing control gauge of the open type of a two-roll auxiliary stand in a finishing universal four-roll gauge;
b - величина притупления сопряжения наружных граней стенки и полок в пределах допустимой по нормативному документу, мм;b is the bluntness of the mating of the outer faces of the wall and shelves within the permissible according to the normative document, mm;
k=4,4÷5,0 - эмпирический коэффициент, учитывающий влияние абсолютного обжатия стенки и полок в чистовом универсальном четырехвалковом калибре на выполнение притупления наружных граней стенки и полок в готовом профиле;k = 4.4 ÷ 5.0 - an empirical coefficient that takes into account the effect of absolute compression of the wall and shelves in the finishing universal four-roll caliber on the blunting of the outer faces of the wall and shelves in the finished profile;
μст, μпол - коэффициенты высотной деформации стенки и полок в чистовом универсальном четырехвалковом калибре;μ st , μ floor - the coefficients of high-altitude deformation of the wall and shelves in the finishing universal four-roll caliber;
R'EF - радиус сопряжения внутренних граней стенки и полок в в предчистовом контрольном калибре открытого типа двухвалковой вспомогательной клети, мм;R ' EF is the radius of conjugation of the inner faces of the wall and shelves in the open-end control gauge of the open type of a two-roll auxiliary stand, mm;
R'UF - радиус сопряжения внутренних граней стенки и полки в чистовом универсальном четырехвалковом калибре, мм.R ' UF is the mating radius of the inner faces of the wall and shelf in the finishing universal four-roll caliber, mm.
Отличительным признаком контрольного двухвалкового открытого калибра используемого в схеме прокатки от контрольного двухвалкового полузакрытого калибра, применяемого в настоящее время при прокатке швеллеров, является расположение его разъемов примерно посередине калибра. Исходя из классификации калибров по типу их закрытия это позволяет его характеризовать как открытый швеллерный калибр (Михайленко A.M. Классификация калибров для прокатки рельсов / A.M. Михайленко, Д.Л. Шварц // Производство проката. 2017. - №4 - С. 19-25).A distinctive feature of the control two-roll open caliber used in the rolling scheme from the control two-roll half-closed caliber, which is currently used when rolling channels, is the location of its connectors approximately in the middle of the caliber. Based on the classification of gauges by the type of their closure, this allows it to be characterized as an open channel gauge (Mikhailenko AM Classification of gauges for rolling rails / AM Mikhailenko, DL Schwartz // Production of rental. 2017. - No. 4 - P. 19-25) .
В конструкции контрольного двухвалкового открытого калибра глубину нижней закрытой части фланца рекомендуется принимать, как и в контрольном двухвалковом полузакрытом калибре в пределах 4-20 мм в зависимости от номера швеллера (Бахтинов Б.П. Калибровка прокатных валков / Б.П. Бахтинов, М.М. Штернов. Металлургиздат.1953 - 783 с.), (Смирнов В.К. Калибровка прокатных валков / В.К. Смирнов, В.А. Шилов, Ю.В. Инатович. М.: Теплотехника, 2008. 490 с.).In the design of the control two-roll open gauge, the depth of the lower closed part of the flange is recommended to be taken, as in the control two-roll half-closed caliber within 4-20 mm depending on the channel number (Bakhtinov B.P. Calibration of rolling rolls / B.P. Bakhtinov, M. M. Sternov. Metallurgizdat. 1953 - 783 p.), (Smirnov V.K. Calibration of rolling rolls / V.K. Smirnov, V.A. Shilov, Yu.V. Inatovich. M.: Heat engineering, 2008. 490 s. .).
