Прокат (металлообработка)

Прокручивающийся схематический вид

Прокатная визуализация.

В металлообработке , прокатка является формированием металла процесс , в котором металлический шток проходит через одну или более пары валков для уменьшения толщины, чтобы сделать толщину формы, и / или для придания желаемых механических свойств. Концепция похожа на раскатывание теста . Прокат классифицируется по температуре металлопроката. Если температура металла выше температуры рекристаллизации , то этот процесс называется горячей прокаткой . Если температура металла ниже температуры рекристаллизации, процесс известен как холодная прокатка.. С точки зрения использования, горячая прокатка обрабатывает больше тоннажа, чем любой другой производственный процесс, а холодная прокатка обрабатывает большую часть тоннажа из всех процессов холодной обработки. ^{[1] [2]} Валковые клети, удерживающие пары валков, сгруппированы в прокатные станы, которые могут быстро перерабатывать металл, обычно сталь , в такую ​​продукцию, как конструкционная сталь ( двутавровые балки , уголки, швеллер), пруток и рельсы. . На большинстве сталелитейных заводов есть прокатные цеха, которые перерабатывают литые полуфабрикаты в готовую продукцию.

Есть много типов прокатных процессов, в том числе кольцевой прокатки , вальцовка , профилирование , профиль прокатки и контролируемой прокатки .

Железо и сталь [ править ]

Изобретение прокатного стана в Европе можно отнести к рисункам Леонардо да Винчи . ^[3] Самые ранние прокатные станы в сырой форме, но с теми же основными принципами, были обнаружены на Ближнем Востоке и в Южной Азии еще в 600 году до нашей эры. Самыми ранними прокатными станами были продольные станы , которые были введены из современной Бельгии в Англию в 1590 году. Они пропускали плоские прутки между валками, чтобы сформировать железную пластину, которую затем пропускали между рифлеными валками (продольно-резательными станками) для производства прутков. ^[4] Первые эксперименты по прокатке чугуна для белой жести состоялись около 1670 года. В 1697 году майор Джон Хэнбери построил мельницу в Понтипуле.катать «Понтипульские тарелки» - черную доску . Позже его начали перематывать и лужить для изготовления белой жести . Раньше производство толстого железа в Европе производилось на кузнечных, а не прокатных станах.

Продольно-резательный станок был адаптирован для производства обручей (для бочек) и железа с полукруглыми или другими секциями средствами, которые были предметом двух патентов c. 1679.

Некоторые из самых ранних литературных источников о прокатных станах восходят к шведскому инженеру Кристоферу Полхему в его « Patriotista Testamente» 1761 года, где он упоминает прокатные станы как для листового железа, так и для пруткового железа. ^[5] Он также объясняет, как прокатные станы могут сэкономить время и труд, поскольку прокатный стан может производить от 10 до 20 и более прутков одновременно.

Патент был выдан Томасу Блокли из Англии в 1759 году на полировку и прокатку металлов. Другой патент был выдан в 1766 году Ричарду Форду из Англии на первый тандемный стан. ^[6] Стан-тандем - это стан, на котором металл прокатывают в последовательных клетях; Стан-тандем Форда предназначался для горячей прокатки катанки.

Другие металлы [ править ]

Прокатные станы для производства свинца, кажется, существовали к концу 17 века. К концу 18 века прокатывались также медь и латунь.

Современный прокат [ править ]

Современная практику качению можно отнести к пионерским усилиям Генри Корт из Funtley железа Миллс, около Фархем в Хэмпшире , Англия. В 1783 году Генри Корту был выдан патент на использование рифленых валков для прокатки железных прутков. ^[7] Благодаря этой новой конструкции мельницы смогли производить в 15 раз больше продукции в день, чем с помощью молотка. ^[8] Хотя Корт не был первым, кто использовал рифленые валки, он был первым, кто объединил в себе многие из лучших характеристик различных процессов производства и формовки чугуна, известных в то время. Таким образом, современные писатели называют его «отцом современного катания».

