Прокат (металлообработка) - Rolling (metalworking)

Сюда перенаправляется «Прокатный стан». Сведения о мельницах, которые используют валки для измельчения зерна или камня, см. валковая мельница.

Прокручивающийся схематический вид
Прокручивающаяся визуализация.

В металлообработка, прокатка это обработки металлов давлением процесс, в котором металл акции проходят через одну или несколько пар роллы для уменьшения толщины, для обеспечения однородности толщины и / или для придания желаемых механических свойств. Концепция похожа на раскатка теста. Прокат классифицируется по температуре металлопроката. Если температура металла выше его перекристаллизация температуры, то процесс известен как горячая прокатка. Если температура металла ниже его 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 больше всего тоннажа. холодная обработка процессы.[1][2] Ролл-стенды удерживающие пары валков сгруппированы в прокатные станы которые могут быстро обрабатывать металл, обычно стали, в такие продукты, как конструкционная сталь (Двутавровые балки, угловой, швеллер), Пруток, и рельсы. Наиболее сталелитейные заводы есть прокатные цеха, которые перерабатывают полуфабрикаты отливок в готовую продукцию.

Есть много типов прокатных процессов, в том числе прокатка колец, рулонная гибка, профилирование, профильная прокатка, и контролируемая прокатка.

Железо и сталь

Продольная мельница, 1813.

Изобретение прокатного стана в Европе можно отнести к Леонардо да Винчи в его рисунках.[3] Первые прокатные станы в сырой форме, но с теми же основными принципами, были обнаружены на Ближнем Востоке и в Южной Азии еще в 600 г. до н.э. Первые прокатные станы были продольно-резательные станки, которые были введены из того, что сейчас Бельгия к Англия в 1590 году. Они пропускали плоские стержни между валками, чтобы сформировать железную пластину, которую затем пропустили между рифлеными валками (продольно-резательными станками) для производства железных стержней.[4] Первые опыты по прокатке чугуна для белой жести состоялись около 1670 г. В 1697 г. Майор Джон Хэнбери построил мельницу в Понтипул катать "тарелки Понтипула" - черная табличка. Позже его начали перематывать и лужить, чтобы сделать жесть. Раньше производство толстого железа в Европе производилось на кузнечных, а не прокатных станах.

Продольно-резательный станок был адаптирован для производства обруча (для бочек) и железа с полукруглым или другим сечением средствами, которые были предметом двух патентов c. 1679.

Некоторые из самых ранних работ по прокатным станам восходят к шведскому инженеру Кристофер Польхем в его Patriotista Testamente 1761 г., где он упоминает прокатные станы для производства листового и пруткового железа.[5] Он также объясняет, как прокатные станы могут сэкономить время и труд, поскольку прокатный стан может производить от 10 до 20 или более прутков одновременно.

В 1759 году Томас Блокли из Англии получил патент 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

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

Современный прокат

Ролик Проперзи, Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia "Леонардо да Винчи", Милан

Современную практику прокатки можно отнести к новаторским усилиям Генри Корт Фантли Айрон Миллс, рядом Fareham в Хэмпшир, 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 особенностей различных процессов производства и формовки чугуна, известных в то время. Таким образом, современные писатели называют его «отцом современного катания».

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

Горячая и холодная прокатка

Горячая прокатка

Бухта горячекатаной стали
Смотрите также: Горячая работа

Горячая прокатка - это металлообработка процесс, который происходит выше температуры рекристаллизации материала. После деформации зерен в процессе обработки они перекристаллизовываются, при этом сохраняется равноосный микроструктура и предотвращает деформационное упрочнение металла. В качестве исходного материала обычно используются большие куски металла, например полуфабрикаты отливок, Такие как плиты, цветет, и заготовки. Если эти товары были произведены непрерывная разливка В процессе эксплуатации продукты 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 для больших заготовок; для более мелких деталей, индукционный нагрев используется. Во время обработки материала необходимо контролировать температуру, чтобы убедиться, что она остается выше температуры рекристаллизации. Для поддержания коэффициент безопасности а конечная температура определяется выше температуры рекристаллизации; обычно она на 50–100 ° C (90–180 ° F) выше температуры рекристаллизации. Если температура действительно падает ниже этой температуры, материал необходимо повторно нагреть перед дальнейшей горячей прокаткой.[9]

Ямы для выдержки, используемые для нагрева стальных слитков перед прокаткой.

