Изготовление специальных видов проката

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

СТАРООСКОЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ»

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Обработка металлов давлением»

на тему «Изготовление специальных видов проката»

Старый Оскол 2008г.

Содержание

Введение

1. Производство колес и бандажей

2. Производство гнутых профилей

3. Производство периодических профилей

4. Особенности изготовления гнутых профилей специального назначения на магнитогорском металлургическом комбинате

5. Создание современной производственной базы для выпуска железнодорожных рельсов

Заключение

Список литературы

Введение

В связи с широким развитием машиностроения, посто-янным совершенствованием выпускаемых машин и тех-ническим прогрессом в технологии изготовления машин возникает все большая необходимость в получении бо-лее экономичной заготовки, а также профилей сложной формы.

Для этого и разрабатываются новое оборудование, с помощью которого и получают необходимый профиль. Поэтому в качестве одного из разделов обработки металлов давлением рассмотрим изготовление специальных видов проката. Они включают производство: колес и бандажей; гнутых профилей; периодических профилей (арматурная полоса, шары, зубчатые колеса и др.)

Учебное пособие написано в соответствии с планом, утверж-денным MB и ССО СССР. Изложены основные положения по тех-нологии прокатного производства: изготовления полупродукта, сор-товой, листовой, трубной стали, гнутых и специальных профилей.

Приведены методы калибровки профилей и теория отдельных технологических процессов. Рассмотрены современные типовые оте-чественные прокатные станы.

Учебное пособие предназначено для студентов металлургических, политехнических и машиностроительных вузов по специальности «Прокатка и волочение черных и цветных металлов и сплавов». Кни-га может быть полезна инженерно-техническим работникам прокат-ных цехов, заводских лабораторий и проектно-конструкторских ор-ганизаций.

1. Производство колес и бандажей

Колеса и бандажи для железнодорожного транспорта производят пластической обработкой металла. Процесс изготовления включает такие операции, как ковку и прошивку заготовки на прессе и прокатку на колесо или бандажепрокатном стане.

Цельнокатаные колеса, т. е. колеса, выполняемые за одно целое с бандажом, изготовляют диаметром 920, 950 и 1050 мм из углеродистой стали с содержанием 0,52--0,65% С и 0,60--0,90% Mn, т. е. из стали, по своему составу близкой к рельсовому металлу.

В качестве исходного материала при производстве цельнокатаных колес обычно используют слитки весом 3--5 т и заготовки круглого или многогранного сечений, получаемых прокаткой. Вес слитка выбирают таким, чтобы из него можно было изготовить несколько колес.

Рассмотрим последовательность технологи-ческих операций при производстве колес из слитка. Принятые к обработке слитки предварительно осматривают и удаляют все поверхностные дефекты. Затем их разрезают на отдельные заготовки (рис. 1, а) так, что из каждой заготовки представляется возможным получить колесо. Металл до температуры обработки (1200-- 1250°С) нагревают в карусельных печах с вращающимся подом. По выдаче из печи с торцов заготовки удаляют окалину. Для этого используют окалиноломатель со звеньями вращающихся цепей или струю воды под высоким давлением. Первую пластическую обработку производят на прессе (чаще всего парогидравлическом -- 3000 т), где вначале заготовку осаживают с целью удаления окалины с ее боковых поверхностей, а затем выполняют осадку в кольце и прошивку отверстия в центре заготовки (рис. 1, б).

Дальнейшая обработка прошитой заготовки ведется на прессе, но более мощном (до 7000 т), с формированием ступицы, диска и контура обода (рис. 1, в). Все это выполняют в штампе за один ход пресса.

Полученная ковкой колесная заготовка поступает на колесопрокатный стан, где производят раскатку диска, прилегающего к ободу, раскатку обода и окончательную формовку гребня на ободе колеса (рис. 1, г). Последние операции получения колеса -- это выгибка диска (рис. 1, д) и калибровка обода; их выполняют на парогидравлическом прессе (2500 т).

Все операции при изготовлении колес, связанные с обработкой металла давлением выполняют за один нагрев заготовки. После этого с целью предупреждения появления флокенов колеса загружают в отапливаемые колодцы для изотермической выдержки. В окончательную обработку колес входят операции: закалка поверхности качения обода, соответствующий отпуск после закалки, осмотр, испытание на твердость и сортировка.

