RU2113307C1

RU2113307C1 - Section bending mill

Info

Publication number: RU2113307C1
Application number: RU97104520A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Антипанов; С.В. Кривоносов; М.Ф. Сафронов; Н.Г. Шемшурова; В.Ф. Афанасьев
Original assignee: Акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-06-20

Abstract

FIELD: rolled stock production, namely manufacture of cold bent sections in multistand section bending mills. SUBSTANCE: section bending mill includes successively arranged duo stands with upper and lower rolls. Roll barrels have cylindrical and conical portions. At shaping strips with thickness 0.5-3.0 mm, in all stands lower rolls barrels with inclination angle of cone generatrices of conical portions relative to roll axis α ≤=60-70 degrees have mean cylindrical portion and two conical portions at both sides of cylindrical one. Cylindrical surfaces of said mean portion are gummed by plastics. Barrels of upper rolls are identical but their mean portions are gummed by plastic only in central zone whose width is equal to 0.5-0.7 of that of cylindrical one. EFFECT: enlarged manufacturing possibilities of mill, lowered labor consumption for shaping operations. 3 cl, 1 dwg , 1 ex

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении холодногнутых сортовых профилей на многоклетевых профилегибочных станах. The invention relates to rolling production and can be used in the manufacture of cold-formed long sections on multi-roll forming mills.

Современные профилегибочные станы содержат последовательно установленные двухвалковые клети, содержащие валки с формующими элементами необходимой для изготовления конкретного профиля конфигурации. Каждый тип стана характеризуется параметрами (толщиной и шириной) профилируемой заготовки. Особенности конструкции типовых профилегибочных станов достаточно подробно описаны [1]. Первая клеть таких станов - задающая и содержит валки с гладкой цилиндрической бочкой. Modern roll forming mills contain sequentially installed two-roll stands containing rolls with forming elements necessary for the manufacture of a specific profile configuration. Each type of mill is characterized by parameters (thickness and width) of the profiled workpiece. Design features of typical roll forming mills are described in sufficient detail [1]. The first stand of such mills is the master and contains rolls with a smooth cylindrical barrel.

Известен профилегибочный стан, каждая предыдущая черновая клеть которого наклонена к оси прокатки в направлении последующей клети на угол, величина которого прямо пропорциональна разнице в уровнях формовки этих двух клетей [2]. A roll forming mill is known, each previous roughing stand of which is inclined to the rolling axis in the direction of the subsequent stand by an angle whose value is directly proportional to the difference in the molding levels of these two stands [2].

Известен также профилегибочный стан, у которого станины выполнены в виде двух замкнутых прямоугольных рам, расположенных слева и справа от продольной оси стана, со съемными верхними траверсами для нажимных винтов, общих для всех подушек клетей [3]. A roll forming mill is also known, in which the beds are made in the form of two closed rectangular frames located to the left and to the right of the longitudinal axis of the mill, with removable upper traverses for pressure screws common to all cushion stands [3].

Недостаток известных станов - возможность взаимного проскальзывания формуемой полосы и валков (в особенности, при поштучном процессе профилирования и больших углах подгибки за проход). A disadvantage of the known mills is the possibility of mutual slippage of the formed strip and rolls (in particular, with a single-piece profiling process and large bending angles per pass).

Наиболее близким к предлагаемому является профилегибочный стан для производства неравнополочных швеллеров [4]. Closest to the proposed one is a roll forming mill for the production of unequal channel channels [4].

Этот стан содержит последовательно установленные клети дуо с верхними и нижними валками, бочки которых состоят из цилиндрических и конических элементов с заданным углом наклона образующей конуса к горизонтальной оси валка, и характеризуется тем, что верхние валки обеих предчистовых клетей выполнены каждый из одного конического элемента для формовки большей полки швеллера и одного цилиндрического элемента для взаимодействия с горизонтальной стенкой швеллера, в результате чего уменьшается продольное скручивание профилей. This mill contains sequentially installed duo cages with upper and lower rolls, the barrels of which consist of cylindrical and conical elements with a given angle of inclination of the generatrix of the cone to the horizontal axis of the roll, and is characterized in that the upper rolls of both final stands are made of each of one conical forming element a larger shelf of the channel and one cylindrical element for interaction with the horizontal wall of the channel, as a result of which the longitudinal twisting of the profiles is reduced.

