ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
И ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
«ВНИИМЕТМАШ»
Для служебного пользования
экз. мО П 0 3 Й 3
РАБОТЫ
ВНИИМЕТМАШ
ПО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ
ОБОРУДОВАНИЮ
Под редакцией
д-ра техн. наук. А. А. Королева и канд. техн, наук
В. Г. Дрозда
Москва— 1 970

Академик ЦЕЛИКОВ Л. И
О ПРОГНОЗАХ РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО
МАШИНОСТРОЕНИЯ СССР*
Вопросы прогнозирования находятся на стыке между на-
укой и фантазией, и чем дальше мы пытаемся заглянуть в
будущее, тем больше приходится отходить от науки и прибли-
жаться к области предсказаний. Поэтому чрезмерное увле-
чение ими вряд ли целесообразно. Но поскольку цикл созда-
ния нового крупного металлургического агрегата, начиная от
его проектирования и кончая пуском, часто длится более 5
лет, то на этот срок прогнозирование является необходимым.
Металлы и их сплавы в ближайшие 10—20 лет будут ос-
новой машиностроения и строительства, поэтому крайне не-
обходим дальнейший рост металлургической промышленно-
сти, и особенно в нашей стране, где развитие ряда отраслей
промышленности сдерживается недостатком как черных, так
и цветных металлов.
В предстоящую пятилетку (1971—1975 гг.) в связи с этим
намечается дальнейшее усиленное развитие металлургии.
В отношении черной металлургии прежде всего следует
отметить, что предусматривается улучшение структуры про-
изводства металлов. Повышается доля листового проката,
труб и метизов и уменьшается доля чугунных и стальных от-
ливок. Можно полагать, что доля листового проката увели-
чится к 1975 г. до 43—45%, труб стальных —до 14—15% и
метизов — до 8—10%.
В последующую пятилетку (1976—1980 гг.) тенденция
преимущественного развития производства этой металлопро-
дукции должна возрастать. Следует ожидать, что к 1980 г.
по сравнению с 1970 г., доля листового проката возрастет
до 50% и при этом доля холоднокатаного листа увеличится
до 17—18%, доля труб—до 16—17%, метизов — до 11—12%.
* Доклад в 1969 г. на отраслевом совещании по новой технике в
Алма-Ате.
Интересно заметить, что если предположить общий рост
производства проката к 1980 г. по отношению к 1970 г., на-
пример, в 1,5 раза, то производство холоднокатаного листа
тогда за эти десять лет должно увеличиться почти в 4 раза,
производство труб за этот период должно возрасти в 1,7 ра-
за, а метизов — в 2—2,5 раза.
Большое развитие получит также производство цветных
металлов и особенно алюминия и его сплавов, потребность г*
которых будет сильно возрастать в связи с расширяющимся
его применением в строительстве и, главным образом, для
передачи электроэнергии. Уже сейчас из алюминия изготов-
ляется 95% проводов. Интересно отметить, что производство
алюминия в США в 1968 г. возросло примерно до 3,2 млн. г.,
т. е. на 18,5% по отношению к 1966 г., в то время как произ-
водство стали за эти два года в США увеличилось с 121,5 до
127 млн. т, т. е. только на 45%. На душу населения произ-
водство алюминия в 1968 г. достигло в США 20 кг, в Венг-
рии — 18 кг.
Значительные успехи достигнуты по производству алюми-
ния также в СССР благодаря строительству алюминиевых
комбинатов: Иркутского, Братского и Сумгаитского .
Большое внимание обращается на расширение производ-
ства жаропрочных металлов: вольфрама, молибдена, ниобия
и тантала, а также ряда металлов, обладающих наилучшей
удельной прочностью, т. е. прочностью, отнесенной к единице
веса, — это бериллия, титана и их сплавов.
Видимо, в скором времени следует также ожидать резко-
го развития производства сверхпроводящих материалов и, в
частности, соединения ниобия и олова.
ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
Главная отличительная особенность новых металлургиче-
ских агрегатов по сравнению с существующими будет состо-
ять в значительно более интенсивном применении комплексных
систем автоматизации.
Огромная роль в этой проблеме принадлежит управляю-
щим вычислительным машинам; будь то доменная печь или
конвертер, прокатный стан или линия для нанесения защит-
ных покрытий на прокат — во всех случаях включение УВМ
в автоматическую систему дает возможность полностью ав-
томатизировать управление агрегатом, в том числе переход
с выпуска одного сорта продукции на другой, повысить ее ка-
чество и увеличить производительность в среднем по стати-
стическим данным на 15% и более.
Например, в сталеплавильных агрегатах и, в частности, в
конвертерах УВМ требуются для переработки данных авто-
матического анализа содержания плавки и газов, автомати-
4
за нии управления процессом выплавки стали более точного
состава и с меныпим содержанием вредных примесей.
Управление работой прокатных станов осуществляется
комплексной системой, также основанной на применении
УВМ. Эта система управляет всеми операциями, начиная с
поступления слитков к нагревательным колодцам или слябов,
или блюмов к нагревательной печи и кончая выходом гото-
вого проката на склад. УВМ контролирует движение каждо-
го слитка или сляба и сообщает непрерывно оператору тех-
нологические данные о ходе процесса и соответствующие ин-
струкции. У листовых непрерывных станов эта система, на-
пример, осуществляет оптимальное размещение слябов в на-
гревательных печах, управление их работой с регулировани-
ем температуры и контролем всей отопительной системы, уп-
равление приводами черновых и чистовых клетей стана, кон-
троль за их работой, регулирование натяжения прокатывае-
мой полосы в петлеобразователях, ее толщины и ширины и
температуры конца прокатки, управляет процессом охлажде-
ния полос, их сматыванием и движением готовых рулонов по
конвейеру на склад.
По литературным данным, число вводимых УВМ для уп-
равления процессами во всех отраслях промышленности со-
ставляет в среднем около девяти в неделю. На основании
этого уже можно судить, что вопрос о целесообразности при-
менения УВМ для управления сложными машинами и агре-
гатами уже давно вышел из стадии дискуссии и теперь каж-
дый металлургический агрегат должен иметь УВМ.
Было бы, однако, неправильно думать, что применением
УВМ решаются все проблемы автоматизации. Основой ус-
пешной работы УВМ является надежный датчик. Если нет
надежно работающего этого первого звена цепи автоматиче-
ской системы, то все взятые вместе УВМ не в состоянии это-
му помочь.
К сожалению, приборостроение недооценивает трудностей
проблем, связанных с тем, чтобы датчики работали с доста-
точной степенью точности в условиях металлургического за-
вода. До сих пор, в частности, не решена проблема создания
надежно работающих месдоз, приборов, измеряющих, напри-
мер, соотношение в доменном газе СО и СОз, состав вы-
плавляемой стали или даже ее температуры.
Разработка такого рода приборов является главнейшей
задачей автоматизации металлургических агрегатов. И, нако-
нец, третья проблема автоматизации — это оснащение метал-
лургических агрегатов электроприводами, сделанными с уче-
том последних достижений в этой области.
Одним из наиболее существенных вопросов в этой обла-
сти является применение в системе питания электроприводов
тиристорных преобразователей для любых мощностей элек-

тродвигателей вместо моторгенераторов или регулируемых
ртутных выпрямителей. Преимущества этих преобразовате-
лей состоят не только в более высоком коэффициенте полез-
ного действия, в большей надежности и уменьшении требуе-
мых площадей, но также в повышении динамических свойств
электродвигателей благодаря улучшению переходных про-
цессов при регулировании числа оборотов.
Было бы неправильно думать, что тиристорные преобра-
зователи могут применяться для ограниченных мощностей.
Уже более двух лет как автору удалось ознакомиться с ра-
ботой непрерывного трехклетевого стана для холодной про-
катки алюминиевых сплавов, электродвигатели которого об-
щей мощностью около 15000 кет питаются от тиристорных
преобразователей мощностью по 150 кет. Это дает воз-
можность менять напряжение от 5 до 500 в и практически
плавно регулировать число оборотов в пределах 1:33.
АГРЕГАТЫ И МАШИНЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ РУДЫ И ДЛЯ
ПРОИЗВОДСТВА КОКСА И ЧУГУНА
Развитие производства кокса и подготовки железной руды
почти целиком определяются доменным процессом.
Современная доменная печь стала настолько высокопро-
изводительным и экономичным агрегатом, что, несомненно,
вряд ли в ближайшие 5—10 лет будет найден ее равноцен-
ный заменитель. В связи с этим, видимо, для развития про-
изводства чугуна необходимо будет строить доменные печи,
объем которых, очевидно, и дальше будет возрастать. Новая
типовая печь будет объемом 3200 м3, первый экземпляр этой
печи должен быть введен в действие в 1970 г. на Ново-Ли-
пецком заводе. В дальнейшем намечается для подачи шихты
вместо скипового подъемника применить ленточный транс-
портер. Производительность этой печи при температуре дутья
около 1200° будет доходить до 7000 т в сутки.