Первый рельсопрокатный стан был основан Джоном Биркеншоу на Бедлингтонском металлургическом заводе в Нортумберленде , Англия, в 1820 году, где он производил рельсы из кованого железа с рыбьим животом длиной от 15 до 18 футов. ^[8] С развитием технологий прокатных станов, размер прокатных станов быстро рос вместе с размером прокатываемой продукции. Одним из примеров этого была Великая выставка в Лондоне в 1851 году, где пластина 20 футов длиной, 3 ½ фута шириной и 7/16 дюйма толщиной и весом 1125 фунтов была выставлена ​​компанией Consett Iron Company . ^[8] Дальнейшее развитие прокатного стана произошло с введением в 1853 г. трехвалковых станов для прокатки тяжелых профилей.

Горячая и холодная прокатка [ править ]

Горячая прокатка [ править ]

Горячая прокатка - это процесс металлообработки, который происходит выше температуры рекристаллизации материала. После деформации зерен в процессе обработки они перекристаллизовываются, что сохраняет равноосную микроструктуру и предотвращает деформационное упрочнение металла. Исходным материалом обычно являются большие куски металла, такие как литые полуфабрикаты , такие как слябы , блюмы и заготовки . Если эти продукты были получены в процессе непрерывной разливки, они обычно подаются непосредственно в прокатные станы при соответствующей температуре. В небольших операциях материал начинается при комнатной температуре и должен быть нагрет. Это делается в газовой или мазутной печи.яма для замачивания больших заготовок; для более мелких деталей применяется индукционный нагрев . Во время обработки материала необходимо контролировать температуру, чтобы убедиться, что она остается выше температуры рекристаллизации. Для того, чтобы поддерживать коэффициент безопасности отделки температуры определена выше температуры рекристаллизации; обычно она на 50–100 ° C (90–180 ° F) выше температуры рекристаллизации. Если температура действительно упадет ниже этой температуры, материал необходимо повторно нагреть перед дальнейшей горячей прокаткой. ^[9]

Горячекатаные металлы обычно имеют небольшую направленность своих механических свойств и остаточных напряжений, вызванных деформацией . Однако в некоторых случаях неметаллические включения будут придавать некоторую направленность, а детали толщиной менее 20 мм (0,79 дюйма) часто обладают некоторыми свойствами направленности. Кроме того, неравномерное охлаждение вызывает множество остаточных напряжений, которые обычно возникают в формах с неоднородным поперечным сечением, таких как двутавровые балки . Хотя готовый продукт хорошего качества, его поверхность покрыта прокатной окалиной , которая представляет собой оксид, который образуется при высоких температурах. Обычно его удаляют травлением или гладкой чистой поверхностью (SCS).процесс, который открывает гладкую поверхность. ^[10] Допуски на размеры обычно составляют от 2 до 5% от общего размера. ^[11]

Горячекатаная низкоуглеродистая сталь, по-видимому, имеет более широкий допуск на количество включенного углерода, чем холоднокатаная сталь, и, следовательно, ее труднее использовать кузнецу. Также для аналогичных металлов горячекатаный прокат оказывается менее дорогостоящим, чем холоднокатаный. ^[12]

Горячая прокатка используется в основном для производства листового металла или простых профилей, таких как рельсовые пути . Другие типичные области применения горячекатаного металла: ^[13]

• Рамы для грузовиков
• Автомобильные диски сцепления, колеса и колесные диски
• Трубы и трубки
• Водные нагреватели
• Сельскохозяйственная техника
• Ремни
• Штамповки
• Корпуса компрессоров
• Металлические постройки
• Железнодорожные вагоны-хопперы и составные части вагонов
• Двери и стеллажи
• Диски
• Ограждения для улиц и шоссе

Конструкция фигурной прокатки [ править ]