Бандажи производят из углеродистой стали такого же состава, что и цельнотянутые колеса. Исходным материалом являются слитки; из каждого слитка получают 5--8 бандажей.

После удаления поверхностных дефектов слитки разрезают на заготовки (рис.2, a), которые нагревают в печи. Горячие заготовки осаживают на прессе и прошивают отверстие в центре (рис.2, б). При последующей обработке разгоняют отверстие и придают точные размеры ободу по высоте. Это выполняется на черновой клети, а затем прокатывают в чистовой клети, где получают требуемый профиль поверхности качения и заданный диаметр бандажа (рис. 2, в). После прокатки бандажи растягивают на прессе, чтобы придать им точные размеры по диаметру, и устраняют овальность.

Заключительной операцией при изготовлении бандажей является термическая обработка -- закалка с отпуском. Перед поступлением на склад бандажи осматривают, испытывают на твердость и сортируют.

2. Производство гнутых профилей

Размеры некоторых участков поперечного сечения горячекатаных профилей часто применяют излишне завышенными по сравнению с необходимыми из условий прочности при их службе. С этим проходится мириться вследствие известных технологических трудностей их изготовления горячей прокаткой, так как при этом нельзя получить фасонные профили с толщиной стенки или отдельных участков менее 2--3 мм. Поэтому прокатные профили часто дополнительно обрабатывают на механических станках с потерей металла в стружку.

Между тем производство проката способом профилирования полос и лент в холодном состоянии на роликогибочных станах дает возможность получать изделия с более рациональным распределением металла по сечению, а следовательно, изготовлять профили большей прочности при сохранении веса. При этом экономия металла в зависимости от вида изделия составляет от 10 до 70%, а в среднем около 25%. Кроме того, на роликогибочных станах можно получать изделия, производство которых прокаткой в горячем состоянии невозможно или весьма затруднено.

Рис. 3. Некоторые виды гнутых профилей (ГОСТ 8275 -- 57)

Исходным материалом при производстве гнутых профилей являются полосы и ленты из стали, цветных металлов и сплавов. Процесс профилирования, как правило, является непрерывным и заключается в изменении поперечного сечения полосы при ее прохождении через последовательно установленные пары валков -- роликов. В каждой паре получают промежуточную форму сечения полосы, а в последней паре валков полоса получает окончательный требуемый профиль.

Процесс профилирования можно совмещать со сваркой, пайкой, пробивкой отверстий, рифлением, резкой и рядом других операций (окрашивание, промасливание, травление, лужение, оцинкование и др.). Для этого в потоке, непосредственно за роликогибочным станом или в помещении для отделки, устанавливают соответствующие машины. Поэтому профилегибочный стан представляет собой комплекс машин, необходимых для выполнения технологических операций, расположенных в определенной последовательности. Процесс профилирования производится прерывно из отдельной заготовки или бесконечным способом из рулона. В последнем случае концы рулонов перед формовкой сваривают встык. По окончании формовки готовый профиль разрезается на ходу ножницами, если позволяет форма профиля, или дисковыми пилами. Размещение оборудования такого типа стана показано на рис.4.

Рис. 4. Схема расположения оборудования профилегибочного стана 1-4x50-300:

1 - двухпозиционный разматыватель рулонов; 2 - правильная машина; 3 - гильотинные ножницы с нижним резом; 4 - стыкосварочная машина; 5 - гратосниматель; 6 - петлевое устройство; 7 - правильная машина; 8 - следящие ролики; 9 - промасливающее устройство; 10 - непрерывный формовочный агрегат; 11 - правильно-калибровочная клеть; 12 - летучие ножницы для резки открытых профилей; 13 - правильные клети; 14 - летучая дисковая пила для резки закрытых профилей; 15 - треучасток инспекции; 16 - машина для промасливания профилей; 17 - участок укладки профилей в ряды; 18 - машина для укладки пачек профиля

Процесс формовки обычно выполняется в нескольких клетях (6-20 и более), которые в большинстве случаев устанавливают на общей металлической раме. Основной характеристикой роликогибочного агрегата, помимо количества рабочих клетей, является диаметр шпинделя, на который насаживают ролики. Для изготовления профилей из стальной полосы до 20 мм толщиной и до 2000 мм шириной диаметр шпинделя составляет 375 мм.

