Прокатка двутавровых широкополочных балок, балок с параллельными полками и экономичных облегченных балок
В последнее время все большее распространение получают широкополочные балки с параллельными полками и с высотой 1000 мм и более. Известны способы производства широкополочных двутавров горячей прокаткой на станах обычных типов без универсальных клетей, с их использованием и т. д.
По первому способу получают широкополочные двутавры на станах оборудованных двух- и трехвалковыми клетями. Для этого способа характерно параллельное расположение горизонтальной оси симметрии профиля относительно вращения валка во всех калибрах. Этим способом были получены профили высотой до 420 мм с практически параллельными полками шириной до 260 мм.
Прокатка широкополочных двутавров в четырехвалковых калибрах является особым видом обработки металлов давлением. В зависимости от способа образования четырехвалкового калибра в развитии универсальных станов отмечают следующие три направления.
По способу, предложенным Бютцем, прокатку двутавров производят в закрытых калибрах, образованных четырьмя нерегулируемыми приводными валками. В местах разъема калибров при прокатке на профиле образовались заусенцы, устранить которые оказалось невозможным.
Особенностью этого способа Закка прокатки двутавров является использование несимметричных четырехвалковых калибров, а также вертикальных валков с выпуклой рабочей частью.
В результате последующих усовершенствований этого способа наилучшие результаты получили при прокатке широкополочных двутавров в трех клетях с четырехвалковыми калибрами.
Общим недостатком рассмотренных способов прокатки широкополочных двутавров в закрытых и полузакрытых калибрах четырехвалковых клетей является необходимость применения для производства крупных профилей горизонтальных валков очень больших диаметров. Поэтому двутавры больших размеров с широкими полками стали прокатывать только в открытых универсальных калибрах.
Наиболее распространенным способом изготовления двутавровых профилей, кроме прокатки, является сварка. Этим способом делают двутавровые профили различных размеров. Ряд профилей, полученных сваркой, не могут быть получены на прокатных станах существующих типов. Современные способы производства сварных двутавров предусматривают различные конфигурации элементов, из которых выполняется двутавровый профиль, а также типы сварки, с помощью которых достигается соединение элементов профиля. Сварные двутавры могут быть выполнены из трех листов или полос, двух низкотавровых профилей и листа, двух тавров с высокой стенкой; двух тавров с высокой стенкой и листа, четырех угловых профилей и листа. Элементы двутазра могут соединяться между собой с помощью электродуговой, высоко* частотной. и контактно-стыковой сварки.
В отдельных случаях для получения специальных двутавров используют способы прессования, гидроэкструзии, вытягивания из расплава, строжки.
Таким образом, из всея известных способов получения двутавровая профилей для массового производства этого вида металлопродукции в мировой практике используют преимущественно способы прокатки и сварки. Основными преимуществами этих способов являются большая производительность агрегатов, широкий сортамент и качество готовой продукции.
Рисунок 2.13. Схема прокатки двутавров по способу Закка
а – главная предчистовая универсальная клеть; б – вспомогательная универсальная клеть, в – чистовая универсальная клеть
Рисунок 2.14. Способы соединения элементов в сварныя двутаврах:
а –. из трех листов или полос; б – из двух низкотавровых профилей в листа; в – из двух тавров с высокой стенкой; а – из двух тавров с высокой стенкой и листа: д – из четырех угловых профилей и листа
В Англии широкополочные балки прокатывают на универсальном рельсобалочном стане, состоящем из двух черновых и одной чистовой клети. Черновая двухвалковая клеть I имеет валки диаметром 1070 мм; черновая клеть II – универ сальная и чистовая двухвалковая клеть III – с валками диаметром fur мм. Каждая клеть имеет индивидуальный привод. Суммарная мощность двигателей около 10 тыс. кВт.
Универсальный стан состоит из двух универсальных клетей (черновой и чистовой) и вспомогательной клети для обжатия кромок, расположенной за черновой клетью. Черновая клеть имеет горизонтальные валки диаметром 1320 мм и вертикальные диаметром 890 мм и приводятся двигателем мощностью 4600 кВт. Вспомогательная клеть, расположенная за черновой, имеет валки диаметром 838 мм и приводится двигателем мощностью 2000 кВт. Конструкция чистовой универсальной клети аналогична черновой, но мощность главного двигателя 2750 кВт.
Использование сменной универсальной клети
При прокатке двутавровых балок на современных рельсобалочных и крупносортных станах используется сменная универсальная клеть, устанавливаемая на месте чистовой двухвалковой клети. Кроме горизонтальных приводов валков, обрабатывающих стенку и внутренние поверхности полок, в этой клети установлены вертикальные неприводные валки, расположенные в одной плоскости с горизонтальными и обрабатывающие полки с внешних сторон. Диаметр горизонтальных валков 1000 мм, длина бочки 600 мм, валки вращаются в текстолитовых вкладышах. Шейки горизонтальных валков небольшого диаметра, примерно 360 мм, что позволяет между их подушками расположить подушки вертикальных неприводных валков. Диаметр вертикальных валков 800 мм, длина бочки 300 мм, валки вращаются в конических роликовых подшипниках. Применение универсальной клети в качестве чистовой позволяет снизить внутренний уклон полок до 8 % (по ГОСТ 8239-72 этот уклон 12 %) и повысить точность двутаврового профиля.