Прокатные станы часто делятся на обдирочные, промежуточные и чистовые сепараторы. Во время профильной прокатки исходная заготовка (круглая или квадратная) с диаметром кромки обычно в пределах 100–140 мм непрерывно деформируется для получения определенного готового продукта с меньшими размерами поперечного сечения и геометрией. Для производства определенного конечного продукта из данной заготовки могут быть приняты различные последовательности. Однако, поскольку каждый прокатный стан стоит значительно дороже (до 2 миллионов евро), типичным требованием является сокращение количества прокатных проходов. Были достигнуты различные подходы, включая эмпирические знания, использование числовых моделей и методов искусственного интеллекта. Lambiase et al. ^{[14] [15]}проверила модель конечных элементов (КЭ) для прогнозирования окончательной формы катаного проката при кругло-плоском проходе. Одна из основных задач при проектировании прокатных станов - уменьшение количества проходов. Возможным решением таких требований является проход с прорезью , также называемый разделенным проходом , который разделяет входящий стержень на две или более части, тем самым фактически увеличивая коэффициент уменьшения поперечного сечения за проход, как сообщает Lambiase. ^[16] Другим решением для сокращения количества проходов на прокатных станах является использование автоматизированных систем для проектирования валков, предложенных Ламбиасом и Лангеллой. ^[17] впоследствии Ламбиасе разработал автоматизированную систему на основе искусственного интеллекта.и, в частности, интегрированная система, включающая в себя механизм вывода, основанный на генетических алгоритмах, базу данных знаний, основанную на искусственной нейронной сети, обученной с помощью параметрической модели конечных элементов, и для оптимизации и автоматического проектирования прокатных станов. ^[18]

Холодная прокатка [ править ]

Холодная прокатка металла происходит при температуре ниже его температуры рекристаллизации (обычно при комнатной температуре), что увеличивает прочность за счет деформационного упрочнения до 20%. Это также улучшает качество поверхности и обеспечивает более жесткие допуски . Обычно холоднокатаный прокат включает листы, полосы, прутки и прутки; эти изделия обычно меньше, чем такие же горячекатаные. Из-за меньших размеров заготовок и большей прочности по сравнению с горячекатаным прокатом используются четырехвалковые или кустовые станы. ^[2] Холодная прокатка не может уменьшить толщину заготовки так сильно, как горячая прокатка за один проход.

Холоднокатаные листы и полосы бывают разных состояний: полнотвердые , полутвердые , четверть-твердые и прокатанные . Полностью твердый прокат уменьшает толщину на 50%, в то время как в других случаях обжатие меньше. Затем холоднокатаная сталь отжигается для придания пластичности холоднокатаной стали, которая известна как холоднокатаная и отожженная . Скручивание, также известное как скин-пасс , включает наименьшее уменьшение: 0,5–1%. Он используется для получения гладкой поверхности, однородной толщины и уменьшения явления предела текучести (за счет предотвращения образования полос Людерсаот формовки при последующей обработке). Он блокирует дислокации на поверхности и тем самым снижает возможность образования полос Людерса. Чтобы избежать образования полос Людерса, необходимо создать значительную плотность незакрепленных дислокаций в ферритной матрице. Он также используется для разбивания блесток в оцинкованной стали. Прокат с обшивкой обычно используется в последующих процессах холодной обработки, где требуется хорошая пластичность.

Другие формы могут подвергаться холодной прокатке, если поперечное сечение относительно однородно, а поперечный размер относительно мал. Для холодной прокатки профилей требуется ряд операций по формованию, обычно таких как калибровка, разборка, черновая обработка, получистовая обработка, получистовая обработка и чистовая обработка.

При обработке кузнецом более гладкий, более стабильный и более низкий уровень углерода, инкапсулированного в стали, облегчает обработку, но за счет более высокой стоимости. ^[19]

Типичные области применения холоднокатаной стали включают металлическую мебель, письменные столы, шкафы для документов, столы, стулья, выхлопные трубы мотоциклов, компьютерные шкафы и оборудование, бытовую технику и компоненты, стеллажи, осветительные приборы, петли, трубы, стальные барабаны, газонокосилки, электронику. шкафы, водонагреватели, металлические контейнеры, лопасти вентиляторов, сковороды, комплекты для настенного и потолочного крепления, а также различные товары для строительства. ^[20]

Процессы [ править ]

Валковая гибка [ править ]