К профилировочному инструменту также относят формующие валки, боковые и верхние вспомогательные ролики, промежуточные и выходные направляющие планки и оправки-заполнители. Верхние и боковые ролики делают неприводными. Их назначение -- направлять полосу в последующую пару валков и производить подгибку углов для облегчения работы основных валков. Оправки-заполнители применяют, когда требуется получить точные размеры по внутреннему контуру полузакрытых и закрытых профилей. Чтобы уменьшить величину трения, например, стальной заготовки об оправку, ее изготовляют из бронзы. В процессе профилирования полос металл получает упрочнение. Поэтому может возникнуть необходимость выполнения отжига, что производится в соответствующих термических печах.

Высокая производительность роликогибочных станов (скорость движения полосы через профилировочные валки достигает 3 м/сек), дешевизна обслуживания благодаря высокой стойкости инструмента и возможность полной механизации и автоматизации процесса обработки сравнительно малые капитальные вложения при постройке цеха гнутых профилей, которые обычно окупаются менее чем за полгода работы, незначительные потери металла (не более 0,3-0,5%) и другие достоинства являются причиной быстрого распространения производства гнутых профилей.

3. Производство периодических профилей

В отличие от обычных периодические профили имеют закономерно изменяющееся сечение в направлении длины изделия, причем оно может периодически повторяться много раз. Такие профили, получаемые периодической прокаткой, могут представлять собой готовое изделие (арматурная полоса и др.) или полуфабрикат для штамповки деталей автомобилей, тепловозов и др. Получение заготовок периодической прокаткой чрезвычайно выгодно, так как при их последующей обработке значительно сокращаются операции при штамповке (уменьшается загрузка прессов и молотов, уменьшается расход энергии, рабочей силы и др.) и, что не менее важно, имеет место экономия металла до 20-30% по сравнению со штамповкой деталей из обычного проката.

Периодические профили получают двумя основными способами: 1) продольной и 2) поперечно-винтовой прокаткой.

Продольную прокатку периодических профилей производят в ручьевых валках, выполненных неодинаковым радиусом по длине окружности. На металлургических заводах периодический профиль получают в виде прутка, длина которого принимается кратной длине периода. На машиностроительных заводах периодический профиль производят в кузнечно-штамповочных цехах штучным способом -- прокаткой в ковочных вальцах.

Форма калибров для получения периодического профиля и их расчет существенно отличаются по сравнению с формой калибров при прокатке обычных профилей. Это объясняется тем, что при получении окончательной формы периодического профиля вытяжка по длине одного периода непрерывно меняется, достигая в отдельных случаях двух-трехкратной. Между тем вытяжка в чистовом проходе при обычной прокатке редко превышает 1,2--1,25. Высокие обжатия в отдельных сечениях по длине периодического профиля вызваны тем, что в данном случае применяют только один периодический калибр. Применение двух-трех калибров исключается из-за отсутствия механизмов, которые обеспечивали бы подачу полосы в строго определенный момент поворота валков, а учесть форму и размеры чистового периодического калибра при подаче в него полосы переменного сечения пока что не представляется возможным из-за чрезвычайной сложности.

Для получения многих видов периодических профилей валки изготовляют сборными. Такой валок состоит из сердечника и набора колец, образующих калибр. Узкие допуски по длине (не более 1%) ограничивают возможность использования валков после их переточки. Практически в сборных валках средние кольца перетачивают не более одного-двух раз.

Большое значение для рационализации производства периодического проката имеет создание механизма подачи полосы в валки в нужный момент проката, ибо при случайной задаче на концах каждой полосы будут появляться периоды неполной длины, что увеличивает потери металла в обрезь. Чтобы приблизить расходные коэффициенты к их оптимальному значению, необходимо осуществлять захват металла при положении валков, соответствующем началу периода. Особенно чувствительны эти потери в тех случаях, когда период имеет большую протяженность.

