SU904813A1 - Способ изготовлени двутавровых балок - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВУТАВРОВБ1Х БАЛОК

1

Изобретение относитс  к прокатному производству и предназначаетс  дл  исполь-. зовани  при изготовлении двутавровых балок.

Известен способ прокатки широкополочных балок, в соответствии с которым прокатку ведут во фланцевых и универсальных калибрах с приводными горизонтальными и холостыми вертикальными валками, при этом обжатие и догибку полок в универсальном чистовом калибре производ т горизонтальными валками, а толщину стенки в ТОМ же калибре контролируют вертикальными валками 1.

Известен также способ прокатки широкополочных балок, в соответствии с которым прокатку заготовки ведут в фасонных осесимметричных калибрах, осуш.ествл ют подгибку фланцев, кантовку и окончательную прокатку в универсальной клети 2.

Обшим недостатком описанных способов  вл етс  трудоемкость процесса получени  балок из-за прокатки раската в калибрах сложных форм.

Известен также способ изготовлени  двутавровых балок путем прокатки в пр мых калибрах, в соответствии с которым пр моугольна  заготовка получает неравномерное по сечению обжатие в первом разрезном калибре, за счет чего она приобретает вид двутавровой балки. В дальнейшем раскат, вышедший из разрезного калибра, в результате деформации в последующих калибрах (в зависимости от методов калибровки отдельных частей профил ) постепенно приобретает форму и размеры окончательного профил  3.

Однако такой способ все же весьма тру10 доемок, особенно при прокатке тонкостенных двутавровых балок, так как требует значительного количества проходов. Кроме того, при прокатке в разрезных калибрах услови  захвата затруднены, особенно в местах внедрени  гребней валков в заготовку.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ изготовлени  щирокополочных балок, включающий гор чую деформацию в валках пр 2JJ моугольной заготовки, разрезку в зоне образовани  фланцев, отгибку фланцев и окончательную прокатку в универсальном калибре 4.

К недостаткам этого способа можно отнести то, что процесс изготовлени  балок

сложен из-за использовани  в операции прокатки разрезного калибра и промежуточной кантовки, а также многократной поэтапной деформации элементов двутавровой балки.

Цель изобретени  - исключение прокатки заготовки в сложных калибрах и кантовки т. е. упрощение процесса изготовлени  двутавровых балок.

Цель достигаетс  тем, что согласно способу , включающему гор чую деформацию в валках пр моугольной заготовки, разрезку в зоне образовани  фланцев, отгибку фланцев и окончательную прокатку в универсальном калибре, деформацию заготовки в валках ведут с равномерным обжатием ее средней по ширине части, а разрезку осуществл ют со стороны боковых граней образовавшихс  утолщений на выходе металла из очага деформации с помощью ножей , преимущественно неподвижных.

Цервоначальное равномерное обжатие, преимущественно, средней части полосы позвол ет получить полосу с утолщени ми по кра м. Эти утолщени   вл ютс  запасом металла дл  будущих фланцев двутавровой балки.

Затем полосу с утолщени ми по кра м разрезают со стороны боковых граней при прокатке в продольном направлении установленными на выходе металла из очага деформации ножами. Таким образом, фланцы балки сначала оказываютс  развернутыми почти параллельно стенке балки. Усилие резани  создают за счет продольных сил подпора, возникающих при прокатке полосы.

С целью получени  разнополочных балок разрезку утолщени  можно выполн ть на различную глубину в соответствии с получением необходимой ширины каждой полки. Лезви  ножей устанавливают в конце очага деформации. В зависимости от типа двутавровых балок, - с симметричным или несимметричным расположением полки, - лезви  ножей располагают в плоскости прокатки или параллельно ей. Глубина разрезки полосы за один проход определ етс  необходимым усилием резани , а также его согласованием с развиваемым валками продольным усилием подпора при прокатке полосы.

Обща  глубина разрезки утолщени  заготовки должна быть меньше половины щирины полки двутавровой балки на величину , учитывающую дальнейшую деформацию фланцев прокатными валками универсальной клети. В зависимости от необходимой глубины разрезки ее можно осуществл ть за один или несколько проходов. После того, как полоса со стороны боковых граней разрезана на необходимую глубину, фланцы отгибают. Отгибку фланцев осуществл ют известным инструментом, например дисками. Отгибка фланцев может производитьс  и

после каждого прохода. Способ включает окончательную чистовую обработку балки с помощтю прокатных валков в универсальном калибре.