Валковая гибка позволяет получать изделия цилиндрической формы из листового металла или стали. ^[21]

Профилирование [ править ]

Профилегибочное формование, валковая гибка или прокатка листов - это непрерывная операция гибки, при которой длинная полоса металла (обычно рулонная сталь) пропускается через последовательные наборы валков или клетей, каждый из которых выполняет только пошаговую часть гибки, до желаемого поперечного сечения. -получен профиль сечения. Профилирование идеально подходит для изготовления деталей большой длины или в больших количествах. Существует 3 основных процесса: 4 ролика, 3 ролика и 2 ролика, каждый из которых имеет различные преимущества в соответствии с желаемыми характеристиками выходной пластины.

Плоская прокатка [ править ]

Плоская прокатка - это самый основной вид прокатки, при котором начальный и конечный материал имеет прямоугольное поперечное сечение. Материал подается между двумя валками , называемыми рабочими валками , которые вращаются в противоположных направлениях. Зазор между двумя валками меньше толщины исходного материала, что вызывает его деформацию . Уменьшение толщины материала приводит к его удлинению. Трения на границе раздела между материалом и валками приводит к тому , материал для толкания до конца. Степень деформации, возможная за один проход, ограничивается трением между валками; если изменение толщины слишком велико, валки просто скользят по материалу и не втягивают его. ^[1]Конечный продукт представляет собой лист или пластину, причем первая имеет толщину менее 6 мм (0,24 дюйма), а вторая - более; однако толстые листы обычно формуются с использованием пресса , который называется ковкой , а не прокаткой. ^{[ необходима цитата ]}

Часто валки нагревают, чтобы улучшить обрабатываемость металла. Смазка часто используется для предотвращения прилипания заготовки к валкам. ^{[ необходима цитата ]} Для точной настройки процесса регулируются скорость валков и температура валков. ^[22]

h - листовой металл толщиной менее 200 мкм (0,0079 дюйма). ^{[ необходима цитата ]} Прокатка выполняется на кластерном стане, потому что небольшая толщина требует валков небольшого диаметра. ^[9] Чтобы уменьшить потребность в маленьких рулонах, используется пакетная прокатка , при которой несколько листов скручиваются вместе для увеличения эффективной начальной толщины. Когда листы фольги проходят через ролики, они обрезаются и разрезаются круглыми или бритвенными ножами . Под обрезкой понимаются края фольги, а при разрезании - разрезание на несколько листов. ^[22] Алюминиевая фольгаявляется наиболее распространенным продуктом, производимым методом пакетной прокатки. Это видно по двум различным поверхностям; блестящая сторона находится на стороне рулона, а тусклая сторона - напротив другого листа фольги. ^[23]

Прокатка колец[ редактировать ]

Прокатка колец - это специализированный вид горячей прокатки, позволяющий увеличить диаметр кольца. Исходный материал - толстостенное кольцо. Эта заготовка помещается между двумя валками, внутренним промежуточным валком и ведомым валком , который прижимает кольцо снаружи. По мере прокатки толщина стенки уменьшается с увеличением диаметра. Валки могут иметь различную форму поперечного сечения. Полученная зернистая структура является круговой, что обеспечивает лучшие механические свойства. Диаметр может достигать 8 м (26 футов), а высота забоя - 2 м (79 дюймов). Общие области применения включают железнодорожные шины, подшипники , шестерни , ракеты , турбины ,самолеты , трубы и сосуды под давлением . ^[10]

Профилированная прокатка [ править ]

Контролируемая прокатка[ редактировать ]

Контролируемая прокатка - это вид термомеханической обработки, который объединяет контролируемую деформацию и термообработку . Тепло, которое поднимает заготовку выше температуры рекристаллизации, также используется для выполнения термообработки, так что никакая последующая термообработка не требуется. Типы термообработки включают получение мелкозернистой структуры; контроль природы, размера и распределения различных продуктов превращения (таких как феррит , аустенит , перлит , бейнит и мартенсит в стали); индуцирование дисперсионного твердения ; и, контролируя прочность. Чтобы достичь этого, весь процесс должен тщательно контролироваться и контролироваться. Общие переменные при контролируемой прокатке включают состав и структуру исходного материала, уровни деформации, температуры на различных стадиях и условия охлаждения. Преимущества контролируемой прокатки включают лучшие механические свойства и экономию энергии. ^[11]