Горячекатаные металлы обычно имеют небольшую направленность своих механических свойств и деформации, вызванные остаточные напряжения. Однако в некоторых случаях неметаллические включения будет придавать некоторую направленность, а детали толщиной менее 20 мм (0,79 дюйма) часто обладают некоторыми свойствами направленности. Кроме того, неоднородное охлаждение вызовет множество остаточных напряжений, которые обычно возникают в формах с неоднородным поперечным сечением, таких как Двутавровые балки. Готовый продукт хорошего качества, но поверхность покрыта окалина, что является окись образующийся при высоких температурах. Обычно удаляется через маринование или гладкая чистая поверхность (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 поэтому кузнецу труднее ее использовать. Также для аналогичных металлов горячекатаный прокат оказывается менее дорогостоящим, чем холоднокатаный.[12]

Горячая прокатка используется в основном для производства листовой металл или простые поперечные сечения, такие как железнодорожные пути. Другие типичные области применения горячекатаного металла[13]:

  • Рамы 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 профилирования

Прокатные станы часто делятся на обдирочные, промежуточные и чистовые сепараторы. Во время профильной прокатки исходная заготовка (круглая или квадратная) с диаметром кромки, обычно находящимся в диапазоне 100–140 мм, непрерывно деформируется для получения определенного готового продукта с меньшими размерами поперечного сечения и геометрией. Для производства определенного конечного продукта, исходя 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 - сокращение количества проходов. Возможным решением таких требований является щелевой проход, также называемый раздельный проход, который разделяет входящий стержень на две или более части, тем самым фактически увеличивая коэффициент уменьшения поперечного сечения за проход, как сообщает Lambiase.[16]Еще одно решение для сокращения количества проходов на прокатных станах - использование автоматизированных систем для проектирования валков, предложенных Ламбиасом и Лангеллой.[17] впоследствии компания Lambiase доработала автоматизированную систему, основанную на Искусственный интеллект и, в частности, интегрированная система, включающая механизм вывода на основе Генетические алгоритмы база данных знаний на основе Искусственная нейронная сеть обучены параметрической модели конечных элементов, а также для оптимизации и автоматического проектирования прокатных станов.[18]

Холодная прокатка

Смотрите также: Холоднокатаная сталь

Холодная прокатка металла происходит ниже его температуры рекристаллизации (обычно при комнатной температуре), что увеличивает сила через деформационное упрочнение до 20%. Это также улучшает чистота поверхности и держит крепче допуски. Обычно холоднокатаный прокат включает листы, полосы, прутки и прутки; эти продукты обычно меньше, чем те 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.

Листы и полосы холоднокатаные бывают разного состояния: жесткий, полутвердый, четверть сложный, и скрученный. 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 просто известна как Холоднокатаный и отожженный. Skin-Rolling, также известный как кожный переход, предполагает наименьшее снижение: 0,5–1%. Он используется для получения гладкой поверхности, равномерной толщины и уменьшения предел текучести явление (предотвращая Группы Людерса от формирования при последующей обработке). Он блокирует дислокации на поверхности и, таким образом, снижает возможность образования полос Людерса. Чтобы избежать образования полос Людерса, необходимо создавать значительную плотность незакрепленных дислокаций в ферритной матрице. Он также используется, чтобы разбить блестки из 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, стабильный и низкий уровень углерода, инкапсулированного в стали, облегчает ее обработку, но за счет более высокой стоимости.[19]

Типичное применение холоднокатаной стали включает металлическую мебель, 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

Валковая гибка

Валковая гибка
Основная статья: Вальцегибочный станок

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

Профилегибочное формование

Профилегибочное формование
Основная статья: Профилегибочное формование

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 инкрементную часть гибки до желаемого поперечного сечения. -получен профиль сечения. Профилирование идеально подходит для производства 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 плиты.

