г. Екатеринбург, проспект
Космонавтов, 107
Космонавтов, 107
Пн-Пт с 9:00 до 18:00 Сб,
Вс выходной
Вс выходной
Для достижения высокой точности геометрии при горячем прокате следует тщательно учитывать множество факторов, связанных с выбором оборудования, настройкой параметров и характеристиками заготовок.
Первым шагом является оптимизация температуры нагрева.
Она должна быть строго контролируемой, так как колебания в диапазоне даже 10-20 °C могут значительно повлиять на структурные свойства и привести к отклонениям в размере готовых изделий.
Температура в начале прокатки обычно находится в пределах 1100–1200 °C, что обеспечивает пластичность и низкое сопротивление деформации.
При этом важно учитывать состав металла и его температурные пределы для поддержания требуемых физических характеристик.
Для снижения деформаций прокатные станки должны иметь систему автоматического регулирования с высокой скоростью отклика.
Она отслеживает изменения в процессе и оперативно вносит коррективы, удерживая постоянные параметры.
Современные прокатные станы часто оснащены многовалковыми механизмами, которые распределяют давление равномерно по всей ширине заготовки, сводя к минимуму прогибы и изгибы.
Использование так называемых "жестких валков" с высокой прочностью и малой деформацией позволяет выдерживать заданную геометрию проката даже под значительными нагрузками. Их рабочий диаметр варьируется в зависимости от типа продукции: для тонколистовых заготовок применяется меньший диаметр валков порядка 300–500 мм, тогда как для толстого проката — более 600 мм. Подбор валков также должен учитывать материал и его модуль упругости: чем выше модуль, тем жестче требуется инструмент, что уменьшает вероятность появления отклонений в размерах.
При определении частоты проходов заготовки через стан следует учитывать её начальную толщину и конечные требования к размеру. Чем больше проходов, тем более равномерной будет структура, но чрезмерная прокатка приводит к износу оборудования и возможным погрешностям.
Обычная практика для тонколистового проката заключается в использовании 10–15 проходов, тогда как для толстолистового — 5–7. Оптимальный баланс позволяет снизить отклонения до сотых долей миллиметра. Например, при производстве листов для автомобилей допустимая погрешность составляет 0,05 мм.
На поверхности металла при высоких температурах образуется слой окалины, который мешает точной прокатке. Снятие наслоений перед каждым прокатом уменьшает абразивное воздействие на оборудование и увеличивает срок службы валков. Чтобы окалина не скапливалась в больших объемах, заготовки охлаждаются в специальных камерах, что способствует её отслоению.
Воздействие холодной среды выполняется кратковременно, чтобы избежать чрезмерного закаливания и не повлиять на пластичность. Практическое значение имеют различные методы охлаждения, от водяных душей до систем с инертными газами, которые позволяют регулировать интенсивность и равномерность влияния температуры.
Для достижения точности геометрии важно также контролировать скорость прохождения заготовок через валки. Слишком быстрая прокатка может вызвать вибрации, которые нарушают стабильность системы и вызывают изменение толщины. Оптимальная скорость для листового проката составляет порядка 1–2 м/с, но на разных этапах процесса эта величина может варьироваться.
Повышение подачи иногда оправдано для низкоуглеродистых сталей, в то время как более твердые сплавы требуют медленной обработки. Здесь важен баланс, позволяющий свести к минимуму остаточные напряжения.
Использование подвижных и регулируемых направляющих систем также помогает выдерживать точные размеры. Они корректируют положение заготовки относительно валков, сводя к минимуму перекосы и неровности. Системы направляющих, расположенные на определенных участках, позволяют выравнивать заготовки при входе и выходе из стана, обеспечивая равномерное давление.
Это особенно важно для прокатки узких листов и полос, где даже незначительный перекос ведет к заметным отклонениям в толщине. Точность направляющих систем должна быть не менее 0,01 мм, что позволяет держать заготовку в строго заданном положении.
Контроль состояния валков и их регулярная шлифовка играют ключевую роль в обеспечении высокой точности геометрии. Износ поверхности может привести к изменению формы и размера проката. Для предотвращения этого проводится плановая шлифовка, при которой снимается небольшой слой металла, восстанавливая изначальную форму.
При этом важно учитывать твердость, поскольку недостаточно твердые покрытия быстро изнашиваются. Для увеличения износостойкости часто применяют валки с наплавкой твердых сплавов, преимущественно карбидов, которые выдерживают высокие нагрузки и температурные колебания.
Еще один параметр для достижения точности — это остаточные напряжения, возникающие при охлаждении проката. Чтобы предотвратить их накопление, применяют технологию медленного охлаждения, что позволяет равномерно распределить напряжения и предотвратить коробление.
Заготовки помещаются в специальные камеры, где температура понижается постепенно, что особенно актуально для толстых листов и изделий со сложным профилем. Допустимая скорость охлаждения зависит от толщины и материала, но обычно находится в пределах 5–10 °C в минуту.
Кроме того, значительный эффект на точность оказывает тщательный подбор состава и химических элементов. Разные марки стали обладают разными коэффициентами теплового расширения, что необходимо учитывать при расчетах.
К примеру, для низкоуглеродистых сталей этот коэффициент меньше, чем для высоколегированных, поэтому при прокатке последних требуется учитывать их склонность к деформации, и при остывании применять корректирующие технологии, такие как контрольное закаливание.
Также некоторые добавки, например, хром и никель, снижают пластичность при высоких температурах, что усложняет процесс, но это необходимо для повышения прочности.
Отдельное внимание стоит уделить заготовкам с различной толщиной по длине, так как при прокатке такие заготовки изменяются неодинаково по ширине. Использование дифференцированных режимов деформации позволяет достигнуть равномерности.
На начальном этапе применяется предварительная прокатка, при которой заготовки проходят через валки под уменьшенным давлением, что выравнивает толщину и уменьшает внутренние напряжения.
Лист
Круг
Труба
Полоса
Уголок
Квадрат
Швеллер
Арматура
Проволока
Профнастил
Откатные ворота