Кузнечный прокат [ править ]

Кузнечная прокатка - это процесс продольной прокатки, предназначенный для уменьшения площади поперечного сечения нагретых прутков или заготовок, проводя их между двумя противоположно вращающимися сегментами валков. Этот процесс в основном используется для обеспечения оптимального распределения материала для последующих процессов штамповки. Благодаря этому в процессах штамповки могут быть достигнуты лучшее использование материала, меньшие технологические усилия и лучшее качество поверхности деталей. ^[24]

В основном любой покованый металл можно поковки. Кузнечная прокатка в основном используется для предварительной формовки крупногабаритных заготовок за счет целевого распределения массы таких деталей, как коленчатые валы, соединительные тяги, поворотные кулаки и оси транспортных средств. Наименьшие производственные допуски могут быть достигнуты лишь частично путем ковочной прокатки. Это основная причина того, что кованая прокатка редко используется для чистовой обработки, а в основном для предварительной формовки. ^[25]

Характеристики кузнечной прокатки: ^[26]

• высокая производительность и высокий коэффициент использования материала
• хорошее качество поверхности кованых заготовок
• увеличенный срок службы инструмента
• небольшие инструменты и низкая стоимость инструмента
• улучшенные механические свойства благодаря оптимизированному потоку зерна по сравнению с заготовками, изготовленными исключительно методом штамповки

Миллс [ править ]

Прокатный стан , известный также как мельница восстановительной или мельница , имеет общий строительный независимый от конкретного вида прокатки выполняется: ^[27]

• Рабочие валки
• Опорные валки - предназначены для обеспечения жесткой опоры, необходимой рабочим валкам для предотвращения изгиба под действием прокатной нагрузки.
• Система балансировки валков - для обеспечения того, чтобы верхние рабочие и опорные валки удерживались в надлежащем положении относительно нижних валков.
• Устройства для смены валков - использование мостового крана и устройства, предназначенного для присоединения к шейке валка, который необходимо снять или вставить в стан.
• Устройства защиты стана - для обеспечения того, чтобы силы, прикладываемые к подушкам опорных валков, не были настолько велики, чтобы сломать шейки валков или повредить корпус стана.
• Системы охлаждения и смазки валков
• Шестерни - шестерни для разделения мощности между двумя шпинделями, вращая их с одинаковой скоростью, но в разных направлениях.
• Зубчатая передача - для установки желаемой скорости прокатки
• Приводные двигатели - прокатка узкой фольги до тысяч лошадиных сил
• Электрическое управление - постоянное и переменное напряжение, подаваемое на двигатели.
• Намотчики и разматыватели - для разматывания и сворачивания рулонов металла.

Слябы являются сырьем для станов горячей прокатки полосы или толстолистовых станов, а блюмы прокатываются в заготовки на стане для заготовок или большие секции на строительном стане. Продукция полосового стана скручивается в бухты и впоследствии используется в качестве сырья для стана холодной прокатки или используется непосредственно производителями. Заготовки, предназначенные для повторной прокатки, впоследствии прокатываются на товарном, сортовом или стержневом стане. Торговые или прутковые мельницы производят изделия различной формы, такие как углы, швеллеры, балки, круглые (длинные или спиральные) и шестиугольники.