Плоская прокатка

Плоская прокатка - это самый основной вид прокатки, при котором начальный и конечный материал имеет прямоугольное поперечное сечение. Материал подается между двумя ролики, называется рабочие валки, которые вращаются в противоположных направлениях. Зазор между двумя валками меньше толщины исходного материала, что заставляет его деформировать. Уменьшение толщины материала вызывает удлинение материала. В трение на границе между материалом и роликами заставляет материал проталкиваться. 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; тем не менее, тяжелые листы, как правило, изготавливаются с использованием Нажмите, который называется ковка, а не катиться.[нужна цитата ]

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

h - листовой металл толщиной менее 200 мкм (0,0079 дюйма).[нужна цитата ] Прокатка производится в кластерная мельница поскольку небольшая толщина требует небольшого диаметра валков.[9] Чтобы уменьшить потребность в небольших рулонах пакет прокатки используется, который скручивает несколько листов вместе для увеличения эффективной начальной толщины. Когда листы фольги проходят через ролики, они обрезаются и разрезаются круглыми или острыми лезвиями. ножи. Под обрезкой понимаются края фольги, а при разрезании - разрезание на несколько листов.[22] Алюминиевая фольга является 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

Схема прокатки колец

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

Профилегибочная прокатка

Поперечные сечения непрерывно прокатываемых профилей, показывающие изменения, вызванные каждым прокатным станом.
Основная статья: Профилегибочная прокатка

Контролируемая прокатка

Контролируемая прокатка это тип термомеханическая обработка который объединяет контролируемую деформацию и термическая обработка. Тепло, которое поднимает заготовку выше температуры рекристаллизации, также используется для выполнения термообработки, поэтому последующая термообработка не требуется. Типы термообработки включают получение мелкозернистой структуры; контроль природы, размера и распределения различных продуктов трансформации (таких как феррит, аустенит, перлит, бейнит, и мартенсит в стали); побуждение осадочное твердение; и, контролируя стойкость. 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]

Кузнечно-прокатный

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 поковочный металл может быть подвергнут штамповке. Кузнечная прокатка в основном используется для предварительной формовки крупномасштабных 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 ковки. Это основная причина, по которой кованая прокатка редко используется для чистовой обработки, а в основном для предварительной формовки.[25]

Характеристики кузнечного проката:[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

Для фабрики см. металлургический комбинат.

А прокатный стан, также известный как редукционная мельница или же мельница, имеет общую конструкцию независимо от конкретного типа выполняемой прокатки:[27]

Прокатные станы
Прокатный стан для холодной прокатки металлического листа, как этот кусок латунного листа
  • 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

Различные конфигурации прокатки. Условные обозначения: A. 2-высокий B. 3-высокий C. 4-высокий D. 6-высокий E. 12-высокий кластер и F. 20-высокий Мельница Сендзимира кластер

Мельницы разработаны в различных типах конфигураций, наиболее простой из которых является двухвысокий нереверсивный, что означает, что есть два рулона, которые вращаются только в одном направлении. В двухсторонний реверсивный В стане есть валки, которые могут вращаться в обоих направлениях, но недостатком является то, что валки должны останавливаться, переворачиваться, а затем возвращаться к скорости прокатки между каждым проходом. Чтобы решить эту проблему, трехместный была 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 варьируется от 60 до 140 см (от 24 до 55 дюймов).[9]

Чтобы минимизировать диаметр рулона a четырехместный или же кластер мельница используется. Небольшой диаметр валка является преимуществом, поскольку меньший валок контактирует с материалом, что приводит к меньшим усилиям и потребляемой мощности. Проблема с небольшим валком - снижение жесткости, которое преодолевается с помощью опорные ролики. 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, большинства применений холодной прокатки и для прокатки фольги.[9]

Исторически мельницы классифицировались по производимой продукции:[28]