Наряду с прокаткой периодических профилей в ручьевых валках, выполненных неодинаковым радиусом по окружности, распространено производство периодических профилей равнопрочного сечения по методу, разработанному под руководством А. И. Целикова. В данном случае периодический профиль получают или на прокатном стане, расстояние между цилиндрическими валками которого автоматически меняется в процессе прокатки, или прокаткой-волочением в неприводных валках, расстояние между которыми также меняется по мере прохождения металла между ними. Таким способом получают из стали и цветных металлов (из сплавов алюминия и др.) клинообразные периодические профили, профили таврового сечения и др.

Поперечно-винтовой и поперечной прокаткой изготовляют периодические круглые профили, являющиеся заготовками для последующей штамповки или обработки резанием: оси, шары для шарикоподшипников и шаровых мельниц,

различные шестерни и др. Данный способ существенно отличается от продольной прокатки и осуществляется на двух- и трехвалковых станах, которые имеют дисковые (рис. 5, а) или конические (рис. 5, б) валки, располагающиеся в рабочей клети под углом 120° один к другому. Кроме того, они устанавливаются с некоторым перекосом (4-8°) по отношению к оси прокатки, что обеспечивает поступательное винтовое движение металла через очаг деформации. бандаж прокат металлургический

Заготовками являются круглые полосы, которые после нагрева до 1100-1150° С подаются к упору зажима. Захват переднего конца полосы производится автоматически одновременно с опусканием ролика следящего клапана на копировальную линейку. Гидравлическое устройство перемещает зажимной патрон вместе с обрабатываемым металлом в направлении рабочего хода, создавая при необходимости тяговое усилие.

Рис. 6. Схемы трехвалковых станов для прокатки периодических профилей:

a) с дисковыми валками; б) с коническими валками

Копировальная линейка, перемещаясь одновременно с зажимным патроном, обеспечивает изменение расстояния между рабочими валками, благодаря чему получается требуемый периодический профиль круглого сечения. Прокатка заканчивается освобождением заготовки, после чего процесс повторяется в той же последовательности.

Данный вид обработки имеет следующие преимущества:

1) снижение на 10-30% расходных норм металла на единицу изделия;

2) возможность полной автоматизации технологического процесса (загрузка в нагревательную печь, подача к стану, захват, прокатка, освобождение и транспортировка готового проката к сборочным карманам);

3) уменьшение загрузки металлорежущих станков;

4) высокая универсальность установки, что позволяет получать изделия различной конфигурации, причем смена профиля осуществляется за весьма короткое время;

5) обеспечивается сравнительно высокая точность размеров изделия (отклонения от номинала обычно составляют 1-1,0% по диаметру и 0,5% по длине).[1]

Процесс получения шаров различных диаметров кузнечно-прессовыми способами весьма сложен и трудоемок.

ВНИИметмаш разработал совершенно новый технологический процесс получения шаров - прокатку их на специальных станах. Этот технологический процесс сводится к следующему.

Рис.3. Схема поперечно-винтовой прокатки шаров:

1 - заготовка; 2 - готовые изделия; 3 - рабочие валки с винтовыми калибра-ми; 4 - проводки

Нагретая заготовка круглого сечения подается между двумя вращающимися косорасположенными валками с винтовым калибром, образованном двумя ручьями, выполненными на поверх-ности валков. Профиль, размеры калибра соответствуют форме и размерам прокатываемого шара.

Захватываемая валками (началом калибра) нагретая заготовка вращается и одновременно продвигается по оси прокатки. Вследствие увеличения высоты бурта ка-либра заготовка подвергается обжатию, приобретает форму шара и в конечном итоге отделяется от основной массы заготовки, выдается как готовый шар. За каждый оборот валков прокатывается один шар. Однако можно выполнить двух-, трех- и четырехзаходные винтовые ка-либры, что позволит за один оборот валков получать соответствующее число шаров.

Данный способ производства шаров позволил умень-шить расход металла на 20% и увеличить производитель-ность в 2--10 раз по сравнению с ранее применявшими-ся методами. При этом обеспечивается достаточно вы-сокая точность изготовления шаров -- выдерживается допуск 0,2--0,4 мм. Этим способом в отечественной ме-таллургии прокатывают шары диаметром 25--125 мм.