В последующие годы намечается сооружение доменных
печей объемом по 4000 л3 и более.
Еще более существенным направлением в развитии до-
менного производства является снижение удельного расхода
кокса и повышение производительности, отнесенной к едини-
це объема печи, которая, как известно, характеризуется ве-
личиной, обратной КИПО (коэффициент использования по-
лезного объема, я3/т-сутки).
Благодаря улучшению подготовки шихты, повышению
температуры дутья, подачи дополнительного топлива в виде
газа или пылевидного угля или мазута, расход кокса значи-
тельно снижается. И, например, за последние 20 лет средний
расход кокса в США снизился примерно с 950 до 650 кг/т,
в Японии — с 900 до 500 кг[т. В СССР сейчас средний расход
6
кокса 588 кг/т. В новых печах расход кокса удается
снизить до 400 кг/т и ниже. В частности, на Череповецком
металлургическом заводе у лучшей печи расход кокса сни-
жен до 380 кг/т.
Эти цифры свидетельствуют, что коксовая промышленность
будет развиваться не так интенсивно, как производство чугу-
на. Главной задачей коксового машиностроения является ре-
шение проблемы получения формованного кокса, т. е. кокса
из плохо коксующихся углей. Решение этой проблемы и соз-
дание необходимой для этой цели машины не только снизит
стоимость кокса, так как это даст возможность использовать
дешевые сорта углей, но также, благодаря применению кус-
ков кокса одного размера, улучшить работу доменных печей.
Экономическими расчетами и практикой доказано, что
вложением капитальных средств в развитие обогащения же-
лезных руд можно добиться значительно большего эффекта
в повышении производства чугуна, чем строительством до-
менных печей.
Например, в 1950 г. в шихте доменных печей США было
80% сырой руды, а в 1968 г. ее стало всего лишь 15%, а ос-
тальные 85% — агломерат и окатыши.
Особенно большое развитие за последние годы получает
обогащение руд методом окомкования. Общая мировая мощ-
ность фабрик для производства окатышей составляла в 1966 г.
65,3 мгт, а в 1968 г. она достигла 96,4 мгт, т. е. за эти
2 года выросла почти в 1,5 раза.
Опыт эксплуатации Соколово-Сорбайтской горнообогати-
тельной фабрики дает основание для расширения
производства окатышей в СССР. Их применение повышает
производительность доменной печи на 11,5% и снижает рас-
ход кокса на 9%.
С каждым годом все больше и больше уделяется внима-
ния решению проблемы экономичного способа получения ча-
стично восстановленных или металлизованных окатышей и
созданию необходимых для этого агрегатов. В зависимости
от степени восстановления окатышей повышается производи-
тельность доменных печей и снижается расход кокса. Эти
окатыши могут также применяться вместо лома в конверте-
рах и электропечах.
Существует даже мнение, что при дешевой электроэнер-
гии будет выгодно получать сталь в электропечах из этих
окатышей, минуя доменный процесс.
АГРЕГАТЫ И МАШИНЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ
Производство стали, как и производство чугуна, очевид-
но, в ближайшее десятилетие будет базироваться на суще-
ствующих методах, но усовершенствованных в результате их
7
дальнейшего развития, т. е. будут применяться крушные
кислородные конвертеры (рис. 1) и дуговые печи. Благодаря
автоматизации управления и повышению стойкости огне упо-
ров сейчас можно считать, что из четырех конвертеров три
могут работать непрерывно, давая каждый из них плавку че-
рез 40—45 мин. Следовательно, четыре конвертера емкостью
по 250 т, работающие на таком режиме, могут производить
более 8 мгт стали в год.
Рис. 1. Рост мирового производства стали кислородно-кон-
вертерным способом
В связи с этим вряд ли в ближайшие годы будет возни-
кать потребность в конвертерах большей емкости, чем 300—
350 т, тем более что увеличенная емкость ковша нежела-
тельна при непрерывной разливке.
Второй вопрос, который возникает, когда речь идет о кон-
вертеростроении — это перспективы применения ротационных
конвертеров, т. е. конвертеров типа «Калдо», имеющих две
оси вращения.
Автор при посещении завода «Соллак» во Франции озна-
комился с работой ротационного конвертера емкостью 140 т.
Его достоинство — получение стали с более низким содержа-
нием серы и фосфора по сравнению со статическими конвер-
терами, т. е. типа ЛД. У стали, выплавленной в этом конвер-
8
тере, содержание серы может быть доведено до 0,015%, фос-
фора до 0,012% и азота до 0,002%.
Недостатки: 1) меньшая производительность, цикл от
плавки до плавки у конвертера завода «Соллак» 70 мин, у
статического конвертера 40—45 мин; 2) меньшая стойкость
футеровки— 130—140 плавок вместо 300—350 плавок у ста-
тического конвертера.
При использовании высокофосфористых чугунов приме-
нение ротационных конвертеров, несомненно, является целе-
сообразным. В частности, на новом строящемся металлурги-
ческом заводе «Сасилор» во Франции намечается установка
ротационного конвертера емкостью 220—240 т. Возможно,
когда возникнет вопрос об использовании лисаковских руд,
окажется целесообразным применение у нас ротационных
конвертеров.
Несмотря на большую эффективность кислородно-конвер-
терного процесса, ведутся поиски других процессов, и в том
числе непрерывных. Эти поиски ведутся в Англии, во Фран-
ции и СССР.
Все эти работы по изысканию сталеплавильного агрегата
непрерывного действия носят экспериментальный характер и,
очевидно, в ближайшие годы они не будут иметь промыш-
ленного значения.
Большое внимание за последние годы уделяется строи-
тельству дуговых печей. Благодаря усовершенствованию кон-
струкции этих печей и улучшению положения с электроэнер-
гией, дуговые печи стали наиболее перспективными агрегата-
ми для выплавки из скрапа не только легированных сталей,
но также и углеродистых. Например, в США, несмотря на
интенсивный рост кислородно-конвертерного производства
стали, мощность дуговых печей с 1961 по 1968 г. выросла в
2,5 раза, а именно, с 7,1 до 18 мгт в 1968 г., когда было вы-
плавлено в США в дуговых печах около 13% всей стали. Су-
ществует мнение, что эта цифра к 1990 г. увеличится до 45%.
Растущий спрос на стали высоколегированные и повы-
шенного качества вызовет большое развитие вакуумной плав-
ки и разных способов рафинирования стали путем вакуумно-
го (с расходуемым электродом) и электрошлакового пере-
плава и внепечного вакуумирования. Это развитие будет со-
провождаться увеличением мощности соответствующих агре-
гатов и установок. В частности, потребуются установки для
переплава и получения слябов шириной до 1,5—2 м и весом
До 10—50 т.
В связ'и с этим для развития указанных процессов потре-
буется соответствующее металлургическое оборудование.
Для массового производства стали в первую очередь из
этого вида оборудования должны получить распространение
Установки для внепечного вакуумирования. Применение этих
9
установок при относительно небольших затратах существенно
повышает качество стали благодаря удалению из нее газов—
водорода, кислорода, азота. На заводах США и ФРГ сейчас
эксплуатируется свыше 100 установок для внепечного ваку-
умирования, некоторые из них дают возможность вакуумиро-
вать сталь с емкостью ковша свыше 300 т. Наибольшее рас-
пространение при этом получает метод порционного вакууми-
рования и, например, в ФРГ из общего количества вакууми-
рованной стали 2,5 мгт!год порционным методом обрабаты-
вается 1,8 мгт, т. е. около 72%.
Особенно большие перспективы внепечное вакуумирова-
ние стали имеет при сочетании ее с непрерывной разливкой.
МАШИНЫ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ
Непрерывный процесс слиткообразования, называемый
также непрерывным литьем или непрерывной разливкой, яв-
ляется одним из самых крупных достижений в металлургии
за вторую половину двадцатого века.
Сначала этот процесс получил применение для алюминия
и его сплавов, затем для меди и позднее для стали. Сейчас
можно считать установленным, что разливка металла в из-
ложницы при массовом производстве слитков одного размера
является устаревшим процессом и во всех случаях она долж-
на заменяться непрерывным литьем. Этот вывод относится
как ко всем цветным металлам, так и ко всем сортам стали,
начиная от малоуглеродистой кипящей стали и кончая самы-
ми высоколегированными марками сталей.
Последние годы характеризуются весьма интенсивным
развитием непрерывного литья стального полупродукта —
слябов и блюмов.