Конфигурации [ править ]

Мельницы спроектированы в различных типах конфигураций, самая основная из которых - двухвалковая нереверсивная , что означает, что есть два валка, которые вращаются только в одном направлении. Два высоких реверсивный стан имеет ролики , которые могут вращаться в обоих направлениях, но недостатком является то, что ролики должны быть остановлены, вспять, а затем доводят обратно до скорости прокатки между каждым проходом. Чтобы решить эту проблему, трехуровневыйбыла изобретена мельница, в которой используются три валка, вращающиеся в одном направлении; металл подается через два валка, а затем возвращается через другую пару. Недостатком этой системы является то, что заготовку необходимо поднимать и опускать с помощью подъемника. Все эти станы обычно используются для первичной прокатки, а диаметр валков колеблется от 60 до 140 см (от 24 до 55 дюймов). ^[9]

Для минимизации диаметра валков используется четырехвалковая или кустовая мельница. Небольшой диаметр валка является преимуществом, поскольку меньший валок контактирует с материалом, что приводит к меньшим усилиям и потребляемой мощности. Проблема с небольшим валком заключается в снижении жесткости, которое преодолевается с помощью опорных валков . Эти опорные ролики больше по размеру и контактируют с задней стороной меньших роликов. Четырехвалковый стан имеет четыре валка, два малых и два больших. Кластерный стан имеет более 4 валков, обычно трехъярусных. Эти типы станов обычно используются для горячей прокатки широких листов, в большинстве случаев холодной прокатки и для прокатки фольги. ^[9]

Исторически мельницы классифицировались по производимой продукции: ^[28]

• Блюминговые , зубчатые и слябовальные станов , являющиеся подготовительными станами для прокатки готовых рельсов , профилей или листов соответственно. В реверсивном режиме они бывают от 34 до 48 дюймов в диаметре, а в трехвысоких - от 28 до 42 дюймов в диаметре.
• Заготовочные станы трехступенчатые, валки диаметром от 24 до 32 дюймов, используемые для дальнейшего обжатия блюмов до заготовок размером 1,5x1,5 дюйма, являющиеся подготовительными станами для прутка и прутка.
• Станы балочные трехвальные, валки диаметром от 28 до 36 дюймов, для производства тяжелых балок и швеллеров от 12 дюймов и более.
• Рельсовые станы с диаметром валков от 26 до 40 дюймов.
• Формовочные станы с валками диаметром от 20 до 26 дюймов для небольших размеров балок и швеллеров, а также других конструктивных профилей.
• Торговые прутковые мельницы с валками диаметром от 16 до 20 дюймов.
• Небольшие торговые прутковые прокатные станы с чистовыми валками диаметром от 8 до 16 дюймов, обычно оснащенные черновой клетью большего размера.
• Прутковые и проволочные станы с чистовыми валками диаметром от 8 до 12 дюймов, всегда оснащенные черновыми клетями большего размера.
• Мельницы для производства обручей и хлопковых галстуков, похожие на небольшие фабрики по производству прутков
• Станы для производства броневых листов с валками диаметром от 44 до 50 дюймов и корпусом от 140 до 180 дюймов.
• Листопрокатные станы с диаметром валков от 28 до 44 дюймов.
• Листовые станы с валками диаметром от 20 до 32 дюймов.
• Универсальные станы для производства прямоугольных или так называемых универсальных листов и различных широкополосных профилей с помощью системы вертикальных и горизонтальных валков.

Тандемная мельница [ править ]

Стан-тандем - это особый тип современного прокатного стана, в котором прокатка производится за один проход. В традиционном прокатном стане прокатка выполняется в несколько проходов, но на стане-тандеме имеется несколько клетей (> = 2 клетей), и обжатия происходит последовательно. Количество клетей колеблется от 2 до 18. Тандемные станы могут быть как горячей, так и холодной прокатки.

Дефекты [ править ]

При горячей прокатке, если температура заготовки неоднородна, поток материала будет происходить больше в более теплых частях и меньше в более холодных. Если разница температур достаточно велика, могут возникнуть трещины и разрыв. ^[9]

Плоскостность и форма [ править ]

В плоской металлической заготовке плоскостность - это описательный атрибут, характеризующий степень геометрического отклонения от базовой плоскости. Отклонение от полной плоскостности является прямым результатом релаксации заготовки после горячей или холодной прокатки из-за структуры внутренних напряжений, вызванной неравномерным поперечным сжимающим действием валков и неоднородными геометрическими свойствами входящего материала. Поперечное распределение дифференциального напряжения, вызванного деформацией / удлинением, по отношению к среднему приложенному напряжению материала обычно называют формой. Из-за строгой взаимосвязи между формой и плоскостностью эти термины могут использоваться как взаимозаменяемые. В случае металлических полос и листов плоскостность отражает различное удлинение волокон по ширине заготовки.Это свойство должно подлежать точному контролю на основе обратной связи, чтобы гарантировать обрабатываемость металлических листов в процессах окончательной трансформации. Некоторые технологические подробности о контроле плоскостности с обратной связью приведены в.^[29]