На фиг. 1 изображена обща  схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 - сечение Д-Д на фиг. 1; на фиг. 7 - сечение Е-Е на фиг. 1; Стрелкой показано направление прокатки.

По предлагаемому способу в приводные калиброванные валки 1 и 2 задают нагретую заготовку 3 пр моугольного сечени . Обжатие по ширине заготовки распредел ют таким образом, чтобы получить после прокатки полосу с утолщени ми по кра м. Будущую стенку 4 балки формируют средними участками валков путем равномерного обжати  средней части заготовки. Это значит, что на участке заготовки, где формируют стенку балки, обжатие посто нно. Участками валков меньшего диаметра формируют будущие фланцы каждой полки нераздельными и развернутыми в продолжение будущей стенки балки. В результате этого получают заготовку с утолщени ми по кра м.

При прокатке установленным в конце очага деформации режущим инструментом (ножами 5 и 6) со стороны боковых граней заготовку разрезают, т. е. раздел ют фланцы. При этом ножом 5 раздел ют фланцы 7 и 8, а ножом б - фланцы 9 и 10. После разрезки со стороны каждой боковой кромки образуетс  щель 11.

Вышедша  из валков 1 и 2 разрезанна  с боковых граней заготовка в дальнейшем деформируетс  валками 12 и 13 и разрезаетс  на еще большую глубину ножами 14 и 15, причем операци  разрезки дл  узкополочных балок может быть осуществлена и за один проход.

После того, как осуществлена разрезка и фланцы разделены, их постепенно отгибают установленными попарно дисками. Сначала фланцы отгибают дисками 16 и 17, затем дисками 18 и 19, и, наконец, дисками 20 и 21.

Окончательна  чистова  обработка балки осуществл етс  в универсальном калибре. При этом горизонтальными валками 22 и 23 формируют чистовой размер стенки балки, а вертикальными валками 24 и 25 заканчивают гибку и формируют чистовые размеры полок 26 балки. Процесс прокатки, разрезки полосы, отгибки фланцев и окончательной прокатки в универсальном калибре  вл етс  непрерывным.

В рассмотренном примере выполнени  способа лезви  ножей установлены в конце очага деформации в плоскости прокатки. Ножи разрезают полосу со стороны обеих боковых граней на равную глубину, т. е.

рассматриваетс  получение симметрично двутавровой балки.

Возможны и другие варианты осуществлени  предлагаемого способа изготовлени  балок.

По этому способу возможно, в частности, получение и асимметричных двутавровых балок. Особенно целесообразно получение так называемых высоких балок, а также балок с параллельными полками.

Пример выполнени  двутавровой балки № 40 (размер по ГОСТ 8239-72) из стали 3.

Перед прокаткой полосу нагревают до температуры прокатки. С целью уменьшени  расхода энергии при прокатке и улучшени  условий разрезки наиболее целесообразно металл нагревать до температуры не ниже 1200-1250°С.

Размер поперечного сечени  исходной полосы рассчитывают, исход  из необходимых размеров балки, условий деформации (учет уширени ), условий развертки фланцев и окончательной чистовой деформации в универсальной клети. Дл  прокатки данной балки исходное сечение полосы должно быть 40 X 530 мм.

В первом проходе на участке формировани  стенки балки, равном 335 мм, полосу обжимают участками валков большего диаметра равномерно. Обжатие на этом участке составл ет 15 мм. Участками валков меньшего диаметра с каждой боковой стороны полосы формируют утолшени  шириной по 100 мм.

Уширение полосы происходит, главным образом, за счет обжати  средней части полосы и предполагаетс  равным 10 мм. Уширением утолшенных частей полосы по кра м пренебрегают, т. е. ширина выход шей полосы с учетом уширени  равна 540мм.

Одновременно при прокатке в валках установленным в конце очага деформации режушим инструментом (ножами 5 и 6) полосу разрезают со стороны боковых граней Глубина разрезки в первом проходе с каждой стороны равна 38 мм. После разрезки с каждой боковой кромки образуетс  щель.

Усилие резани  преодолеваетс  развиваемым прокатным станом продольным усилием подпора. Расчет показывает, что при толщине кромки ножа, равной 1 мм, с учетом сопротивлени  деформации и трени  поверхности ножей о полосу, общее развиваемое усилие сопротивлени  составл ет 300 кг. По имеющимс  опытным данным 5 при прокатке полосы размером -182x246 мм на полосу 145 X 253 мм, при обжатии h 37 мм и t 1100°С возникает сжимающее усилие подпора между первой и второй клетью непрерывной группы, достигающее 38 т. При меньшем в 1ашем случае обжатии, но большей ширине полосы почти в 3 раза, усилие подпора при соответствующих услови х может достигать этих же величин. Это

более чем в 100 раз выше расчетного усили , развиваемого на ножах.