Большую роль в развитии непрерывного литья стали сы-
грали исследовательские работы, выполненные в СССР, и
строительство в 1955—1957 гг. на Липецком заводе машин
для непрерывной отливки слябов вместо обжимного стана. В
мировой практике это был первый крупный металлургичес-
кий завод без обжимного стана.
На основании этого опыта в последующие годы в Запад-
ной Европе, а затем с 1962 г. в США началось также усилен-
ное строительство машин для непрерывного литья стали
(рис. 2), и в 1968 г. мировая мощность машин для непрерыв-
ной разливки стали достигла 37 мгт в год.
При этом следует отметить, что одновременно с непрерыв-
ной разливкой стали развивается также литье под давлени-
ем слябов и блюмов в графитовые изложницы. Достоинство
этого способа состоит в том, что поверхность слитков получа-
ется высокого качества, и в этом случае отпадает необходи-
мость в ее чистке. Это преимущество особенно существенно
10
при отливке слябов и блюмов из нержавеющих и жаропроч-
ных сталей.
Рис. 2. Мировой прирост мощности машин для не-
прерывной разливки стали:
1 — всех машин; 2 — вертикального типа; 3 — радиаль-
ного типа; 4 — вертикального типа с изгибом
Несмотря на явные преимущества производства блюмов и
особенно слябов методом непрерывного литья по сравнению
с прокаткой, строительство слябингов и блюмингов в миро-
вой практике все же продолжается. Так, например, в США.
на заводе «Армко» в 1968 г. введен в эксплуатацию новый
слябинг, обслуживающий новый широкополосовой стан. Он
прокатывает слитки весом до 31,5 т, мощность главного при-
вода 8,9 тыс. кет.
Кроме того, слябинги были установлены в Бразилии, Ко-
лумбии, ФРГ и Японии; блюминги — в Мексике, Пакистане,
Румынии и ФРГ. Всего, таким образом, было в 1968 г. уста-
новлено пять слябингов и четыре блюминга. Если в среднем
считать, что производительность каждого из этих станов в
слитках равна около 3 мгт, то это будет почти соответство-
вать приросту мирового производства стали за 1968 г., кото-
рый составляет 30 мгт. (В 1967 г. мировое производство ста-
ли было 531 мгт, а в 1968 г. — 561 мгт).
В то же время за прошедший год мировая мощность ма-
шин для непрерывной разливки стали возросла с 26,5 до
37,7 мгт, т. е. на 11,2 мгт.
Это отставание в наращивании производства слябов и
блюмов методом непрерывного литья от старого метода —
И
прокаткой объясняется, главным образом, следующими при-
чинами:
I.	Усовершенствованием слябингов и блюмингов, повы-
шением их производительности и снижением стоимости пере-
дела слитков в заготовку. Благодаря применению УВМ авто-
матизируется переход на прокатку блюма или сляба другого
размера или на другую схему обжатий.
2.	При непрерывной разливке труднее переходить с про-
изводства блюма или сляба одного размера на другой, чем на
обжимных станах.
3.	Кажущимися относительно еще не очень значительны-
ми экономическими преимуществами непрерывной разливки.
Так, например, по данным расчета, выполненного Гипроме-
зом, при применении машин вертикального типа для отливки
слябов шириной 1200—1800 мм экономия по сравнению со
слябингом составляет: в капитальных затратах около 8,3%, а
в эксплуатационных при отливке слябов из спокойной стали
3,3%, а из кипящей — 2,25%.
Это объясняется низкой скоростью выхода слитков из кри-
сталлизаторов и необходимостью в связи с этим применения
большого количества кристаллизаторов — от 20 до 60, чтобы
получить производительность, соответствующую блюмингу
или слябингу.
Указанная экономия была бы несколько большей, если
это сопоставление сделать применительно к машинам ради-
ального типа, которые более удобны в эксплуатации, требуют
меныпих капитальных затрат, так как в этом случае отпада-
ет надобность в сооружении глубоких колодцев, и вес обо-
рудования радиальных машин примерно на 30% меньше по
сравнению с вертикальными.
При сопоставлении непрерывного литья с разливкой в из-
ложницы необходимо также учитывать значительное повыше-
ние качества проката, полученного из слитков, отлитых не-
прерывным способом. Исследованиями ЦНИИЧМ установле-
но, что разница в химическом составе металла по длине слит-
ков, отлитых непрерывно, практически отсутствует и что сли-
тки не имеют зональной ликвации, обычно свойственной слит-
кам, отлитым в изложницы.
Высокая степень физико-химической однородности слит-
ков, отлитых непрерывно, повышает механические свойства
изготовленного из него проката. В частности, листовая сталь
марки 17Г1С для сварных труб, полученная из слябов, отли-
тых на Ново-Липецком металлургическом заводе, как прави-
ло, имеет ударную вязкость в 1,5—2 раза выше, чем листовая
сталь, полученная из прокатанных слябов. Но самое главное
— это более равномерное распределение физико-механичес-
ких свойств металла по объему прокатанного изделия и зна-
12
чительно меньшее количество провалов в этих свойствах у
отдельных мест проката.
Это достоинство непрерывного литья особенно ценно при
производстве заготовки для бесшовных труб, применение ко-
торого уменьшает образование в гильзе внутренних плен, а
также холоднокатаных листов для глубокой вытяжки. В этом
случае, благодаря более однородному свойству листа, он мо-
жет более успешно выдерживать при штамповке глубокую
вытяжку. Например, при штамповке на Кутаисском автомо-
бильном заводе листов, полученных из литых слябов кипя-
щей стабилизированной стали Ново-Липецкого завода, вы-
ход годных штампованных изделий заметно увеличился по
сравнению со штамповкой из листов, полученных из слитков,
отлитых в изложницы.
При непрерывном литье создаются почти неограниченные
возможности в увеличении веса и длины слябов, а следова-
тельно, и веса прокатываемых рулонов, что способствует по-
вышению производительности станов как для горячей, так и
для холодной прокатки. Так, например, на Липецком заводе
вес отливаемого сляба для широкополосового стана 2000 бу-
дет доходить до 40 т.
При применении машин радиального типа, когда сляб вы-
ходит в горизонтальном положении на рольганг, представля-
ется целесообразным для новых широкополосовых станов
довести длину слябов до 15—20 м, что даст возможность уве-
личить вес горячекатаного рулона до 50—80 т.
За последние годы в процесс непрерывной разливки вво-
дится дополнительное усовершенствование, состоящее в осу-
ществлении «беспрерывного» литья или называемого также
разливкой «плавка на плавку». В этом случае металл к ма-
шинам непрерывного литья должен поступать от сталепла-
вильных агрегатов по определенному графику так, чтобы к
моменту конца разливки одного ковша, пока металл не вы-
тек из промежуточной емкости, начиналась разливка из сле-
дующего ковша; при этом повышается производительность
машин на 30—40%.
Этот метод разливки успешно применен на Липецком за-
воде и на заводе «Энсидеон» в Авилесе (Испания).
Подтверждением отмеченных преимуществ непрерывного
литья может послужить опыт США, где мощность машин для
непрерывного литья за два последних года увеличена с 2,7 маг
в 1966 г. до 11,7 мгт в 1968 г., т. е. более чем в 4 раза.
АГРЕГАТЫ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ И ПРОКАТКИ
Будущее непрерывного литья, несомненно, будет состоять
в объединении его с последующими операциями по прокатке
слитка в одном агрегате. В этом случае преимущества непре-
13
рывного литья по сравнению с разливкой в изложницы могут
быть особенно эффективны благодаря полной непрерывности
процесса от жидкого металла до готового проката.
Эта проблема была сначала решена применительно к
алюминию и некоторым его сплавам, где получены вполне
положительные результаты.
Впервые агрегат для непрерывного литья, совмещенного
с прокаткой, был создан итальянским изобретателем Иларио
Проперци для производства сначала алюминиевой проволо-
ки, а затем медной.
Агрегат аналогичного назначения был разработан
ВНИИМЕТМАШем, и в 1961 г. после длительных наладоч-
ных работ его удалось ввести в эксплуатацию на алюминие-
вом заводе в г. Запорожье (рис. 3). Благодаря полной не-
прерывности технологического процесса, при котором прово-
лока получается неразрывным потоком, плавильная печь--
Рис. 3. Схема агрегата непрерывного литья и прокатки алюминиевой
проволоки:
1— ванна; 2 — кристаллизатор-колесо; 3 — стальная лента; 4 — шкив;
5—прижимной ролик; 6 — опорный ролик; 7 — летучие ножницы для
отрезки переднего конца; 8 — непрерывный прокатный стан; 9 — летучие
ножницы (аварийные); 10— двухбарабанная моталка
миксер — кристаллизатор — прокатный стан, резко повыси-
лась производительность труда и практически достигнута
полная автоматизация производства. Задача обслуживаю-
щего персонала состоит только в наблюдении за ходом про-
цесса. В связи с успешными результатами, полученными при
эксплуатации указанного агрегата, ВНИИМЕТМАШ постро-
ил тогда почти такие же агрегаты для Кандалакшского, Ка-
накерского и Сумгаитского алюминиевых заводов, где они
успешно эксплуатируются уже в течение 5—7 лет. Произво-
дительность каждого из этих агрегатов 1,5 т/ч. Удельные
капитальные затраты снижаются в 2,7 раза. Годовая эконо-
мия от применения этих агрегатов значительно выше их стои-
мости. Срок окупаемости их составляет всего лишь 5—8 ме-
сяцев.