Процесс прокатки шаров, предназначенных для под-шипников, отличается от приведенного выше способа прокатки мельничных шаров только лишь способом от-деления от отформованного шара перемычек, которые не обрезаются и не обкатываются. При этом шар не раз-ворачивается в калибре, а выходит из валков строго по оси, проходящей через полосы перемычек.

Характеристикой стана является диаметр прокаты-ваемого шара. Производительность шаропрокатных ста-нов самая различная, и она зависит от частоты враще-ния валков, их калибровки и диаметра -- шара. В оте-чественной металлургии работают шаропрокатные станы 25-50, 40-80, 80-125, обеспечивающие производительность 45--385 шт/мин. [2]

При производстве шаров получили распространение двухвалковые станы поперечно-винтовой прокатки (рис. 6). Прокатка заготовок шаров подшипников качения выполняется из калиброванных круглых прутков диаметром на 1,5-2 мм меньше диаметра шара. При этом шарикоподшипниковая сталь нагревается до

Рис 7. Схема стана для прокатки шаров

850-900° в индукционной печи и, проходя термостат, задается во вращающиеся в одну сторону валки. Поскольку на каждом валке имеются ручьи, выполненные по винтовой линии, а оси валков установлены под некоторым углом, подобно валкам прошивных трубопроводных станов, то поступившая к валкам заготовка, начиная вращаться, продвигается в направлении оси. При этом она постепенно приобретает форму шара, который за каждый оборот валков выбрасывается с другого конца. Чтобы удержать заготовку от смещения с оси прокатки, устанавливают направляющие боковые линейки.

Заводской опыт показал, что диаметр валков следует выбирать исходя из условий прочности осей валков и надежности захвата металла. Так, например, при прокатке шаров диаметром от 24 до 30 мм диаметр валков берется 200-220 мм, а при диаметре шаров 36-50 мм диаметр валков 280-300 мм.

Существенное влияние на получение качественных шаров оказывает протяженность калибра, которая измеряется в градусах развертки винтовой линии. Обычно эта величина находится в пределах от 1170 до 1350°, причем 810° приходится на протяженность отделочного участка.

На аналогичных станах осуществляется прокатка заготовок сферических роликов для подшипников качения. Калибровка валков в данном случае должна быть выполнена применительно к требуемому профилю. Наибольшие затруднения при этом вызывает получение плоских торцов заготовки ролика.

Зубчатые колеса пластической деформацией металла получают двумя способами.

1. Плоский диск зажимается головками суппорта и располагается между двумя зубчатыми валками. Заготовка нагревается в индукционной печи на сравнительно небольшую глубину непосредственно в суппорте. Процесс формовки зубьев выполняется при вращении и постепенном сближении валков. Как только диаметр шестерни достигнет заданной величины, процесс обкатки заканчивается. данная схема прокатки используется преимущественно при изготовлении шестерен значительного диаметра, а также шестерен с косо расположенными или шевронными зубьями.

2. Прокатка шестерен между зубчатыми валками выполняется продавливанием между вращающимися зубчатыми валками в направлении оси круглой длинной заготовки или сложенных стопой коротких заготовок, каждая из которых равна толщине шестерни . Заготовки нагреваются в индукционной печи. В процессе прокатки расстояние между осями валков не меняется, что обеспечивает выполнение зубчатого зацепления с высокой степенью точности.

Прокатные валки для производства шестерни изготовляют из легированной и малоуглеродистой стали. В последнем случае рабочая поверхность зубьев валков цементируется на глубину 0,5-1 мм, что доводит их стойкость до 3000-5000 шестерен на комплект валков.

Изготовление шестерен прокаткой помимо высокой производительности обеспечивает получение более качественного металла в зубчатом венце, обладающего повышенной прочностью и износостойкостью.

Изготовление шестерен прокаткой дает значительный экономический эффект, так как установка имеет высокую производительность, резко снижена загрузка станочного парка и уменьшены потери металла в стружку.[1]

4. Особенности изготовления гнутых профилей специального назначения на магнитогорском металлургическом комбинате

Гнутые профили имеют довольно сложную конфигурацию поперечного сечения, а технология их профилирования подчас не имеет аналогов, что побуждает производителей к самостоятельному поиску оригинальных технических решений. В ООО "Профиль-ГП" комбината постоянно осваивают производство новых гнутых профилей специального назначения.