Недостатком описанного стана также является возможность проскальзывания горизонтальных элементов формуемой полосы относительно валков, что ограничивает величины частных (за один проход) углов подгибки, травмирует профили и повышает износ валков. A disadvantage of the described mill is also the possibility of slipping horizontal elements of the moldable strip relative to the rolls, which limits the values of the partial (in one pass) bending angles, injures the profiles and increases the wear of the rolls.

Действительно, при относительно больших частных углах подгибки затрудняется заход формуемой полосы в калибры, что вынуждает увеличивать зажатие полосы валками. Это может привести не только к раскатке отдельных участков профиля (с вероятным искажением его геометрии), но и к наклепу металла (с возможным трещинообразованием). Кроме того, при излишнем зажатии полосы увеличивается локальный износ валков, что сокращает длительность их работы. Indeed, at relatively large partial bending angles, the entry of the formed strip into the gauges is difficult, which forces an increase in the clamping of the strip by rolls. This can lead not only to rolling out individual sections of the profile (with a possible distortion of its geometry), but also to metal hardening (with possible crack formation). In addition, with excessive clamping of the strip, local wear of the rolls increases, which reduces the duration of their work.

Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей станов с поштучным и полунепрерывным процессом производства преимущественно сортовых гнутых профилей ограниченной толщины с горизонтальными элементами и снижение трудозатрат при профилировании. An object of the invention is to expand the technological capabilities of mills with a piece and semi-continuous process for the production of mainly high-quality bent profiles of limited thickness with horizontal elements and reducing labor costs during profiling.

Для решения этой задачи у профилегибочного стана для производства профилей с горизонтальными элементами, содержащего последовательно установленные клети дуо с верхними и нижними валками, бочки которых состоят из цилиндрических и конических элементов с заданным углом наклона образующей конуса к горизонтальной оси валка, при профилировании полос толщиной от 0,5 до 3,0 мм бочки нижних валков всех клетей с углом наклона образующей конуса конических элементов к горизонтальной оси валка, равным или меньшим значения из диапазона от 60 до 70^o, выполнены в виде среднего цилиндрического и расположенных по обе стороны от него конических элементов, при этом цилиндрические поверхности упомянутых средних цилиндрических элементов выполнены гуммированными пластиком.To solve this problem, a roll forming mill for the production of profiles with horizontal elements, containing sequentially installed duo stands with upper and lower rolls, the barrels of which consist of cylindrical and conical elements with a given angle of inclination of the generatrix of the cone to the horizontal axis of the roll, when profiling strips with a thickness of 0 , 5 to 3.0 mm barrels of the lower rolls of all stands with an angle of inclination of the generatrix of the cone of conical elements to the horizontal axis of the roll equal to or less than the value from the range from 60 to 70 ^o , They are filled in the form of a middle cylindrical and conical elements located on both sides of it, while the cylindrical surfaces of the said middle cylindrical elements are made of rubberized plastic.

Бочки верхних валков всех клетей с углом наклона образующей конуса конических элементов к горизонтальной оси валка, равным или меньшим значения из диапазона от 60 до 70^o, выполнены в виде среднего цилиндрического и расположенных по обе стороны от него конических элементов, при этом цилиндрические поверхности упомянутых средних цилиндрических элементов выполнены гуммированными пластиком на центральном участке, ширина которого составляет от 0,5 до 0,7 от ширины цилиндрических элементов.The barrels of the upper rolls of all stands with an angle of inclination of the generatrix of the cone of conical elements to the horizontal axis of the roll equal to or less than a value from the range from 60 to 70 ^o , are made in the form of a cylindrical middle and conical elements located on both sides of it, while cylindrical elements are gummed with plastic in the central section, the width of which is from 0.5 to 0.7 of the width of the cylindrical elements.

В качестве пластика использована резина. As plastic used rubber.

Приведенные зависимости получены опытным путем и являются эмпирическими. The above dependences are obtained experimentally and are empirical.

Сущность данного технического решения состоит в увеличении сил трения между валками полосой при исключении упругой (и тем более - пластической) деформации металла, причем только на горизонтальных участках (например, стенке швеллера) формуемой полосы. The essence of this technical solution is to increase the friction forces between the rolls by the strip with the exception of the elastic (and especially plastic) deformation of the metal, and only on horizontal sections (for example, the channel wall) of the formed strip.

При этом величина межвалкового зазора на этих участках устанавливается в зависимости от толщины пластика и его упругости. Очевидно, что величина этого зазора будет также зависеть от числа гуммированных валков в данной клети (для двух валков зазор меньше). In this case, the roll gap in these areas is set depending on the thickness of the plastic and its elasticity. Obviously, the size of this gap will also depend on the number of gummed rolls in a given stand (the gap is smaller for two rolls).