После прокатки в первом проходе полосу направл ют во вторую клеть. Режим прокатки и разрезки полосы во втором проходе аналогичен первому. Равномерно обжатый участок полосы после выхода имеет размер 10 X 350 мм. Обжатие на этом участке 15 мм ущирение 100 мм. Ширина выход щей заготовки 550 мм. Во втором проходе ножами 14 и 15 осуществл ют дальнейщую разрезку полосы в глубину с каждой боковой стороны на 38 мм. Обща  глубина разрезки, таким образом, с каждой боковой стороны составл ет 76 мм.

Материал ножей должен быть жаропрочным и износостойким и выдерживать температуру нагретого металла. Имеютс  инструментальные твердые сплавы, которые сохран ют высокую твердость и сопротивление износу при 800-1000°С 6.

Отгибку фланцев осуществл ют дисками за три прохода. После разрезки ножами 14 и 15 каждый фланец может быть отогнут телом ножей на 10°. Дисками 16 и 17 каждый фланец отгибают на 35°, дисками 18 и 19 - на 60°, дисками 20 и 21 - на 80°. 5 Вертикальными валками универсальной клети каждый фланец отгибают на 90°. После отгибки фланцев чернова  высота балки составл ет 550-(2x76) 398 мм, а толщина стенки - 10 мм.

Окончательную чистовую обработку дву0 тавровой балки осуществл ют в валках универсальных клетей. При этом стенку обжимают на 1,7 мм. В результате деформации элементов балки в универсальнбй клети двутаврова  балка № 40 имеет основные размеры в соответствии с ГОСТ 8239-77, 5 h 400, b 155 мм, S 8,3 мм.

Таким образом, в результате использовани  полосы пр моугольного сечени  (плоской заготовки, котора  может быть получена литьем) и совмещени  прокатки с продольQ ной разрезкой боковых граней полосы устран етс  операци  прокатки в разрезном калибре прокатной клети, поэтому отпадает вопрос о необходимости установки этой клети и средств кантовки проката, сокращаетс  общее количество проходов при сохранении 5 необходимой точности изготовлени  балок; уменьшаетс  расход энергии за счет сокращени  количества пропусков и совмещени  прокатки и резки.

Кроме того, по сравнению с известными предлагаемый способ обладает следующими преимуществами: устран ютс  глубокие врезы в валках, упрощаетс  калибровка, повыщаетс  срок службы валков и уменьщаетс  их парк. Засчет формировани  в валках полосы с утолщени ми по боковым кра м и разделени  фланцев путем разрезки исключаетс  поэтапна  деформаци  каждого элемента двутавровой балки, что повышает КПД деформации. Так, дл  прокатки

одного и того же размера балки по известносу способу исходное сечение заготовки должпо быть примерно в 3 раза больше, чем по предлагаемому.

Ожидаемый экономический эффект от использовани  предлагаемого изобретени  может составить 200 тыс. руб. в год.

Claims (6)

1. Способ изготовлени  двутавровых , балок, включающий гор чую деформацию в валках пр моугольной заготовки, разрезку в зоне образовани  фланцев, отгибку фланцев и окончательную прокатку в универсальном калибре, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  процесса изготовлени  путем исключени  промежуточной кантовки проката и сложных калибров, деформацию заготовки в валках ведут с равномерным обжатием ее средней по ширине части, а разрезку осуществл ют со стороны боковых

1

.

граней образовавшихс  утолщений на выходе металла из очага деформации с помощью ножей, преимущественно неподвижных .

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что разрезку противоположных боковых граней производ т на различную глубину. Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 265048, кл. В 21 В 1/10, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 371984, кл. В 2-1 В 1/12, 1970.

3.Бахтинов Б. П. и Штернов М. М. Калибровка прокатных валков. М., «Металлурги , 1953, с. 529.

4.Авторское свидетельство СССР

№ 216589, кл. В 21 В 1/08, 1967 (прототип).

5.«Черные металлы. ФРГ, 1963, № 18, с. 12.

6.Лахтин Ю. М. Металловедение и термическа  обработка металлов. М., «Металлурги , 1979, с. 255-256.

1л

/1-/I

w

Фиг.

Г-Г

Фиг.5

ДД

20

иг.6

2

РигЛ

23