В отличие от заграничной практики, в СССР указанные
агрегаты устанавливаются непосредственно на заводах, про-
14
изводящих алюминий, а не перерабатывающих его. Благода-
ря этому используется расплавленный алюминий из электро-
лизных ванн и этим самым исключаются операции отливки
чушек и их последующего плавления.
В связи с отмеченными преимуществами этого процесса
было решено принять его при строительстве алюминиевых
заводов в Иркутске и Братске и организации там в большом
объеме производства алюминиевых проводов. Для решения
этой задачи ВНИИ/АЕТМАШ создал образец более произво-
дительного агрегата для непрерывного литья и прокатки алю-
миниевой проволоки, который прошел испытания в промыш-
ленных условиях на Иркутском алюминиевом заводе.
Этот агрегат имеет производительность 4,5 т/ч. Скорость
выхода проволоки из валков стана более 7 м/сек. На Алма-
Атинском заводе организовано серийное производство
этих агрегатов.
Несомненно, является целесообразным создание еще бо-
лее производительных агрегатов этого назначения путем уве-
личения сечения слитка, диаметра кристаллизатора-колеса и
соответственно скорости прокатки.
В дальнейшем оказалось возможным применять такого
типа агрегаты также и для непрерывного литья меди с по-
следующей ее прокаткой в проволоку. Такого рода агрегат
был создан ВНИИМЕТМАШем, и сейчас он испытывается
на Алмалыкском заводе. Производительность такого агрега-
та для медной проволоки около 10 т/ч.
К числу многих преимуществ этого способа производства
проволоки следует отнести практически неограниченный вес
бунта, где он доходит для меди до 2 т, т. е. в 10—20 раз
больше, чем у обычных станов, что сильно упрощает даль-
нейшую обработку проволоки, и особенно при волочении.
Аналогичным методом, т. е. путем совмещения непрерыв-
ного литья между ободом колеса и стальной лентой с про-
катным станом, представляется целесообразным освоить про-
изводство и других профилей из цветных металлов, а также
полос шириной 200—400 мм.
Из нескольких разных способов непрерывного литья широ-
кой полосы наибольшее применение получили три.
Первый (рис. 4,а) — когда жидкий алюминий поступает
через распределительную коробку в межвалковое простран-
ство, образованное двумя горизонтальными валками, распо-
ложенными один над другим. Жидкий алюминий, соприка-
саясь с валками, кристаллизуется, затем образующаяся при
этом полоса выходит непрерывно из валков агрегата.
Этот способ был разработан Ленинградским заводом по
обработке цветных металлов, где он успешно применяется и
Дает большой экономический эффект.
15
Второй — когда процесс кристаллизации осуществляется
между двумя валками, находящимися в одной горизонталь-
ной плоскости, на поверхности ванны с расплавленным алю-
минием (см. рис. 4,6). Жидкий алюминий попадает снизу
через специальную щель в межвалковое пространство и при
дальнейшем движении вверх кристаллизуется в полосу тол-
щиной около 5—8 мм и шириной свыше 1000 мм.
а	б
Рис. 4. Схема кристаллизаторов для алюминиевых полос:
а— с горизонтальным движением металла; б — с движением метал-
ла снизу вверх
Для осуществления этого процесса ВНИИМЕТМАШ соз-
дал два агрегата для производства алюминиевой полосы ши-
риной до 1000 мм и толщиной 3—8 мм. Эти агрегаты успеш-
но работают, один на Михайловском, а второй на Канакер-
ском алюминиевых заводах. Производительность каждого из
этих агрегатов 1 т/ч. Вес оборудования 57 т. Годовая эко-
номия от их применения в 4—5 раз больше капитальных за-
трат на их сооружение.
Несмотря на большую эффективность, указанные агрега-
ты с кристаллизаторами валкового типа имеют, однако, су-
щественный недостаток, состоящий в том, что длина кристал-
лизатора ограничена длиной дуги захвата, и поэтому ско-
рость выхода полосы относительно низкая (около 1—
2 м/мин), что лимитирует производительность агрегата, и в
связи с этим указанный процесс не пригоден для совмещения
его с прокаткой в одном агрегате.
Третий способ непрерывного литья широкой полосы ос-
нован на том, что жидкий металл поступает в пространство,
образованное между двумя наклонно или горизонтально рас-
положенными и непрерывно движущимися стальными лента-
ми (рис. 5). Боковые стенки кристаллизатора образуют ме-
таллические башмаки, прикрепленные к кромкам нижней
полосы, и направляющие линейки, установленные над этими
башмаками в начальной зоне кристаллизации. Снаружи лен-
та интенсивно охлаждается водой.
16
ВНИИМЕТМАШ совместно со Всесоюзным научно-иссле-
довательским институтом легких сплавов создал опытно-про
мышленную машину подобного типа для непрерывного
литья алюминиевой полосы шириной до 1000 мм, и сейчас на
ней проводятся опыты. Скорость выхода полосы толщиной
Ю—15 мм может быть доведена до 5—10 м}мин. При такой
скорости становится рентабельной установка прокатного ста-
на за указанной машиной для непрерывного литья.
Рис. 5. Схема машины для непрерывного литья полос конвейерного типа
с двумя бесконечными стальными лентами
Осуществление совмещенного процесса непрерывного
литья и прокатки для стали встречает значительно больше
технических трудностей, чем для цветных металлов, но в то
же время решение этой проблемы является по своим эконо-
мическим преимуществам более актуальным.
Главная из этих трудностей заключается в низкой скоро-
сти выхода слитка из кристаллизаторов (у существующих
машин для непрерывного литья стали около 0,6—2 м!мин),
что определяет недоиспользование производительности про-
катного стана в случае его расположения в потоке за крис-
таллизатором. Принципиально возможны два пути решения
этой задачи.
Первый путь, наиболее простой, состоит в применении не-
скольких кристаллизаторов, установленных в потоке с одним
прокатным станом. В этом случае предусматривается отрез-
ка от выходящего из кристаллизатора слитка возможно бо-
лее длинных кусков, т. е. слябов или блюмов, которые затем
вместе с такими же кусками слитков, выходящих из других
расположенных параллельно машин для непрерывного литья,
Должны поступать поочередно в прокатный стан. Для вырав-
нивания температуры слитков перед входом в валки стана
потребуется их подогрев в печах.
Второй путь состоит в более полном соединении машины
Для непрерывного литья с прокатным станом так, чтобы ели-
2 Зак. ЗДСП	17
ток из кристаллизатора поступал в валки прокатного стана
непрерывно, без разрезки.
Эта схема по идее наиболее совершенна, но ее реализа-
ция вызывает большие трудности, главным образом, вслед-
ствие низкой скорости выхода слитка из кристаллизатора.
Устранение этой разницы в скоростях движения металла у
прокатного стана и при непрерывном литье осуществляется
одновременно в двух направлениях: во-первых, изысканием
новых, более совершенных систем машин для непрерывного
литья, которые бы обеспечивали скорость выхода слитка, до-
статочную для загрузки прокатного стана (не менее 8—
10 м/мин), и во-вторых, — применением станов специальной
конструкции, которые было бы выгодно эксплуатировать при
низких скоростях входа металла в стан и, в частности, ста-
нов периодического действия, и в том числе планетарных ста-
нов.
Казалось бы, самый простой способ повышения скорости
выхода слитка из кристаллизатора — это создание кристал-
лизатора, у которого рабочие стенки, соприкасающиеся с ме-
таллом, двигались одновременно с образующейся рядом с ни-
ми корочкой слитка. Этим требованиям, например, соответ-
ствует кристаллизатор конвейерного типа. Однако до сего
времени, несмотря на многочисленные опыты, проведенные по
использованию такого рода кристаллизаторов для стали, эта
задача оказалась нерешенной. В частности, длительные по-
пытки применить для этой цели машину конвейерного типа
системы М. Ф. Голдобина сначала на Брянском, а затем на
Омутнинском заводах успеха не имели.