В настоящее время освоено производство корытного профиля для метрополитена размером 199x74x40x4 мм (рис. 7 и 8). Были разработаны и опробованы два варианта его профилирования.

Рассматриваемый профиль можно профилировать в универсальных клетях с вертикальными коническими роликами. При такой формовке невозможно контролировать места изгиба между стенками и боковыми полками, что приводит к значительным колебаниям размеров сечения. При производстве данного профиля на стане 2-8 Ч 100-600 апробирована калибровка без применения универсальных клетей. Сущность ее заключается в формировании наклонных полок путем поворота сечения профиля дважды в разные стороны. В каждом проходе контролируются оба радиуса одной стороны сечения, а места изгиба и полки другой стороны освобождаются от контакта с валками (рис. 7), что обеспечивает требуемую точность готового профиля. Профиль формуется в 11 клетях стана за 8 проходов, но до промежуточного сечения с взаимно перпендикулярными элементами, в проходах 9 - 11 -- до конечного сечения с поворотом на 14° в обе стороны.

Рис. 7. Схема формовки профиля 199Ч74Ч40Ч4 мм с поворотом сечения: а - промежуточными корытный профиль; б, в, г - формирование наклонных боковых полок; 1, 2, 3 - элементы промежуточного сечения; 4 - места изгиба; 5, 6 - валки; 7, 8, 9, 10 -- элементы готового сечения

Недостатком первого варианта профилирования является необходимость установки двух дополнительных клетей (калибров), выполняющих двойной поворот сечения. В связи с этим был разработан и апробирован вариант, в котором перегиб полок внутри профиля осуществляется путем приложения усилий к кромкам со стороны вертикальных элементов нижнего валка в двух последних проходах. В результате исключается применение универсальных клетей, требующих сложной настройки; Также нет необходимости использования дополнительных вертикальных роликов.

Рис. 8. Схема формовки профиля 199Ч74Ч40Ч4 мм с приложением сжимающих усилием горизонтальным полкам: а - проход VII; б - проход VIII; 1, 2, 3 - элементы сечения; 4, 5, 8, 9 - элементы валков; 6, 7 - места изгиба

Приложение сжимающих усилий к кромкам профиля (при одновременном освобождении от контакта с инструментом боковых полок) приводит к свободной гибке, позволяющей в определенной степени контролировать радиусы изгиба (рис. 8). Перегиб полок происходит в предчистовом и чистовом проходах (VII и VIII) на разные углы с освобождением от зажатия горизонтальных полок в проходе VII. Меньший угол перегиба в проходе VIII обусловлен возрастанием наклепа в местах изгиба и необходимостью уменьшения "пружинения" (разгиба) полок.

Освобождение горизонтальных полок в проходе VII сделано для уменьшения усилия изгиба на относительно большой угол (9 - 10°), что уменьшает продольное скручивание профиля. В последнем проходе IХ эти полки вновь зажимают валками, уменьшая пружинение перегнутых полок со стабилизацией высоты и ширин профиля.

Профиль для обвязки борта думпкара 225Ч190Ч156Ч5 мм по конфигурации близок к U-образным (рис. 9), технология производства которых имеет ряд особенностей. Особенность разработанной в ООО "Профиль-ГП" калибровки в том,что уже в первом формующем проходе образуется достаточно жесткое поперечное сечение полосы, что увеличивает ее устойчивость в следующих проходах (это очень важно при поштучной формовке). Кроме того, начиная с промежуточных проходов усилие формовки со стороны малого элемента 3 (рис. 9) прикладывается на небольшом околокромочном участке с одновременной фиксацией кромки, что предотвращает продольное скручивание профиля.

Рис. 9. Схема формовки профиля 98x66x3 мм: I - VII -- номера проходов; 1 - 5 -- элементы профи ля; 6 -- реборды валков

Отличительной особенностью в технологии формовки на стане 2-8 является прежде всего то, что в большинстве проходов применяют одностороннюю (со стороны малого элемента) фиксацию кромки профиля при повороте его в сторону, противоположную направлению скручивания, с ограничением прикладываемого усилия. В результате этого исключается переформормовка изгиба, поскольку нет поперечного смещения и не возникает необходимость использования проводок скольжения, которые травмируют поверхность профиля и обладают меньшей износостойкостъю, чем валки.