Зазор между буртами формирующих внешние грани полок в этом калибре принимается равным половине высоты полок, в отличие от зазоров между буртами валков в контрольных двухвалковых полузакрытых калибрах, который принимается в зависимости от диаметра валков, что обычно составляет 1-10 мм (Смирнов В.К. Калибровка прокатных валков / В.К. Смирнов, В.А. Шилов, Ю.В. Инатович. М.: Теплотехника, 2008. 490 с), (Чекмарев А.П. Калибровка прокатных валков. Учебное пособие для вузов / А.П. Чекмарев, М.С.Мутьев, Р.А. Машковцев. - М.: Металлургия, 1971. - 512 с.).The gap between the shoulders forming the outer edges of the shelves in this gauge is taken to be equal to half the height of the shelves, in contrast to the clearances between the shoulders of the rolls in the control two-roll half-closed calibers, which is taken depending on the diameter of the rolls, which is usually 1-10 mm (Smirnov V.K. Calibration of rolling rolls / V.K. Smirnov, V.A. Shilov, Yu.V. Inatovich. M.: Heat engineering, 2008. 490 s), (Chekmarev A.P. Calibration of rolling rolls. Textbook for universities / A. P. Chekmarev, M.S. Mutiev, R.A. Mashkovtsev. - M .: Metallurgy, 1971. - 512 p.).
Применение в предлагаемом способе прокатки швеллеров контрольного двухвалкового открытого калибра позволяет значительно уменьшить диаметр верхнего валка из-за уменьшения величины буртов формирующих внешние грани полок во вспомогательных клетях на универсальных прокатных станах при прокатке швеллеров.The use in the proposed method of rolling the channels of the control two-roll open caliber can significantly reduce the diameter of the upper roll due to the reduction in the size of the shoulders forming the outer edges of the shelves in auxiliary stands on universal rolling mills when rolling the channels.
Уклоны полок относительно вертикальной оси в контрольном двухвалковом открытом калибре в пределах 10-12%, а в черновых универсальных калибрах 7-9% являются наиболее оптимальными. Эти значения были получены в процессе опытно-промышленных опробований процесса прокатки.The slopes of the shelves relative to the vertical axis in the control two-roll open gauge in the range of 10-12%, and in draft universal calibers 7-9% are the most optimal. These values were obtained in the process of pilot testing of the rolling process.
Именно такие уклоны полок относительно вертикальной оси в черновом универсальном и в контрольном двухвалковом открытом калибрах при прокатке швеллеров с параллельными полками обеспечивают возможность восстановления ручьев на нижних валках калибра с малым съемом металла при переточках и безаварийный захват металла в чистовом универсальном калибре с уклоном полок равном 0% без использования специальной привалковой арматуры для подгиба полок.It is precisely such slopes of the shelves with respect to the vertical axis in the rough universal and in the control two-roll open gauges when rolling channels with parallel shelves that provide the ability to restore streams on the lower rolls of the caliber with a small removal of metal during regrinding and trouble-free capture of metal in the final universal gauge with a slope of 0% without the use of special rolling reinforcement for folding the shelves.
Уклоны полок относительно вертикальной оси в контрольных двухвалковых открытых калибрах более 12% ухудшают захват металла в чистовом универсальном калибре с уклоном полок равном 0%, что приводит к невыполнению профиля с заданными геометрическими размерами или авариями при прокатке. Уклоны полок относительно оси менее 10% при прокатке швеллеров с параллельными полками потребуют малого уклона нижних ручьев горизонтальных валков чернового универсального калибра, что значительно увеличит съем металла с валков при его восстановлении.The slope of the shelves relative to the vertical axis in the control two-roll open gauges of more than 12% impairs metal pickup in the finishing universal gauge with a slope of the shelves of 0%, which leads to a failure of the profile with the specified geometric dimensions or accidents during rolling. The slope of the shelves with respect to the axis of less than 10% when rolling channels with parallel shelves will require a small slope of the lower streams of horizontal rolls of rough universal caliber, which will significantly increase the removal of metal from the rolls when it is restored.
Уклоны полок относительно вертикальной оси в черновых универсальных калибрах более 9% не обеспечивают надежного попадания концов фланцев раската в выточки нижних ручьев этих калибров в момент захвата, а менее 7% из-за малого уклона нижних ручьев горизонтальных валков чернового универсального калибра значительно увеличивают съем металла с валков при его восстановлении.Slopes of the shelves with respect to the vertical axis in rough universal calibres of more than 9% do not ensure reliable penetration of the ends of the flanges of the roll into the undercuts of the lower streams of these calibers at the moment of capture, and less than 7% due to the small slope of the lower streams of horizontal rolls of rough universal caliber significantly increase metal removal from rolls during its recovery.