Другим возможным вариантом решения указанной проб-
лемы может рассматриваться совмещение машины для не-
прерывного литья радиального типа с планетарным станом.
В целях получения на планетарных станах профилей
квадратного сечения, что не представляется возможным на
планетарных станах системы Сендзимира, ВНИИМЕТМАШ
предложил и разработал принципиально новую схему пла-
нетарного стана. В отличие от существующих станов этот
стан производит обжатие металла с четырех сторон, т. е. по
высоте сечения и по его ширине (рис. 6).
Для этой цели имеется, кроме системы рабочих валков,
расположенных, как у обычных планетарных станов, горизон-
тально, еще вторая система таких же валков, но расположен-
ных вертикально.
Сепараторы горизонтальных и вертикальных рабочих вал-
ков, связаны между собой зубчатой передачей, обеспечиваю-
щей поочередное прохождение по прокатываемому металлу
пары то горизонтальных валков, то вертикальных.
Стан, состоящий из рабочей клети рассмотренной конст-
рукции и из расположенной перед нею подающей клети, мо-
18
жет прокатывать заготовку с общей вытяжкой за один проход,
доходящей до 80, т. е. он в состоянии выполнить ту же самую
задачу, что и непрерывный стан, имеющий около 8—12 кле-
тей.
Рис. 6. Схема планетарного стана (системы А. И. Целикова и В. В. Но-
саля) с двумя системами рабочих валков, расположенных горизонтально
и вертикально
Опытный стан, работающий по указанной схеме, совме-
щенный со стороны входа с машиной для непрерывной раз-
ливки радиального типа, а со стороны выхода — с непрерыв-
ным трехклетевым станом для перекатки квадратного сече-
ния в круглую проволоку, ВНИИМЕТМАШ построил и ис-
пытал. Весь процесс происходит непрерывно, т. е. отливка
слитка из малоуглеродистой стали (С ~ 0,4 %) сечением
40X30 мм, затем прокатка этого непрерывного слитка напря-
мую в один проход на планетарном стане в квадрат
сечением 8X8 мм, т. е. с вытяжкой более 15 (рис. 7) и далее
на трех клетях в проволоку диаметром 6 мм (рис. 8).
Проведенные исследования этих образцов дали вполне
Удовлетворительные результаты: разрывов или следов зака-
та обнаружено не было, образующиеся усадочные раковины
пРи кристаллизации слитка при дальнейшей прокатке полно-
стью заваривались. Механические свойства при этом оказа-
2*	19
лись более высокими, чем для обычной прокатанной стали.
На основании выполненных опытов можно сделать вывоз
о реальной возможности совмещения непрерывного литья
стальной заготовки с последующей ее прокаткой указанным
способом сразу при выходе из кристаллизатора без проме-
жуточной разрезки слитка и нагрева. Такого рода процесс
Рис. 7. Недокатанный образец на планетарном стане. Исходное сечение
31X31 мм, конечное — 8X8 мм
Рис. 8. Бунт проволоки 0~5,5 мм из малоуглеродистой стали, прокатан-
ный на опытном агрегате с совмещенными процессами непрерывного
литья и прокатки
2G
является вполне рентабельным для производства стальной
катанки, и он, несомненно, в ближайшие годы найдет при-
менение.
Представляется также целесообразным совмещение про-
катки с непрерывным литьем стали путем установки у ма-
шин радиального типа вместо тянущих и правильных роли-
ков несколько малогабаритных клетей. Такого рода агрегат
является выгодным при производстве квадратных заготовок
сечением менее чем 120X120—150X150 мм и круглых диа-
метром менее 150—200 мм. В этом случае будет происходить
отливка крупных сечений, допустим не менее 180X180 мм, а
дальнейшее уменьшение размеров или получение круглого
сечения будет осуществляться в малогабаритных прокатных
станах, примыкающих ко вторичной зоне кристаллизации.
Экономические расчеты свидетельствуют, что несмотря на
низкие скорости эксплуатации этих станов, такого рода агре-
гаты обладают большой эффективностью благодаря устра-
нению передела слитков в заготовку и непрерывности про-
цесса.
ЛИСТОВЫЕ СТАНЫ
В общем объеме производства стального проката доля
листового проката на протяжении последних лет в СССР со-
ставляет 36—38%.
В связи с возрастающей потребностью в листовой стали,
и особенно тонколистовой, во многих отраслях промышлен-
ности и, в частности, при производстве легковых автомоби-
лей и разных конструкций гнутых профилей, сварных труб,
консервной тары, холодильников и др., в ряде капиталисти-
ческих стран доля листового проката достигла 50—65%. В
ближайшие годы, несомненно, потребность в листовом прокате
в СССР будет возрастать интенсивнее по сравнению с сорто-
вым прокатом.
Можно предполагать, что доля листового проката увели-
чится к 1975 г. до 42—45%, а к 1980 г. — до 50—55%.
В связи с этим в станостроении строительство листовых
станов в ближайшие годы должно стать доминирующим.
Эта особенность станостроения относится не только к ста-
нам для черной металлургии, но также и к станам для цвет-
ной металлургии, где развитие производства проката будет
происходить главным образом за счет расширения выпуска
листовой продукции, так как сортовые профили, за исключе-
нием катанки, и в дальнейшем будут производиться в основ-
ном прессованием.
Главная особенность всех новых листовых станов как
Для стали, так и для цветных металлов должна характери-
зоваться:
21
1. Применением напряженных клетей или других конст-
рукций с автоматическим регулированием межвалкового рас-
стояния, обеспечивающих повышенную точность прокатывае-
мых листов по длине и ширине. О целесообразности усовер-
шенствования станов в этом направлении можно судить из
следующего расчета.
Для горячекатаных листов толщиной 4—10 мм поле до-
пусков по ГОСТу составляет 10—25% от толщины.
Благодаря улучшению конструкции стана и повышению
точности прокатываемых листов, несомненно, это поле допус-
ков можно уменьшить в два раза, т. е. довести его до 5—
12%. Тогда за счет использования существующего отрица-
тельного поля допусков можно получить при той же площади
прокатываемых листов следующую экономию металла
(рис. 9):
Рис. 9. После допусков толщины горячекатаных листов.
а — по ГОСТ—10—25%; б — при автоматической системе
регулирования толщины поле допусков может быть умень-
шено не менее чем в два раза;
$1 — средняя толщина прокатываемых листов при поле допу-
сков по ГОСТ; s2—средняя толщина прокатываемых листов
при сокращенном поле допусков; э — средняя экономия в тол-
щине прокатываемых листов (пропорциональная возможной
экономии металла)
2. Регулирование по ходу прокатки профиля (бочкообра-
образности) валков с целью получения лучшей плоскостно-
сти листов и увеличения продолжительности эксплуатации
валков. Одно из направлений решения этой задачи в станах
кварто — применение противоизгиба рабочих валков [1], [2].
22
Экономические расчеты свидетельствуют, что наиболее
эффективными станами для производства листов как из ста-
ли, так и из алюминиевых сплавов являются широкополосо-
вые непрерывные или полунепрерывные станы [3]. По срав-
нению с другими типами станов эти станы более выгодны как
по эксплуатационным расходам, так и по первоначальным
удельным затратам. Это объясняется меньшим расходным
коэффициентом, большей производительностью стана, а сле-
довательно, и труда, меньшим весом оборудования, приходя-
щимся на единицу выпускаемой продукции, и другими фак-
торами.
В связи с этим рулонная сталь, т. .е полученная на широ-
кополосовых станах, обычно на 7—10% дешевле по сравне-
нию с такой же сталью, но в отдельных листах, полученных
на станах типа тандем.
К этому следует еще добавить, что качество листов, про-
катанных на широкополосовых станах как по допускам, так
и по чистоте поверхности выше, чем на станах типа тандем.
На современных широкополосовых станах допуск по тол-
щине прокатываемой полосы обеспечивается в пределах
±0,05 мм, а по ширине — не более ±19 мм. Механические
свойства металла полосы соответствуют требованиям, равно-
значным требованиям к металлу, подвергнутому термичес-
кой и термомеханической обработке.
В отношении веса оборудования листовых станов для ста-
ли имеются следующие данные [4]:
вес оборудования широкополосового непрерывного стана
составляет 40000 т при годовой производительности стана
3,25—3,65 мгт, а толстолистового (типа тандем) 50000—
60000 т при годовой производительности стана 1,5 мгт.
Таким образом, выпуск продукции с одной тонны обору-
дования равен:
у широкополосового стана 81—91 т/т год,
у толстолистового стана типа тандем 25—30 т/т год.