Профиль [ править ]

Профиль состоит из размеров коронки и клина. Корона - это толщина в центре по сравнению со средней толщиной на краях заготовки. Клин - это мера толщины одного края по сравнению с другим краем. Оба могут быть выражены как абсолютные или относительные измерения. Например, у одного может быть 2 мил короны (центр заготовки на 2 мил толще, чем края), или один может иметь корону 2% (центр заготовки на 2% толще кромок).

Обычно желательно иметь некоторый гребень на заготовке, поскольку это приведет к тому, что заготовка будет стремиться к центру фрезы и, таким образом, будет работать с большей стабильностью.

Плоскость [ править ]

Обеспечение равномерного зазора между валками затруднено, поскольку валки отклоняются под действием нагрузки, необходимой для деформации заготовки. Прогиб приводит к тому, что заготовка становится тоньше по краям и толще в середине. Эту проблему можно преодолеть, используя ролик с короной (параболическая коронка), однако ролик с короной будет компенсировать только один набор условий, а именно материал, температуру и степень деформации. ^[11]

Другие методы компенсации деформации валков включают непрерывно изменяющийся гребень (CVC), парную поперечную прокатку и изгиб рабочего валка. Система CVC была разработана SMS-Siemag AG и включает шлифование полиномиальной кривой третьего порядка на рабочих валках с последующим смещением рабочих валков в поперечном направлении, равномерно и противоположно друг другу. Эффект состоит в том, что между валками будет зазор параболической формы, который будет изменяться в зависимости от бокового смещения, что позволяет динамически контролировать гребень валков. Поперечная поперечная прокатка включает использование плоских или параболических валков, но смещение концов под углом, так что зазор между краями валков будет увеличиваться или уменьшаться, что позволяет динамически контролировать коронку. Гибка рабочих валков включает использование гидроцилиндров на концах валков для противодействия прогибу валков.

Другой способ преодолеть проблемы прогиба - уменьшить нагрузку на валки, что можно сделать путем приложения продольной силы; это по сути рисунок . Другой метод уменьшения прогиба валков включает увеличение модуля упругости материала валков и добавление опорных опор для валков. ^[11]

Существуют различные классификации дефектов плоскостности:

• Симметричная краевая волна - края с обеих сторон заготовки "волнистые" из-за того, что материал по краям длиннее материала в центре.
• Асимметричная кромочная волна - одна кромка "волнистая" из-за того, что материал на одной стороне длиннее, чем на другой стороне.
• Центральная пряжка - центр полосы "волнистый" из-за того, что полоса в центре длиннее полосы по краям.
• Пряжка на четверть - это редкий дефект, когда волокна вытянуты в четвертных областях (часть полосы между центром и краем). Обычно это объясняется использованием чрезмерной силы изгиба валка, поскольку изгибающая сила не может компенсировать прогиб валка по всей длине валка.

Важно отметить, что может возникнуть дефект плоскостности даже при одинаковой толщине заготовки по ширине. Кроме того, можно иметь довольно высокую коронку или клин, но при этом производить плоский материал. Чтобы получить плоский материал, материал должен быть уменьшен на такой же процент по ширине. Это важно, потому что массовый расход материала должен сохраняться, и чем больше материал уменьшается, тем больше он удлиняется. Если материал удлинен таким же образом по ширине, то плоскостность, поступающая в мельницу, будет сохраняться на выходе из мельницы.