По принятой калибровке в проходах IV и V (рис. 8) полоса формуется без фиксации ее кромок валками. Начиная с прохода VI, в котором суммарный угол изгибки г₆ элемента 3 равен 80°, выполняется односторонняя его фиксация наклонной поверхностью 6 верхнего валка. Это продолжается во всех проходах, включая XI (последний), в котором радиусы изгиба уменьшаются до конечных величин. В проходах VIII - X элемент 3 перегибается в сторону оси профилирования у таким образом, чтобы в проходе XI полки 1 и 3 были параллельны друг другу, что при поштучном процессе не вызывает трудностей.

Наклонные полки и отбортовки профиля размером 98Ч66Ч3 мм (рис. 9) затрудняют получение качественной геометрии по технологии профилирования обычных корытных профилей. Для производства данного профиля на стане 1-4 Ч Ч 50-g разработана оригинальная калибровка, в которой увеличено количество закрытых калибров. Кроме того, формируемым отбортовкам придают горизонтальное положение в максимально возможном числе проходов, что исключает переформовку мест изгиба. Эту цель преследует и постоянство угла подгибки стенки в черновых и промежуточных проходах.

Для предотвращения винтообразного скручивания профиля его сечение в предчистовом (предпоследнем) проходе VII поворачивают в сторону малой полки, что обусловлено наличием наклонных отбортовок разной длины, а также обратным поворотом части сечения в последнем проходе. Это дало возможность отказаться от правильно-калибровочной клети и уменьшить число проходов до семи.

Экспериментальным путем установили, что угол ворота всего сечения должен быть равен углу подгибки стенки в черновых и промежуточных проходах, поскольку это максимально снимает остаточные напряжения, появляющиеся в сечении профиля при увеличении угла подгибки стенки. Радиусы изгиба R₁ - R₄ меняются по проходам, но конечные радиусы r одинаковые. Профиль разрезают на мерные длины в готовом виде. [3]

5. Создание современной производственной базы для выпуска железнодорожных рельсов

В центре внимания деятельности Межведомственной рельсовой комиссии находится совершенствование технологии производства и эксплуатации железнодорожных рельсов и рельсовых скреплений, обеспечение их надежности и долговечности. Для достижения поставленных целей к работе в комиссии привлекаются ведущие специалисты в области науки, производства и эксплуатации рельсов; рассматриваются актуальные вопросы повышения стойкости и надежности рельсов и скреплений; разрабатываются перспективные направления и рекомендации по проведению научно-исследовательских работ по совершенствованию технологии оборудования для производства транспортного металла.

Ежегодно на комиссии рассматриваются фактические данные МПС России о стойкости и надежности железнодорожных рельсов опытного и серийного производства, состояние технологии производства транспортного металла, а также результаты научно-исследовательских работ. Заседания комиссии проходят на металлургических предприятиях -- производителях транспортного металла и на предприятиях МПС. Таким образом, поддерживается постоянный контакт производителей и потребителей.

Решения комиссии носят рекомендательный характер, но, как показала практика, металлургические предприятия стремятся их выполнить. Несмотря на то, что металлургические предприятия стали акционерными обществами, Межведомственной рельсовой комиссии удается проводить координацию научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также внедрение передовых технологий производства рельсов и скреплений.

В немалой степени в результате работы комиссии были выкристаллизованы первоочередные меры по техническому перевооружению рельсовых производств: на КМК -- выплавка стали в ДСП, разливка на МНЛЗ, внепечная обработка и реконструкция головой части рельсобалочного цеха; на НТМК -- то же, но из непрерывнолитых заготовок конвертерной стали.

Намечаемые сроки выполнения принятых решений, как правило, затягиваются из-за отсутствия финансирования. Однако, благодаря в том числе и последовательной политике рельсовой комиссии, в условиях острой нехватки финансов все-таки удалось провести на металлургических предприятиях работу по совершенствованию технологии и оборудования для производства рельсов с повышенными потребительскими свойствами.