Интересно также привести экономическое сопоставление
широкополосовых станов со станами для штучной или пакет-
ной прокатки тонких стальных листов, которые иногда еще
находят применение. Вследствие того, что на современных ши-
рокополосовых станах производительность труда значительно
выше (в 20—30 раз), чем на станах для пакетной прокатки
листов, а расходный коэффициент намного меньше, себесто-
имость листов при прокатке на широкополосовых станах око-
ло 53 руб/т, а пакетным способом 120 руб/т.
Принимая во внимание, что общая стоимость широкопо-
лосового непрерывного стана 2000 (со зданием) производи-
тельностью 3 мгт в год (считая ее при прокатке листов тол-
щиной 1,5 мм) около 130 млн. руб., следует, что стан должен
себя окупить в течение:
23
130000000
------------------— 0,64 г,
(120 - 53).3000010
т. е. стан себя окупает за восемь месяцев.
В связи с большими преимуществами широкополосовых
станов наблюдается за последние годы стремление к расши-
рению сортамента прокатываемых полос как в сторону уве-
личения их толщины, так и ширины. На некоторых новых ста-
нах толщина прокатываемых стальных полос, сматываемых
в рулоны, увеличена до 14 мм и имеется тенденция ее повы-
сить до 16 мм и более. Вновь строящиеся станы характери-
зуются также повышенной длиной бочки валков. Примерно до
1965 г. преимущественно строились широкополосовые станы
с длиной бочки валков 2000—2030 мм. За последние годы
широкополосовые станы большей частью строятся с длиной
бочки валков 2135—2285 мм. К числу этих станов, например,
относятся: три стана в США, введенных в действие в 1968 г.
(стан 2135 на заводе «Юнайтед Стейтс стил» в Гейри, стан
2135 на заводе «Индиана Харбор» фирмы «Янгстаун шит энд
тьюб» и стан 2185 на заводе «Армко стил» в Мидлтауне) и
четыре строящихся стана (стан 2135 на заводе «Рипаблик
стил» в Кливленде; стан 2285 на заводе «Явата Айрон энд
Стил Кимицу воркс» (Япония), стан 2235 в Голландии и стан
2235 на заводе «Эсперанс Лондо» (Бельгия).
Аналогичные примеры можно привести также и в области
строительства станов для прокатки алюминиевых сплавов.
На основании изложенного, несомненно, можно считать,
что наиболее эффективным направлением дальнейшего уве-
личения производства стальных листов и листов из алюмини-
евых сплавов в СССР является строительство широкополосо-
вых непрерывных и полунепрерывных станов с длиной бочки
валков 2200—2300 мм.
Следующая характерная особенность новых широкополо-
совых станов — это из года в год продолжающееся увеличе-
ние веса прокатываемого сляба, а следовательно, и рулона.
10—12 лет тому назад обычным весом прокатываемого руло-
на считался 8—15 т для стали, 2—4 т — для алюминиевых
сплавов. За последние годы вес стального рулона увеличен
до 34—43 т, а из алюминиевых сплавов — до 20 т.
Производство слябов методом непрерывного литья откры-
вает неограниченные возможности увеличения веса слябов и
поэтому следует ожидать, что процесс повышения веса про-
катываемых рулонов будет продолжаться и далее.
Вновь строящиеся листовые станы, несомненно, должны
работать только на слябах, отлитых непрерывным методом,
и вес прокатываемых рулонов целесообразно довести для
стальных листов до 25—30 т для тонких листов толщиной
24
1,5 мм, до 60—70 т для толстых листов толщиной 6—18 мм
и до 80—100 т для листов из алюминиевых сплавов.
Выбор скорости прокатки и определение производитель-
ности стана должно основываться на оптимальной темпера-
туре конца прокатки в интервале 830—950° в зависимости
от марки стали. На выходном рольганге необходимо интен-
сивное дальнейшее охлаждение полосы путем ее душирова-
ния, чтобы температура сматывания была не выше 550—600°
для углеродистых и 500° для низколегированных сталей [5].
Эти два условия должны приниматься в основу проекти-
оования широкополосовых станов, так как только в этом слу-
чае будут полностью использованы преимущества этих ста-
нов, и качество рулонной стали будет выше, чем стали, про-
катанной на станах типа тандем.
К сожалению, это обстоятельство не всегда принимается
во внимание и технологический процесс прокатки осущест-
вляется в зависимости не от требуемого температурного режи-
ма и получения рулонной стали высокого качества, а от воз-
можной пропускной способности печей и скорости вращения
залков стана, руководствуясь основной задачей — прокатать
как можно больше тонн металла.
Главная отличительная особенность нового широкополо-
сового стана для стали будет состоять в наиболее рациональ-
ном его сочетании с машинами непрерывного литья слябов.
Для этого, очевидно, стан целесообразно расположить в об-
щем здании с машинами непрерывного литья, а следователь-
но, и с конвертерами, с которыми он будет представлять
единый технологический комплекс, рассчитанный на произво-
дительность стана около 8 мгт в год, что примерно соответ-
ствует производительности четырех конвертеров (считая,
что один из них является резервным) емкостью по 250 т.
Возможно, этот технологический комплекс окажется це-
лесообразным дополнить двумя доменными печами емкостью
по 4000 ж3, производительностью, необходимой для обеспече-
ния чугуном указанных конвертеров.
Сочетание стана с машинами непрерывного литья долж-
но характеризоваться:
Во-первых, общей транспортной системой для слябов, со-
стоящей из рольгангов и трансферкар. Необходимо, чтобы
эта система обеспечивала непрерывную и быструю доставку
горячих слябов к методическим печам стана. Чистку слябов
выгоднее производить огневым методом в потоке стана после
первой черновой клети.
Во-вторых, возможно более ограниченным сортаментом
слябов, поступающих на стан. Переход с отливки слябов од-
ного сечения на другое требует смены или перестройки более
12—20 кристаллизаторов и вторичных зон кристаллизации,
*г е. этот переход значительно сложнее, чем при прокатке
25
слябов на слябинге. Кроме того, при уменьшении ширины
отливаемых слябов возникает соответствующее снижение
производительности машин.
Решение этой задачи может осуществляться двумя спосо-
бами: созданием соответствующего резерва машин непре-
рывного литья или созданием такого стана, который мог бы
прокатывать листы достаточно широкого сортамента из сля-
бов одного сечения.
В первом случае потребуется двойное количество машин
непрерывного литья из расчета, что пока одна часть машин
работает, вторая перестраивается на другой размер слябов.
Во втором случае сильно усложняется черновая группа
стана, но такой стан был бы идеальным листопрокатным ста-
ном, спаренным с машинами непрерывного литья.
В принципе создание такого стана возможно, если, напри-
мер, у стана предусмотреть черновую реверсивную клеть с
мощными вертикальными валками или две спаренные ревер-
сивные клети, которые в состоянии в пять—семь проходов
уменьшить толщину сляба допустим с 350—400 до 200—
250 мм и ширину с 2000 до 1200—1500 мм.
Принимая во внимание, что в этом случае количество тре-
буемых машин непрерывного литья уменьшается почти в два
раза, т. е. можно ограничиться примерно 12-тью ручьями,
стан этого типа в отношении капитальных затрат, несомнен-
но, окажется выгодным.
Для полного удовлетворения растущей потребности на-
родного хозяйства в стальных листах толщиной менее 16 мм
и шириной менее 2300 мм, видимо, потребуется в ближайшие
пять—восемь лет постройка трех-четырех станов этого типа
с разной длиной бочки валков в пределах 2—2,5 м.
Благодаря принципиальной возможности отливки более
широких слябов, чем 2—2,2 м, несомненно, окажется эконо-
мически оправданным применение полосовых полунепрерыв-
ных станов для листов шириной 2,5—3,3 м. Целесо-
образность постройки такого стана подтверждается опытом
эксплуатации пущенного несколько лет тому назад стана
2690/3100 на заводе «Алгома Стил» в Канаде.
Одновременно со строительством указанных широкополо-
совых станов неотложной задачей является также создание
толстолистового стана для прокатки листов шириной свыше
4—4,5 м. Длину бочки валков этого стана целесообразно вы-
брать равной 5 м, из расчета возможности прокатки листов
наибольшей шириной, насколько это позволяет железнодо-
рожный габарит (4,6 м). Диаметры валков тогда следует
принять: опорных 1,8—2 м, а рабочих— 1,2 м.
Наибольшая длина прокатываемых листов до 35—40 м.
На стане должна производиться прокатка листов как из
слябов, отлитых непрерывным методом, так и из кованых
26
слябов в случае прокатки толстых листов или если сталь вы-
соколегированная и для ее обработки требуются более высо-
кие степени деформации.
ЗАГОТОВОЧНЫЕ И СОРТОПРОКАТНЫЕ СТАНЫ
Заготовочные непрерывные станы классического типа, ко-
торые принято устанавливать за блюмингами, вряд ли будут
иметь значение в дальнейшем развитии станостроения, так
же как и блюминги.