Расчет и выполнение внешних радиусов сопряжения стенки и полок в предчистовом контрольном двухвалковом открытом калибре в зависимости от выбранной величины притупления готового профиля в пределах допустимой по нормативному документу, величины высотной деформации стенки и полок в чистовом универсальном калибре и величины отношения радиусов сопряжений внутренних углов стенки и полок в предчистовом контрольном двухвалковом открытом и чистовом универсальном калибрах позволяет гарантированно получать прокат с заданными геометрическими размерами.Calculation and implementation of the external radii of the mating of the wall and shelves in the prefinishing control two-roll open gauge, depending on the selected bluntness of the finished profile within the permissible normative document, the height deformation of the wall and shelves in the finishing universal caliber and the ratio of the radii of the mating radii of the internal corners of the wall and shelves in the pre-control control two-roll open and final universal calibers, it is guaranteed to receive rolled products with specified geometric dimensions.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к устанавливаемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the totality of the features of the analogue allowed us to establish a set of essential distinguishing features in relation to the technical result established by the applicant in the claimed method set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна». При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не были выявлены. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty." In the study of other well-known technical solutions in this technical field, signs that distinguish the claimed solution from the prototype were not identified. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 показаны три последних калибра, отмеченные нумерацией по ходу прокатки нового способа прокатки швеллеров: «а» - четырехвалковый универсальный калибр, предшествующий предчистовому, «б» - контрольной двухвалковой открытый калибр, «в» - чистовой четырехвалковый калибр. В предчистовом контрольном двухвалковом открытом калибре уклон полок относительно вертикальной оси принимается равным 10-12%, уклон полок в черновом универсальном калибре принимается 7-9% с целью прижатия полок раската из чернового универсального калибра к внутренним стенкам выточек предчистового контрольного двухвалкового открытого калибра в процессе прокатки, зазор между буртами валков контрольного двухвалкового открытого калибра формирующих внешние грани полок спроектирован равным половине высоты полок, а формирование притупления наружных углов в сопряжениях стенки с полками в предчистовом контрольном двухвалковом открытом калибре осуществляется радиусом закругления REF рассчитанного по зависимости (1). В чистовом четырехвалковом калибре производят окончательное формирование профиля.The method is illustrated by drawings, where in FIG. Figure 1 shows the last three gauges, marked by the numbering during the rolling of the new method of rolling the channels: “ a ” is the four-roll universal caliber preceding the pre-clean one, “b” is the control two-roll open caliber, and “c” is the final four-roll caliber. In the pre-clean control double-roll open gauge, the slope of the shelves relative to the vertical axis is assumed to be 10-12%, the slope of the shelves in the rough universal caliber is taken to be 7-9% in order to press the shelves of the draft from the rough universal caliber to the inner walls of the grooves of the pre-clean control two-roll open caliber in the rolling process , the gap between the shoulders of the rolls of the control two-roll open caliber forming the outer edges of the shelves is designed to be half the height of the shelves, and the formation of blunting of the outer corners in the mates of the wall with the shelves in the pre-finish control two-roll open gauge is carried out by the curvature radius R EF calculated according to dependence (1). The final four-roll caliber produce the final formation of the profile.
На фиг. 2 показано выполнение притупления в чистовом четырехвалковом калибре, где b - величина притупления сопряжения наружных граней стенки и полок в пределах допустимой по нормативному документу на продукцию, S - зазор между горизонтальными и вертикальными валками в универсальном калибре.In FIG. Figure 2 shows the blunting in a fine four-roll gauge, where b is the blunting value of the pairing of the external faces of the wall and shelves within the limits allowed for in the normative document for products, S is the gap between horizontal and vertical rolls in the universal gauge.
На фиг. 3, «а», «б» показаны методы контроля притупления углов проката по ГОСТ 26877-2008.In FIG. 3, “ a ”, “b” show the methods for controlling blunting of the corners of rolled metal according to GOST 26877-2008.
Конкретный пример реализации способа прокатки швеллеров.A specific example of the implementation of the method of rolling channels.