Черновик [ править ]

Разница между толщиной заготовки и проката называется тягой. Таким образом, если это начальная толщина и конечная толщина, тогда осадка определяется как${\ displaystyle t_ {0}}$${\ displaystyle t_ {f}}$${\ displaystyle d}$

${\ displaystyle d = t_ {0} -t_ {f}}$

Максимальная тяга, которая может быть достигнута с помощью роликов радиуса с коэффициентом статического трения между роликом и металлической поверхностью, определяется выражением${\ displaystyle R}$${\ displaystyle f}$

${\ displaystyle d_ {max} = f ^ {2} R}$

Это тот случай, когда сила трения о металл от входного контакта совпадает с отрицательной силой от выходного контакта.

Типы дефектов поверхности [ править ]

Существует шесть типов поверхностных дефектов: ^[30]

Колени

Этот тип дефекта возникает, когда уголок или ребро загибают и прокатывают, но не приваривают к металлу. ^[31] Они выглядят как швы на поверхности металла.

Стрижка

Эти дефекты возникают в виде перьевидного нахлеста.

Вальцованная шкала

Это происходит, когда прокатная окалина превращается в металл.

Струпья

Это длинные участки рыхлого металла, вкатанные в поверхность металла.

Швы

Это открытые ломаные линии, которые проходят по длине металла и вызваны наличием окалины, а также шероховатостью черновой фрезы.

Щепки

Выраженные поверхностные разрывы.

Устранение дефектов поверхности [ править ]

Многие поверхностные дефекты можно удалить с поверхности полуфабрикатов проката перед дальнейшей прокаткой. Методы зачистки включали ручную стружку долотом (18 и 19 века); механическое измельчение и измельчение воздушными долотами и шлифовальными машинами; горение газокислородной горелкой, давление газа которой сдувает расплавленный пламенем металл или шлак; ^[32] и лазерная зачистка.

См. Также [ править ]

• Бернард Лаут изобрел и запатентовал процесс холодной прокатки чугуна.
• Джон Б. Титус , изобретатель первого практического процесса непрерывной прокатки широкой полосы для производства стали.
• Тадеуш Сендзимир , чьим именем названы революционные методы обработки стали и металлов.
• Электронно-лучевое текстурирование , используемое для придания шероховатости поверхности цилиндров прокатных станов.
• Профилегибочная машина для выдвижных ящиков
• Календарь

Заметки [ править ]

Библиография [ править ]

• Дегармо, Э. Пол; Black, J T .; Козер, Рональд А. (2003), Материалы и процессы в производстве (9-е изд.), Wiley, ISBN 978-0-471-65653-1.
• Робертс, Уильям Л. (1978), холодная прокатка стали , Марсель Деккер, ISBN 978-0-8247-6780-8.
• Робертс, Уильям Л. (1983), Горячая прокатка стали , Марсель Деккер, ISBN 978-0-8247-1345-4.
• Doege, E .; Беренс, Б.-А .: Handbuch Umformtechnik: Grundlagen, Technologien, Maschinen (на немецком языке), 2-е издание, Springer Verlag, 2010, ISBN 978-3-642-04248-5 

Дальнейшее чтение [ править ]

• Гинзбург, Владимир Б .; Баллас, Роберт (2000), Основы плоского проката , CRC Press, ISBN 978-0-8247-8894-0.
• Ли, Youngseog (2004), прокатка стержней и прутков , CRC Press, ISBN 978-0-8247-5649-9.
• Суонк, Джеймс М. (1965), История производства железа во все века (2-е изд.), Ayer Publishing, ISBN 978-0-8337-3463-1.
• Рид-Хилл, Роберт и др. «Принципы физической металлургии» , 3-е издание, издание PWS, Бостон, 1991. ISBN 978-0-534-92173-6 . 
• Каллистер-младший, Уильям Д., «Материаловедение и инженерия - введение» , 6-е издание, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 2003. ISBN 0-471-13576-3 
• Сухель Хан Патхан, IJSRDV5I70206 « Трехвалковая вальцегибочная машина» (IJSRD / Vol 5 / Issue 07/2017/270). ISSN 2321-0613 

Внешние ссылки [ править ]

В Wikisource есть текст статьи « Прокатный стан» из энциклопедии Кольера 1921 года .

• История прокатных станов