Расчет калибров системы овал - квадрат

Теоретические сведения

Система калибров овал – квадрат применяется в основном на мелкосортных и проволочных станах. Преимуществом этой системы является обновление углов в квадратном сечении, что позволяет иметь одинаковую температуру раската по сечению. Однако распределение вытяжек в каждой паре калибров всегда неравномерно - в овальном калибре вытяжка больше, чем в квадратном.

Овальные калибры

На практике используют овальные калибры с отношением размеров .

Радиус ручьев R определяется расчетом по формуле

.                            (4.1)

Зазор по буртам калибра принимают в пределах .

Ширина вреза ручья рассчитывается по формуле

.                    (4.2)

Радиусы закругления углов

.                               (4.3)

Степень заполнения овального калибра рекомендуется принимать в пределах .

Притупление овального профиля на практике чаще всего составляет .

Величину притупления можно определить расчетом в зависимости от степени заполнения и формы калибра по формуле:

.      (4.4)

Площадь сечения овального профиля равна

.          (4.5)

При приближенных расчетах можно принять

                         (4.5а)

или при

.                                (4.5б) 

 

Определение коэффициента вытяжки и уширения

В системе калибров овал – квадрат коэффициент вытяжки в квадратном калибре определяется по формулам:

при D ≤ 400 мм для мм

,          (4.6)

для  мм

,     (4.6а)

при D > 400 мм  

.    (4.6б)

Уширение овальной полосы в квадратном калибре равно:

если с ≤ 90 мм

                                                 (4.7)

если с > 90 мм

.

Уширение квадратной полосы в овальном калибре определяется по приближенной формуле

,                          (4.8)

где R_K и ∆h _cp – катающий радиус и среднее обжатие в овальном калибре.

Задачи

Задача 1. Определить размеры калибров системы овал – квадрат при стороне с₁ = 26 мм исходного квадрата и готового квадрата с₃ = 16 мм. Температура прокатки t ₂ = 1010 °C, t ₃ = 1000 °C; скорость прокатки υ₃ = 2,2 м/с; номинальный диаметр валков во всех клетях D _Н  = 380 мм.

Решение.

1. Определяем допускаемый угол захвата (табл. 2.2):

2. Максимально возможное обжатие в квадратном калибре 3 по условиям захвата:

,

где h₃ – высота квадратного профиля с учетом закругления углов квадратного калибра.

Радиус закругления вершины калибра 3 (3.8):

 мм.

Высота профиля, выходящего из квадратного калибра (3.10):

мм.

Тогда обжатие

мм,

принимаем Δh₃ = 20 мм.

3. Определяем предварительно величину коэффициента вытяжки в калибре 3 (4.6):

4. Уширение при прокатке овальной полосы в квадратном калибре 3 (4.7):

 мм.                                                    

5. Размеры промежуточного овального профиля:

мм;

мм.

6. Площадь сечения квадратного профиля, получаемого из калибра 3 (3.11б):

мм².

7. Площадь сечения овального профиля:

мм².

8. Коэффициент вытяжки в овальном калибре 2:

.

9. Площадь сечения квадратного профиля, получаемого из калибра 1:

мм².

10. Сторона квадрата, получаемого из калибра 1:

мм,

что практически совпадает с заданным размером (с₁ = 26 мм).

11. Допускаемый угол захвата в овальном калибре:

где скорость прокатки в калибре 2:

м/с.

Фактический угол захвата:

где h_cp2 – средняя высота овального калибра:

мм.

12. Уширение квадратной полосы с₁ в овальном калибре (4.8):

мм,

где мм,

мм

При этом ширина овальной полосы получается равной:

мм,

что практически совпадает с определенным выше в п.5 и исключает необходимость корректировки размеров калибров 1 и 2.

13. Принимаем коэффициент заполнения овального калибра равным . Тогда ширина калибра должна быть равна:

мм;

высота калибра:

мм;

коэффициент формы калибра:

мм.

14. Радиус очертания овального ручья:

мм.

15. Зазор по буртам калибра 2:

мм.

16. Ширина вреза калибра 2:

17. Величина притупления овального калибра (4.4):

мм.

 

Задача 2. Определить размеры предчистового овала и задаваемого в него квадрата для прокатки квадрата с = 10 мм из стали Ст.3, если диаметр чугунных валков D_H = 300 мм и скорость прокатки в чистовой клети 4,4 м/с. Температура металла при задаче его в валки 900 °C.

Задача 3. Определить размеры калибров системы овал – квадрат при стороне с₁ = 30 мм исходного квадрата и готового квадрата с₃ = 21 мм. Температура прокатки t₂ = 1015°C, t₃ = 1010 °C; скорость прокатки υ₃ = 2,5 м/с; номинальный диаметр валков во всех клетях D_Н  = 380 мм.

Задача 4. Необходимо определить размеры калибров системы овал – квадрат при стороне с₁ = 45 мм исходного квадрата. Вытяжка в овальном калибре , вытяжка в конечном квадратном калибре .

Занятие 5