  • Цветущий, зубчатость и слябовые мельницы, являясь подготовительными станами к прокатке готовой рельсы, формы или пластины соответственно. Если задним ходом, то они бывают от 34 до 48 дюймов в диаметре, а в трехвысоких - от 28 до 42 дюймов.
  • Заготовочные станы трехвалковые валки диаметром от 24 до 32 дюймов, используемые для дальнейшего обжатия блюмов до заготовок 1,5x1,5 дюйма, являющиеся подготовительными станами для штанга и стержень
  • Станы балочные трехвальные, валки диаметром от 28 до 36 дюймов, для производства тяжелых балки и каналы 12 дюймов и более.
  • Рельсовые станы с диаметром валков от 26 до 40 дюймов.
  • Формовочные станки с валками диаметром от 20 до 26 дюймов для небольших размеров балок и швеллеров, а также других профилей.
  • Торговые прутковые мельницы с диаметром валков от 16 до 20 дюймов.
  • Небольшие торговые прутковые станы с чистовыми валками диаметром от 8 до 16 дюймов, обычно оснащенные черновой клетью большего размера.
  • Род и провод 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.
  • Простынь мельницы 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

Стан-тандем - это особый тип современного прокатного стана, в котором прокатка производится за один проход. В традиционном прокатном стане прокатка осуществляется в несколько проходов, а на стане-тандеме - несколько стоит (> = 2 стоит), и сокращения происходят последовательно. Количество клетей составляет от 2 до 18. Тандемные станы могут быть как горячей, так и холодной прокатки.

Дефекты

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

Плоскостность и форма

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 называется 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

Профиль состоит из размеров короны 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, так как это приведет к тому, что заготовка будет стремиться к центру фрезы и, таким образом, будет работать с большей стабильностью.

Плоскостность

Отклонение валка

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 перемещением рабочих валков в поперечном направлении, равномерно и противоположно друг другу. Эффект заключается 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, чтобы зазор между краями валков увеличивался или уменьшался, что позволяет динамически контролировать коронку. При гибке рабочих валков на концах валков используются гидроцилиндры для предотвращения прогиба валков.

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

Существуют различные классификации дефектов плоскостности:

  • Симметричная кромочная волна - кромки с обеих сторон заготовки "волнистые" из-за того, что материал на кромках 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, чем полоса по краям.
  • Четверть-пряжка - это редкий дефект, когда волокна удлинены 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 уменьшается материал, тем больше он удлиняется. Если материал удлинен таким же образом по ширине, то плоскостность, поступающая в мельницу, будет сохраняться на выходе из мельницы.

Проект

Разница между толщиной исходной и прокатной металлической детали называется тягой. начальная толщина и конечная толщина, затем осадка дан кем-то

Максимальная тяга, достигаемая с помощью радиальных катков с коэффициентом статического трения между роликом и металлической поверхностью определяется выражением

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

Типы поверхностных дефектов

Выделяют шесть типов дефектов поверхности:[30]

Колени
Этот тип дефекта возникает, когда угол или ребро загибают и закатывают, но не вваривают в металл.[31] Они выглядят как швы на поверхности металла.
Стрижка
Эти дефекты имеют вид перьевидного нахлеста.
Вальцованная шкала
Это происходит, когда окалина прокатывается 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