Вместо этих комплексов, как об этом отмечалось выше,
будут находить широкое применение машины непрерывного
литья. В тех случаях, когда требуются заготовки небольших
сечений, менее чем квадрат 150X150 мм или круг диаметром
менее 150—200 мм, их производство целесообразно путем от-
ливки более крупных сечений и последующей прокатки в ма-
логабаритных клетях, установленных сразу за кристаллиза-
торами. Такого рода агрегаты для производства заготовок
как квадратного сечения от 50Х$0 до 150X150 мм, так и
круглого диаметром от 80 до 160 мм, несомненно, должны
получить широкое применение вместо заготовочных станов
классического типа.
В области станостроения для производства сортового ме-
талла в СССР за последние годы были достигнуты сущест-
венные успехи. К ним следует отнести:
1.	Крупносортный стан 600 производительностью 1,6 мгт
в год, созданный Ижорским заводом и работающий на Ком-
мунарском заводе.
2.	Среднесортный полунепрерывный стан 350 производи-
тельностью 0,9 мгт в год, изготовленный заводом им. Тель-
мана (ГДР) по техническому проекту ВНИИМЕТМАШа.
Всего построено два таких стана: первый работает на Чере-
повецком заводе, а второй — на Днепродзержинском.
3.	Мелкосортный непрерывный стан 250 производительно-
стью около 0,8 мгт в год, изготовленный заводом им. Тель-
мана по техническому заданию Гипромеза и ВНИИМЕТМА-
Ша. Станы изготовлены в нескольких экземплярах и успешно
работают на Криворожском и других заводах.
Несмотря на эти достижения, образовался вакуум в от-
ношении среднесортных непрерывных станов, на которых
нозможна прокатка профилей с меньшей толщиной стенки.
Произошли значительные задержки в реализации техни-
ческих проектов, выполненных ВНИИМЕТМАШем около ше-
сти лет назад, сортовых непрерывных станов 450 и 350. Не-
сомненно, строительство этих станов должно быть ускорено.
При их проектировании приняты интересные решения по ав-
томатизации смены валков и полной механизации отделоч-
ньтх операций и контролю готового проката. Но все это оста-
27
лось нереализованным и, следовательно, неопробованным на
практике.
В связи с растущей потребностью в бунтовом прокате
круглого сечения диаметром более 20 мм (до 40 мм) и ос-
воением калибровки этого металла на барабанных воло-
чильных станах, выявляется необходимость постройки для
этого вида проката специального сортового стана. Этот стан,
очевидно, должен быть непрерывным с диаметром валков
около 300 мм, с выпуском всего проката, аналогично прово-
лочному стану, только на моталки, и следовательно, с холо-
дильником лишь для бунтов. Техническое предложение на
такой стан несколько лет назад было разработано ВНИИ-
МЕТМАШем.
При конструировании любых типов сортовых станов
главное внимание должно быть уделено двум проблемам:
1) повышению точности прокатываемых профилей и 2) улуч-
шению механизации и автоматизации по контролю качест-
ва проката, его отделки и упаковки.
В отношении повышения точности прокатываемых профи-
лей наиболее перспективным направлением является приме-
нение напряженных рабочих клетей.
В этом случае в нагруженных элементах клети заранее
создаются значительные упругие деформации, и благодаря
этому неизбежные изменения усилий на валки при прокатке
в меньшей степени влияют на эту деформацию и, следова-
тельно, на межвалковое расстояние.
Длительный опыт применения жестких клетей, созданных
ВНИИМЕТМАШем, на сортовых станах 250 и 350 Донецко-
го металлургического завода и на стане 300 Чепельского
комбината (Венгрия) свидетельствует, что поле допусков
удается сократить более чем в 1,5 раза. Например, на Че-
пельском комбинате благодаря этим клетям поле допусков
для круглого профиля диаметром 14 мм было сокращено с
0,816 до 0,354 мм.
Этот опыт подтверждает, что весьма целесообразно сор-
товые профили, не подвергаемые в дальнейшем прокатке или
волочению, прокатывать на напряженных клетях. В этом
случае за счет сокращения положительного поля допусков и
использования существующего отрицательного поля достига-
ется экономия металла для мелкосортных профилей около
2% и для среднесортных — около 1%.
Из большего количества разных конструкций напряжен-
ных клетей наибольшего внимания заслуживает клеть, у ко-
торой подушки или валки постоянно прижаты действием гид-
равлических цилиндров постоянным усилием, превышающим
наибольшее усилие при прокатке (рис. 10 и 11).
Регулирование межвалкового расстояния в этом случае
производится или специальным механизмом, распирающим
28
подушки (см. рис. 10), или переточкой калибра (см. рис.
11), если сжаты валки. В этой конструкции усилия в стани-
нах постоянны, они зависят от усилий гидравлических ци-
линдров и не изменяются от усилий на валки при прокатке.
Следовательно, на жесткость клети не влияет жесткость ста-
нин, а она зависит лишь от изгиба валков и от изменения
упругой деформации сжатых элементов, вследствие их час-
тичной разгрузки под действием усилия на валки при про-
катке, т. е.
_Д2= Qzl£z==p
FE FE	FE
где Д1 и Д2 — соответственно упругая деформация сжатых
элементов при Р = 0, т. е. при отсутствии ме-
талла между валками во время прокатки и при
его наличии;
Q — усилие гидравлических цилиндров;
I — расстояние между точками приложения рав-
нодействующих сил в подшипниках валков;
F —условная средняя площадь сечения сжимаю-
щих элементов на участке I;
Е —модуль упругости.
Рис. 10, Схемы напряженных рабочих клетей:
2—дуо; б — кварто; 1 — гидравлический цилиндр; 2 — ме-
ханизм, распирающий подушки
29
Таким образом для повышения жесткости целесообразно
детали на участке / (см. рис. 10, а) делать возможно боль-
шей жесткости.
В тех случаях, когда жесткость
достигается непосредственным сжа-
тием реборд валков (см. рис. 11),
упругая отдача будет еще меньше.
Если пренебречь влиянием изгиба вал-
ка на участке между ребордами, то
тогда разница в упругой деформации
сжатия при отсутствии металла меж-
ду валками и во время прокатки бу-
дет
Рис. И. Схема напря-
женной рабочей клети с
прижатыми ребордами
валков:
/ — гидравлические ци-
линдры
где b —ширина реборды (см. рис.
н);
pi и Ц2 — коэффициенты Пуассона
прокатываемого металла и
валков;
£1 и Е2 — модули упругости.
Для того чтобы судить о возможной точности прокатки
этим методом, подсчитаем изменение упругой деформации
при входе металла в валки. Примем: изменение давления на
реборды — 1000 кг/мм, материал валков — сталь
А, -	1000-2 (	0,3 А == 0.0264 мм.
\ 17-22-104 /
Если давление на валки во время прохода будет менять-
ся, допустим, в пределах 1:1,3, то следовательно, поле до-
пуска при соответствующей обработке валков будет обеспе-
чиваться менее 0,01 мм.
Жесткость рабочих клетей сортовых станов необходима
не только между центрами валков, но также и в осевом на-
правлении. Это обстоятельство убедительно подтвердили ис-
следования, проведенные ВНИИМЕТМАШем (Калини-
ным В. П. и Бурлачковым Ю. П.), которые показали, что
осевые зазоры в подшипниках валков, а также упругая дефор-
мация элементов клети, удерживающих валки от осевых сме-
щений, существенно снижают точность прокатки многих про-
филей, и в том числе круглых. В связи с этим для повышения
точности прокатки рекомендуется валок в одном из подшип-
ников закреплять без осевого зазора, а установочные при-
способления в осевом направлении делать более жесткими.
30
ПРОВОЛОЧНО-ПРОКАТНЫЕ СТАНЫ
Проволочно-прокатные станы за последние годы были
подвергнуты существенному усовершенствованию. Во-первых,
продолжалось увеличение веса прокатываемых бунтов в це-
лях повышения производительности не столько самих про-
волочно-прокатных станов, сколько при последующей обра-
ботке проволоки волочильных станов. Так, например, у про-
волочно-прокатного стана, созданного Электростальским за-
водом тяжелого машинострония и работающего на Енакиев-
ском заводе, вес бунта доведен до 650 кг, у мелкосортнопро-
волочного стана, строящегося в Джорджтауне (США), на-
мечается прокатывать бунты весом до 1 т, а на стане фирмы
«Бетлехем стил» в Спарроус Пойнте (США) предусмотрена
прокатка катанки в бунтах весом до 1,36 т.