Увеличение частных углов подгибки за счет повышения сил трения на горизонтальных участках валков с одновременным увеличением их тянущего усилия позволяет уменьшить количество формующих проходов (и клетей), что снижает расход валков и, следовательно, трудозатраты при профилировании. Профилирование с большими углами подгибки следует сочетать с последовательным изменением уровня формовки первых (черновых) клетей стана для того, чтобы предотвратить пластическое растяжение кромок полосы и появление волнистости. An increase in the partial bending angles due to an increase in the friction forces in the horizontal sections of the rolls with a simultaneous increase in their pulling force reduces the number of forming passes (and stands), which reduces the consumption of rolls and, consequently, the labor costs during profiling. Profiling with large bending angles should be combined with a sequential change in the level of molding of the first (draft) mill stands in order to prevent plastic stretching of the strip edges and the appearance of waviness.

На чертеже показана схема формующей клети стана. The drawing shows a diagram of the forming mill stands.

Эта клеть дуо содержит верхний 1 и нижний 2 валки, установленные в станинах 3. Бочки валков состоят из цилиндрических 4 и конических 5 формующих элементов; угол наклона образующей конуса элементов 5 к горизонтальной оси валка α ≤ 60 - 70^o. Цилиндрический элемент 4 нижнего валка гуммирован по всей своей ширине пластиком 6 толщиной h, а аналогичный элемент верхнего валка - только на части b своей ширины, что необходимо для "освобождения" формирующих радиусов R и прилегающих к ним цилиндрических участков этого валка.This duo cage contains the upper 1 and lower 2 rolls installed in the beds 3. The roll barrels consist of cylindrical 4 and conical 5 forming elements; the angle of inclination of the generatrix of the cone of the elements 5 to the horizontal axis of the roll α ≤ 60 - 70 ^o . The cylindrical element 4 of the lower roll is gummed over its entire width with plastic 6 of thickness h, and a similar element of the upper roll is only parted b of its width, which is necessary to “free” the forming radii R and adjacent cylindrical sections of this roll.

При профилировании формуемая полоса (не показана) под действием горизонтального усилия от предыдущей (или задающей) клети входит в калибр данной клети, первоначально соприкасаясь кромками с коническими элементами 5 нижнего валка, в результате чего начинается подгибка вверх боковых элементов полосы. Затем полоса, при дальнейшем продвижении в направлении прокатки, захватывается валками данной клети, установленными с заданным зазором. На выходе из рассматриваемой клети боковые элементы формуемой полосы подогнуты на угол α . During profiling, a formable strip (not shown) under the influence of horizontal force from the previous (or master) stand is included in the caliber of this stand, initially touching the edges with the conical elements 5 of the lower roll, as a result of which the folding of the side elements of the strip begins. Then, the strip, with further advancement in the rolling direction, is captured by the rolls of the stand installed with a given gap. At the exit from the stand under consideration, the lateral elements of the formed strip are bent at an angle α.

Опытную проверку найденного технического решения производили на станах с поштучным процессом профилирования 2 - 8 • 100 600 и 0,3 - 1,5 • 20 - 90 АО "Магнитогорский меткомбинат",
С этой целью при профилировании различных швеллерных и корытных профилей толщиной 2 - 3 мм (стан "2 - 8") и 0,5 - 1,5 мм (стан "0,3 - 1,5") валки нескольких первых (черновых) и промежуточных клетей гуммировали резиной и полипропиленом, варьируя количество клетей с покрытием только нижних цилиндрических элементов или же этих элементов на обоих валках (причем, на верхних валках изменяли ширину покрытия), а также величину межвалковых зазоров.An experimental verification of the found technical solution was carried out on mills with a piece-by-piece profiling process 2 - 8 • 100 600 and 0.3 - 1.5 • 20 - 90 Magnitogorsk Iron and Steel Works JSC,
For this purpose, when profiling various channel and trough profiles with a thickness of 2 - 3 mm (mill "2 - 8") and 0.5 - 1.5 mm (mill "0.3 - 1.5"), the rolls of the first few (draft) and intermediate stands were rubberized with polypropylene, varying the number of stands with a coating of only the lower cylindrical elements or these elements on both rolls (moreover, the width of the coating was changed on the upper rolls), as well as the size of the roll gaps.