В настоящее время на современных универсальных прокатных станах оснащенных чистовой группой клетей включающих универсальные и двухвалковые вспомогательные клети прокатываются швеллеры в диапазоне от №14 до №40. Абсолютное обжатие стенки Δhст в чистовом калибре для этих номеров швеллера принимаются в пределах установленной практикой значений от 0,25 мм до 0,50 мм. Величина обжатия полок определяется из условия равенства коэффициентов высотной деформации стенки и полок в чистовом калибре 
Коэффициенты высотной деформации стенки, в зависимости от принятого установленной практикой обжатия для рассматриваемой группы швеллеров, соответствуют следующему диапазону значений μст=1,03÷1,10. Для гарантированного выполнения требуемой величины притупления наружного прямого угла швеллеров коэффициент формоизменения радиуса наружного угла стенки и полки в чистовом универсальном четырехвалковом калибре принимается в пределах k=4,4÷5,0, причем меньшее значение соответствует для максимальных, а большее - для минимальных значений высотной деформации стенки и полок.The coefficients of the height deformation of the wall, depending on the compression adopted by the established practice for the considered group of channels, correspond to the following range of values of μ st = 1.03 ÷ 1.10. For guaranteed fulfillment of the required blunting value of the outer right angle of the channels, the coefficient of the shape change of the radius of the outer corner of the wall and shelf in the finishing universal four-roll caliber is taken in the range k = 4.4 ÷ 5.0, with a lower value corresponding to the maximum and a larger value to the minimum height deformation of the wall and shelves.
Предложенный способ прокатки швеллеров реализован на новом универсальном рельсобалочном стане АО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» при производстве швеллера №40У.The proposed method for rolling channels is implemented at the new universal rail and beam mill of EVRAZ United West Siberian Metallurgical Plant JSC in the production of channel 40U.
Для производства швеллера №40У используют заготовку сечением 300×365 мм.For the production of channel No. 40U, a blank with a section of 300 × 365 mm is used.
После нагрева до температуры 1250°С заготовки выдаются в прокат.Они поступаю в дуо-реверсивную клеть BD1, где за три прохода в ящичных и четыре прохода в закрытых швеллерных калибрах с уклонами полок заготовку обжимают до размеров 24×386 мм. После этого раскат передается в дуо-реверсивную клеть BD2, который за один проход в контрольном полузакрытом и четыре прохода в закрытых швеллерных калибрах обжимается до размеров 9,1×406 мм. Окончательное формирование профиля осуществляют в группе клетей состоящей из двух универсальных и одной двухвалковой вспомогательной клетей в следующей последовательности: прокатка в универсальном четырехвалковом калибре черновой универсальной клети с уклоном полок относительно вертикальной оси 9%, дальнейшая прокатка в контрольном двухвалковом открытом калибре с уклоном полок относительно вертикальной оси равной 11%, с радиусом закругления наружных углов в сопряжениях стенки и полок рассчитанного по зависимости (1) и зазором между буртами валков формирующих внешние грани полок равным половине высоты полок в этом калибре. Финишный проход осуществляется в чистовом четырехвалковом калибре с уклоном полок относительно вертикальной оси 0%.After heating to a temperature of 1250 ° C, the blanks are rolled out. They enter the BD1 duo-reversible stand, where for three passes in drawer and four passes in closed channel gauges with slopes of the shelves, the workpiece is squeezed to a size of 24 × 386 mm. After that, the reel is transferred to the BD2 duo-reversing stand, which in one pass in the control half-closed and four passes in closed channel gauges is crimped to 9.1 × 406 mm. The final profile formation is carried out in a group of stands consisting of two universal and one two-roll auxiliary stands in the following sequence: rolling in a universal four-roll caliber of a rough universal stand with a slope of shelves relative to the vertical axis 9%, further rolling in a control two-roll open gauge with a slope of shelves relative to the vertical axis equal to 11%, with a radius of curvature of the outer corners in the mates of the wall and shelves calculated according to dependence (1) and the gap between the shoulders of the rolls forming the outer edges of the shelves equal to half the height of the shelves in this gauge. The finish pass is carried out in a fine four-roll caliber with a slope of the shelves relative to the
Чистовой калибр выполняется с учетом коэффициента линейного расширения принимаемого для стенки швеллера №40У равным 1,010, а для полок 1,012. Ширина калибра получена умножением высоты профиля (400 мм) на коэффициент линейного расширения (В=400⋅1,010=404 мм), толщина стенки калибра выбрана равной d=8,0 мм, толщину полки рассчитали с учетом половины предельного отклонения t=(13,5-0,5)⋅1,012=13,15 мм.The finishing gauge is carried out taking into account the linear expansion coefficient adopted for the channel wall No. 40U equal to 1.010, and for shelves 1.012. The caliber width was obtained by multiplying the profile height (400 mm) by the linear expansion coefficient (B = 400⋅1.010 = 404 mm), the caliber wall thickness was chosen equal to d = 8.0 mm, the shelf thickness was calculated taking into account half the maximum deviation t = (13, 5-0.5) ⋅ 1.012 = 13.15 mm.