Меры, принятые специалистами Кузнецкого металлургического комбината по разработке технологии и созданию оборудования для улучшения прямолинейности рельсов и совершенствованию профиля Р-65, позволили начиная с 2001 г. регулярно поставлять рельсы для скоростного совмещенного движения. Почти 80 % рельсов производства НТМК в 2001 г. были изготовлены из вакуумированной и обработанной в ковше-печи стали, разлитой на МНЛЗ. Для дальнейшей прокатки заготовки нагревают в методической печи с шагающими балками, т.е. по технологии, отвечающей современному уровню производства. С 2002 г. значительная часть кузнецких рельсов будет производиться из электростальных непрерывнолитых заготовок, что позволит удовлетворить заказы железнодорожников на поставку рельсов низкотемпературной надежности.

По инициативе рельсовой комиссии и силами ее участников разработан и введен в действие с 1 июля 2001 г. новый стандарт на рельсы железнодорожные, технические условия которого соответствуют самым высоким требованиям стандартов промышленно развитых стран. Достижение этих требований будет способствовать повышению конкурентоспособности отечественных рельсов на внутреннем и мировом рынках.

Наконец решен рассматривавшийся в течение трех лет вопрос о разработке методики и установлении дифференцированных цен на рельсы в зависимости от их потребительских свойств. Необходимо отметить, что создание современной отечественной производственной базы для выпуска железнодорожных рельсов следует рассматривать как стратегическую задачу, обеспечивающую безопасность нашей страны, имеющей сеть железных дорог общей протяженностью 124 тыс. км. Однако нижнетагильские рельсы уступают лучшим мировым образцам по точности геометрических размеров и надежности контроля. КМК не может обеспечить российские железные дороги высококачественными рельсами на длительный период из-за использования морально и физически устаревшего оборудования из дорогостоящей технологии.

Установленная МПС России надбавка к цене на рельсы с повышенными потребительскими свойствами позволила на КМК создать инвестиционную инфраструктуру, включающую научные и опытно-конструкторские разработки и контракты на приобретение необходимого оборудования и технологии, а также соответствующую структуру предприятия по производству рельсов и рельсовых скреплений. В настоящее время готовится долгосрочное соглашение между КМК и МПС России на поставку рельсов и рельсовых скреплений, которое может послужить гарантией для привлечения кредитных инвестиционных ресурсов для завершения реконструкции рельсового производства

Таким образом, соблюдаются интересы управляющей предприятием компании, которая получает возможность после окончания модернизации выпускать конкурентоспособную на внутреннем и внешнем рынках продукцию. Кроме того, железнодорожникам будут предложены отечественные рельсы и рельсовые скрепления, не уступающие по своим потребительским свойствам лучшим мировым образцам, использование которых позволит снижать расходы на содержание пути. В этом случае достигается народнохозяйственный эффект, так как уменьшается транспортная составляющая и повышается конкурентоспособность отечественной экономики. [4]

Заключение

Развитие машиностроения, создание новых отраслей промышленности повышают требования к качеству металла, вызывают необходимость расширения сортамента и увеличения производства дефицитных видов проката. Вместе с тем растет потребность расширения производства экономических профилей (тонкостенные и широкополосные балки, тонкостенные угловые профили, швеллеры, гнутые профили и др.).

Для нужд серийного машиностроения имеет большое значение выпуск периодических профилей, использование которых обеспечивает заметную экономию металла (до 20-30%), повышает производительность штамповки, снижает трудоемкость изготовления поковок и др.

Список использованной литературы

1. Суворов И.К. Обработка металлов давлением. Изд. 2-е, перераб. и доп. Учебник для металлургических специальностей вузов - М.: «Высшая школа», 1973. - 384 с.

2. Диомидов технология прокатного производства. Учебное пособие для металлургических специальностей вузов - М.: «Металлургия», 1979. - 473 с.

3. Антипанов В.Г., Гридневский В.И., Афанасьев В.Ф. Особенности производства гнутых профилей специального назначения. / «Сталь», 2002. - № 1. - с. 49-52.

4. Юнин Г.Н. Создание современной производственной базы для выпуска железнодорожных рельсов. / «Сталь», 2002. - № 3. - с. 87-88.

Размещено на Allbest.ru