Наилучшие результаты (бездефектное профилирование корытных и швеллерных профилей на стане "2 - 8", соответственно, в семи и шести клетях, а на стане "0,3 - 1,5" в пяти клетях, с переменным уровнем формовки в обоих случаях) достигнуты при использовании данного технического решения. При этом на стане "0,3 - 1,5" достаточно было использовать только нижние гуммированные валки, а на стане "2 - 8" - и нижние, и верхние валки клетей с α ≤ 60 - 70^o.The best results (defect-free profiling of trough and channel profiles on the mill "2 - 8", respectively, in seven and six stands, and on the mill "0.3 - 1.5" in five stands, with a variable level of molding in both cases) were achieved when using this technical solution. Moreover, on the mill "0.3 - 1.5" it was enough to use only the lower gummed rolls, and on the mill "2 - 8" - both the lower and upper rolls of the stands with α ≤ 60 - 70 ^o .

Увеличение ширины покрытия на верхних валках стана "2 - 8" ухудшало формирование радиусов изгиба профилей, а уменьшение этой ширины ухудшало захват формуемой полосы валками. Установлено, что увеличение α (сверх 60 - 70^o) не дает положительных результатов.An increase in the coating width on the upper rolls of the "2 - 8" mill worsened the formation of bending radii of the profiles, and a decrease in this width worsened the capture of the formed strip by the rolls. It was found that an increase in α (in excess of 60 - 70 ^o ) does not give positive results.

Было также проведено контрольное профилирование на обоих станах без гуммирования валков. Бездефектные профили были получены только с использованием 9 - 8 формующих клетей (на стане "2 - 8") и 6 клетей (на стане "0,3 - 1,5"). Control profiling was also carried out on both mills without gumming the rolls. Defect-free profiles were obtained only using 9-8 forming stands (at the mill "2 - 8") and 6 stands (at the mill "0.3 - 1.5").

Пример 1. Профилегибочный стан легкого типа с поштучным процессом профилирует полосы с максимальной толщиной S = 1,5 мм. Нижние средние цилиндрические элементы всех клетей с α ≤ 70^o гуммированы резиной, а профилирование швеллеров ведется в пяти клетях без ухудшения геометрии профилей.Example 1. A lightweight roll forming mill with a single-piece process profiles strips with a maximum thickness of S = 1.5 mm. The lower middle cylindrical elements of all stands with α ≤ 70 ^{o are} gummed with rubber, and the channels are profiled in five stands without compromising the geometry of the profiles.

Пример 2. Стан с полунепрерывным процессом профилирования полос толщиной до S = 3 мм. Все нижние средние цилиндрические элементы клетей с α ≤ 60^o покрыты (гуммированы) полипропиленом по всей ширине (120 мм). Все верхние цилиндрические элементы тех же клетей аналогично гуммированы на ширине 0,6 • 120 = 72 мм. Формовка корытных профилей осуществляется в семи клетях без ухудшения качества профилей.Example 2. A mill with a semi-continuous process of profiling strips up to S = 3 mm thick. All lower middle cylindrical elements of stands with α ≤ 60 ^o are covered (gummed) with polypropylene over the entire width (120 mm). All the upper cylindrical elements of the same stands are likewise gummed over a width of 0.6 • 120 = 72 mm. Forming trough profiles is carried out in seven stands without compromising the quality of the profiles.

Claims

1. Profile mill for the production of profiles with horizontal elements, containing sequentially installed duo stands with upper and lower rolls, the barrels of which consist of cylindrical and conical elements with a given angle of inclination of the generatrix of the cone to the horizontal axis of the roll, characterized in that when profiling strips with a thickness of 0 5 - 3.0 mm lower roll stands with all barrels angle of the cone of the conical members to the horizontal axis of the roller is equal to or less than the value in the range of 60 to 70 ^o, formed as a ednego cylindrical and arranged on both sides thereof tapered elements, the cylindrical surfaces of said cylindrical elements are gummed plastic.

2. The mill according to claim 1, characterized in that the barrels of the upper rolls of all stands with an angle of inclination of the generatrix of the cone of conical elements to the horizontal axis of the roll equal to or less than the value from the range from 60 to 70 ^o , are made in the form of an average cylindrical and located on both the sides of it are conical elements, while the cylindrical surfaces of the said middle cylindrical elements are gummed with plastic in the central section, the width of which is 0.5 - 0.7 of the width of the cylindrical element.

3. The mill according to claim 1 or 2, characterized in that rubber is used as plastic.