При прокатке раската в чистовом четырехвалковом калибре стенка и полки получают ортогональное давление по отношению к направлению прокатки посредством горизонтальных и вертикальных валков.When rolling a roll in a fine four-roll gauge, the wall and shelves receive orthogonal pressure with respect to the rolling direction by means of horizontal and vertical rolls.
Выбирая величину вертикального обжатия стенки в чистовом калибре в пределах рекомендуемых практикой значений, величина обжатия полок определяется из условия равенства коэффициентов высотной деформации стенки и полок в этом калибре. Радиус сопряжения внутренних граней стенки и полок в чистовом калибре берется в соответствие с нормативным документом.Choosing the value of vertical wall compression in the finishing gauge within the values recommended by practice, the size of the compression of the shelves is determined from the condition of equality of the coefficients of height deformation of the wall and shelves in this gauge. The radius of conjugation of the inner faces of the wall and shelves in the finishing gauge is taken in accordance with the regulatory document.
Принятое абсолютное обжатие стенки в чистовом калибре при прокатке швеллера №40У Δhст=0,3 мм; толщина стенки предчистового вспомогательного калибра d'=8,0+0,3=8,3 мм; коэффициент высотной деформации стенки 
Предчистовой контрольный двухвалковый открытый калибр - это калибр, в котором контролируется высота полок путем вертикального обжатия. Высота полок швеллера №40У в предчистовом калибре принимается равной 108,4 мм, высота нижней закрытой части фланца (выточки) на нижнем валке принимается равной 20 мм, зазор между буртами валков формирующих внешние грани полок принимается равным половине длины полок 
Рассчитанный радиус сопряжения стенки и полок в предчистовом контрольном открытом калибре для швеллера №40У равен:The calculated radius of mating of the wall and shelves in the pre-control control open caliber for channel No. 40U is equal to:
REF=1,715⋅2,0⋅4,7⋅ 1,0375⋅1,0375⋅0,937=16,3 мм.R EF = 1.715⋅2.0⋅4.7⋅ 1.0375⋅1.0375⋅0.937 = 16.3 mm.
Черновой универсальный четырехвалковый калибр проектируется с толщиной стенки равной толщине предчистового контрольного калибра S'=8,3 мм, толщина полки равна t'=13,15+0,5=13,65 мм, обжатие высоты полок в предчистовом калибре принято равным Δh=3 мм, тогда h''=108,4+3,0=111,4 мм. Ширина стенки В во всех трех калибрах проектируется одинаковой В=В'=В''=304 мм. Толщина стенки чернового универсального калибра берется равной толщине стенки предчистового вспомогательного калибра d''=d'=8,3 мм.A draft universal four-roll caliber is designed with a wall thickness equal to the thickness of the pre-control check gauge S '= 8.3 mm, the thickness of the shelf is t' = 13.15 + 0.5 = 13.65 mm, the compression of the height of the shelves in the pre-final gauge is taken to be Δh = 3 mm, then h '' = 108.4 + 3.0 = 111.4 mm. The width of the wall B in all three calibres is designed the same B = B '= B' '= 304 mm. The wall thickness of the draft universal gauge is taken equal to the wall thickness of the pre-finishing auxiliary gauge d '' = d '= 8.3 mm
Расходный коэффициент валков на единицу продукции снизился на 0,231 кг/т.The expenditure coefficient of rolls per unit of production decreased by 0.231 kg / t.