Многие поверхностные дефекты могут быть удалены с поверхности полуфабрикатов проката перед дальнейшей прокаткой. Методы зачистки включали ручную сколку долотом (18 и 19 века); механическое измельчение и измельчение воздушными долотами и шлифовальными машинами горит с кислородно-топливный факел, давление газа которого сдувает расплавленный пламенем металл или шлак;[32] и лазерная зачистка.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ а б Дегармо, Блэк и Козер, 2003 г., п. 384.
  2. ^ а б Дегармо, Блэк и Козер, 2003 г., п. 408.
  3. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал 5 октября 2013 г.. Получено 15 февраля 2013.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  4. ^ Ландес, Дэвид. С. (1969). Свободный Прометей: технологические изменения и промышленное развитие в Западной Европе с 1750 года по настоящее время. Кембридж, Нью-Йорк: Пресс-синдикат Кембриджского университета. п. 91. ISBN  978-0-521-09418-4.
  5. ^ Суонк, Джеймс М.,История производителей железа во все века, Опубликовано Бертом Франклином 1892 г., стр.91.
  6. ^ Робертс 1978, п. 5.
  7. ^ Р. А. Мотт (редактор П. Зингер), Генри Корт: великий лучший (Общество металлов, Лондон, 1983), 31–36; Патенты на английском языке, № 1351 и 1420 гг.
  8. ^ а б c Робертс 1978, п. 6.
  9. ^ а б c d е Дегармо, Блэк и Козер, 2003 г., п. 385.
  10. ^ а б Дегармо, Блэк и Козер, 2003 г., п. 387.
  11. ^ а б c d Дегармо, Блэк и Козер, 2003 г., п. 388.
  12. ^ "Каталог -". Metalsforasteel.com. В архиве из оригинала 29 июля 2012 г.. Получено 29 апреля 2018.
  13. ^ «Горячекатаный прокат». Архивировано из оригинал 7 апреля 2014 г.. Получено 31 марта 2014.
  14. ^ Capece Minutolo, F .; Durante, M .; Lambiase, F .; Лангелла, А. (2005). «Анализ размеров при прокатке стальной катанки для различных типов канавок». Журнал материаловедения и производительности. 14 (3): 373–377. Дои:10.1361/01599490523913. S2CID  136821434.
  15. ^ Capece Minutolo, F .; Durante, M .; Lambiase, F .; Лангелла, А. (2006). «Размерный анализ нового типа проточки для прокатки стальной арматуры». Журнал технологий обработки материалов. 175 (1–3): 69–76. Дои:10.1016 / j.jmatprotec.2005.04.042.
  16. ^ Ламбиас, Ф. (2014). «Прогноз геометрического профиля в щелевом прокатном стане». Международный журнал передовых производственных технологий. 71 (5–8): 1285–1293. Дои:10.1007 / s00170-013-5584-7. S2CID  110784133.
  17. ^ Lambiase, F .; Лангелла, А. (2009). «Автоматизированная процедура проектирования прокатных валков». Журнал материаловедения и производительности. 18 (3): 263–272. Дои:10.1007 / s11665-008-9289-2. S2CID  110005903.
  18. ^ Ламбиас, Ф. (2013). «Оптимизация последовательности фигурной прокатки с помощью интегрированных методов искусственного интеллекта». Международный журнал передовых производственных технологий. 68 (1–4): 443–452. Дои:10.1007 / s00170-013-4742-2. S2CID  111150929.
  19. ^ «Горячекатаный прокат против холоднокатаной стали». spaco.org. В архиве из оригинала 29 апреля 2018 г.. Получено 29 апреля 2018.
  20. ^ "Холоднокатаная сталь". Архивировано из оригинал 7 апреля 2014 г.. Получено 31 марта 2014.
  21. ^ Тодд, Роберт Х .; Аллен, Делл К .; Альтинг, Лео (1994), Справочное руководство по производственным процессам, Industrial Press Inc., стр. 300–304, ISBN  978-0-8311-3049-7.
  22. ^ а б «Вопросы и ответы по алюминиевой фольге - eNotes.com». eNotes. В архиве из оригинала 10 августа 2011 г.. Получено 29 апреля 2018.
  23. ^ Дегармо, Блэк и Козер, 2003 г., п. 386
  24. ^ Беренс, Б.-А .: Резюме окончательного отчета - DEVAPRO (Разработка переменной технологической цепочки теплой штамповки). В архиве 7 апреля 2014 г. Wayback Machine 2 сентября 2015.
  25. ^ Беренс, Б.-А .: Кузнечно-прокатный. В: Энциклопедия технологии производства CIRP.
  26. ^ ASM International: Справочник ASM Металлообработка: объемная формовка. ASM International, 2005 г.
  27. ^ Робертс 1978, п. 64.
  28. ^ Киндл, Ф. Х. (1913), Прокатная промышленность, Penton Publishing, стр. 13–19.
  29. ^ Пинг; Francesconi, V; Куццола, ФА; Паризини, Т. (2012). «Адаптивное оперативное управление плоскостностью полосы металла в клетях холодного прокатного стана». Журнал управления процессами. 23 (2): 108–119. Дои:10.1016 / j.jprocont.2012.08.008.
  30. ^ Определение стандартных заводских терминов, заархивировано из оригинал 4 марта 2010 г., получено 4 марта 2010.
  31. ^ Поханиш, Ричард П .; Поханиш, Дик (2003), Глоссарий терминов по металлообработке, ISBN  9780831131289, в архиве из оригинала 21 июля 2011 г., получено 12 декабря 2010.
  32. ^ Робертс 1983, стр. 158–162

Библиография

дальнейшее чтение

внешняя ссылка