Использование предлагаемого способа прокатки швеллера по сравнению с прототипом обеспечивает следующие преимущества:Using the proposed method of rolling the channel in comparison with the prototype provides the following advantages:
1. Лучшее выполнение геометрии профиля швеллера при прокатке в чистовом универсальном четырехвалковом калибре, что позволяет получать швеллеры повышенного качества.1. The best implementation of the geometry of the channel profile during rolling in the finishing universal four-roll caliber, which allows to obtain channels of high quality.
2. Стабилизирует процесс прокатки и увеличивает производительность стана.2. Stabilizes the rolling process and increases the productivity of the mill.
3. Снижает расход прокатных валков.3. Reduces the consumption of rolling rolls.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019130691A RU2721265C1 (en) | 2019-09-26 | 2019-09-26 | Structural channel rolling method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019130691A RU2721265C1 (en) | 2019-09-26 | 2019-09-26 | Structural channel rolling method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2721265C1 true RU2721265C1 (en) | 2020-05-18 |
Family
ID=70735344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019130691A RU2721265C1 (en) | 2019-09-26 | 2019-09-26 | Structural channel rolling method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2721265C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113477713A (en) * | 2021-07-30 | 2021-10-08 | 安阳豫德机械有限公司 | Door hinge type steel finish rolling device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1544737A (en) * | 1976-03-31 | 1979-04-25 | Nippon Steel Corp | H-or i shape metal rolling process |
| SU869870A1 (en) * | 1918-01-14 | 1981-10-10 | Днепродзержинский Ордена Трудового Красного Знамени Индустриальный Институт Им. М.И.Арсеничева | Method of rolling channel steel |
| RU2169050C2 (en) * | 1999-04-27 | 2001-06-20 | ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" | Channel bar production method |
-
2019
- 2019-09-26 RU RU2019130691A patent/RU2721265C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU869870A1 (en) * | 1918-01-14 | 1981-10-10 | Днепродзержинский Ордена Трудового Красного Знамени Индустриальный Институт Им. М.И.Арсеничева | Method of rolling channel steel |
| GB1544737A (en) * | 1976-03-31 | 1979-04-25 | Nippon Steel Corp | H-or i shape metal rolling process |
| RU2169050C2 (en) * | 1999-04-27 | 2001-06-20 | ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" | Channel bar production method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113477713A (en) * | 2021-07-30 | 2021-10-08 | 安阳豫德机械有限公司 | Door hinge type steel finish rolling device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9636724B2 (en) | Method for hot rolling Z-sections sheet piles | |
| US8959975B2 (en) | Method for the production of a cold-rolled profile having at least one thickened profile edge | |
| RU2721265C1 (en) | Structural channel rolling method | |
| US11364524B2 (en) | Method for producing H-shaped steel | |
| EP3272435A1 (en) | H-shaped steel production method and h-shaped steel product | |
| RU2764911C1 (en) | Method for rolling railway rails with double slopes of the inner faces of the flanges of the base | |
| EP3698894A1 (en) | Production method for h-beams | |
| RU2787897C1 (en) | Method for rolling tramway grooved rails | |
| RU2725547C1 (en) | Method for rolling of lining strip profiles | |
| JP6589755B2 (en) | Intermediate universal rolling method for section steel with flange | |
| EP3174647B1 (en) | Method for producing hot-rolled seamless pipes having thickened ends | |
| EP3257597B1 (en) | H-shaped steel production method | |
| US20190009315A1 (en) | Method for producing h-shaped steel and rolling apparatus | |
| RU2627140C1 (en) | Method for rail rolling | |
| RU2595082C1 (en) | Method of rolling rails | |
| US11292039B2 (en) | Method for producing H-shaped steel | |
| RU2758605C1 (en) | Method for manufacturing a hot-rolled i-beam from a shaped blank | |
| RU2169050C2 (en) | Channel bar production method | |
| SU869870A1 (en) | Method of rolling channel steel | |
| RU2237529C1 (en) | Method for rolling round shapes | |
| SU1186293A1 (en) | Method of rolling channel | |
| RU2388556C1 (en) | Method to roll trough-like profiles and system of passes to this end | |
| WO2013108418A1 (en) | Method for manufacturing t-shaped steel and rolling equipment | |
| RU2103088C1 (en) | Method of making bent box shapes | |
| JP2522059B2 (en) | Method for hot rolling profile with flange |