Следующее усовершенствование относится к применению
сорбитизации проволоки, повышающей ее качество и снижа-
ющей отходы на окалину. Наибольшее распространение по-
лучила сорбитизация витков проволоки на пластинчатом кон-
вейере [9].
Этот способ сорбитизации, однако, не обеспечивает равно-
мерного охлаждения проволоки в местах соприкосновения
одного витка с другим. В связи с этим появились машины,
где витки проволоки при охлаждении не касаются друг друга.
Несомненно, что подобного рода машинами для сорбити-
зации должны быть оснащены не только новые проволочно-
прокатные станы, которые будут строиться в ближайшие го-
ды, но также и некоторые существующие.
Наибольшее внимание у новых проволочно-прокатных ста-
нов привлекает это начавшееся несколько лет назад приме-
нение для каждой нитки своей группы малогабаритных чис-
товых клетей — клети в этих группах расположены вплот-
ную одна к другой, без кантующих проводок. Число клетей
около десяти.
Эти малогабаритные клети делаются двух разных типов
Фирма «Кокс» (ФРГ) разработала эти клети трехвалко-
выми, по типу клетей трубопрокатного редукционного стана
(рис. 12 и 13). Оси валков смежных клетей смещены на 60°.
Фирма «Морган» (США) применяет чистовые группы, со-
стоящие из клетей дуо, валки которых расположены пооче-
редно под углом 45°к горизонтальной плоскости в одну и
Другую сторону (рис. 14 и 15). Диаметр валков около
160 мм. Скорость выхода прокатываемой проволоки у этой
гРуппы по проекту должна доходить до 51 м!сек. По литера-
турным данным, фактически скорость выхода применяется
около 40—45 м{сек. Рабочие клети этой группы делаются с
к°Нсольным расположением валков (рис. 16). Валки в виде
31
Рис. 12. Группа чистовых трехвалковых клетей проволочно-прокатного
стана
Рис. 13. Схема формоизменения профиля при прокатке проволоки в трех-
валковых клетях
шайб надеваются на конические концы валов, поэтому их
смена облегчена. Расстояние между валками регулируется
специальным механизмом путем поворота подушек, наруж-
ная поверхность которых сделана эксцентрично по отноше-
нию находящихся в подушках подшипников валков (рис. 17).
Эти малогабаритные чистовые группы клетей, особенно с
клетями дуо, получают большое распространение и, несом-
ненно, должны находить применение не только на всех новых
проволочно-прокатных станах, но также и на существую-
щих.
Здесь следует заметить, что в 1956 г. ВНИИМЕТМАШ
также пришел к выводу, выполняя проект проволочно-про-
катного стана, о целесообразности повышения скорости про-
катки проволоки до 60 м!'сек [6].
Для производства катанки из цветных металлов наиболее
экономически выгодными станами являются станы, где про-
цесс прокатки совмещен в одну поточную линию с непрерыв-
32
Рис. 14. Группа из 10 чистовых двухвалковых клетей проволочно-прокат-
ного стана:
1 — прецизионные конические зубчатые колеса; 2 — верхний главный рас-
пределительный вал; 3— прецизионные косозубые шестерни; 4 — устано-
вочный винт для развода валков; 5—защитный экран, снабженный про-
тивовесом; 6 — дверца смотрового люка; 7 — трехступенчатая ускоряющая
передача; 8 — узел валков; 9 — валы прокатных валков; 10 — входная ро-
ликовая проводка; 11 — входная стационарная проводка; 12 — проводко-
вый нож; 13— патрубок для прохода воды; 14—защитное смотровое окно
ным литьем, и, таким образом, производство катанки осуще-
ствляется непосредственно из жидкого металла. Как отме-
чалось выше, такого рода агрегаты (см. рис. 3) для алюми-
ниевых сплавов и медной катанки, разработанные ВНИИ-
МЕТМАШем, получают широкое применение в СССР и в
настоящее время серийно изготовляются Алма-Атинским за-
водом тяжелого машиностроения.
Следует полагать, что в ближайшие годы аналогичный
процесс получит также применение и при производстве сталь-
ной катанки. Допустим, если непрерывно отливать слиток се-
Че'Нием 180X160 мм и далее его прокатывать сразу при вы-
ходе из кристаллизатора, то при скорости выхода слитка
°коло 1,8 м!мин скорость в последней клети при прокатке
проволоки 0 5 мм будет:
180 X 160
-— ^44 м!сек,
60
3
Зак. здсп
4
33
Рис. 15. Кинематическая схема передачи вращения валкам группы чистовых клетей проволочно-прокатного стана, изоб-
раженной на рис. 14.
Рис. 16. Рабочая клеть дуо чистовой группы проволочно-про-
катного стана
что соответствует скоростям выхода проволоки у современ-
ных прокатных станов.
Собственно стан в этом случае может состоять из четы-
рех-пяти малогабаритных клетей, устанавливаемых сразу за
вторичной зоной охлаждения, машины для огневой чистки
проката, стана типа планетарного с двумя системами рабочих
валков (см. рис. 6) и восьмиклетевой чистовой группы с диа-
метром валков около 150 мм.
БАЛОЧНЫЕ СТАНЫ
Потребность в двутавровых балках с широкими полками
(до 400 мм и более) непрерывно растет. Применение этих
балок вместо обычных двутавровых снижает расход метал-
ла в среднем на 7—10%.
При ежегодной потребности в двутавровых балках з
СССР около 600 тыс. т применение широкополочных балок
могло бы дать экономию в расходе металла около 40000 т в
ГОД [7].
Кроме того, широкогюлочные балки являются выгодным
профилем для колонн зданий.
3*	36
Рис. 17. Механизм для регулирования межвалкового рассто-
яния
В Японии, Англии и других странах за последние 10 лет
было построено около 26 станов для прокатки балок, из
них только пять станов для прокатки балок высотой свыше
900 мм и три — для балок высотой до 750 мм. Остальные
станы строились для прокатки балок среднего и малого раз-
меров высотой до 500—610 мм — около восьми станов и до
200—400 мм — около девяти станов.
Это объясняется, во-первых, более быстрым ростом пот-
ребности в широкополочных балках малого размера по срав-
36
нению с потребностью в крупных балках, а во-вторых, тем,
что балки крупного размера (примерно от № 60 и выше) вы-
годнее производить радиочастотной сваркой из трех полос
(рис. 18). Этот метод изготовления балок испытан в про-
мышленных условиях в Японии и сейчас получает там широ-
кое применение. Скорость сварки доведена до 1 м!сек.
В СССР также намечено осуществить производство ши-
рокополочных балок с применением радиочастотной сварки.
Первый такой стан для балок высотой до 1100 мм и шири-
ной полки до 400 мм сейчас проектируется ВНИИМЕТМА-
Шем, Институтом электросварки им. Патона и Гипросталью.
Он должен быть установлен на Коммунарском заводе.
На стане предусматривается также производство асим-
метричных и бистальных профилей, в том числе балок для
путей подвесного транспорта. Возможность производства та-
кого рода профилей является существенным достоинством
балочно-сварочных станов по сравнению с прокатными ста-
нами, особенно в связи с ожидаемой большой потребностью
асимметричных бистальных профилей для подвесного тран-
спорта, у которых одна из полок, по которой двигаются коле-
са, должна быть уже и сделана из более твердой стали, чем
остальная часть балки.
Несомненно, что в дальнейшем производство широкопо-
лочных балок (от № 60 и выше) должно развиваться путем
их сварки, а не путем прокатки.
Для производства балок средних и малых размеров (до
№ 60 или до № 40) вполне целесообразно строительство спе-
циализированного стана либо реконструкция существующего
рельсобалочного стана, работающего на заготовках, отлитых
непрерывно, вместо стана с крупными обжимной и универ-
сальными клетями, намеченного к строительству на Нижне-
Тагильском металлургическом комбинате.
Одновременно должен быть также изучен вопрос об из-
готовлении широкополочных балок методом гнутья из широ-
кой полосы. Фирма «Рипаблик Стил» (США), организовав-
шая у себя производство балок этим методом из холоднока-
таной полосы, считает, что стоимость таких балок ниже, чем
катаных. (Очевидно не тонны, а погонного метра в резуль-
тате большей прочности гнутых балок по сравнению с прока-
танными) .
ТРУБНЫЕ СТАНЫ
Ввиду растущей потребности в СССР в стальных трубах,
Равным образом, в связи с намеченным строительством мощ-
ных газопроводов и нефтепроводов, а также интенсивной
Разработкой новых нефтяных месторождений, производство
стальных труб в ближайшие годы должно развиваться более
Ускоренно по отношению к общему производству проката.
37
2
Рис. 18. Схема стана для производства двутавровых балок радиочастотной сваркой;
1 — разматыватель; 2 — правильная машина; 3 — направляющие ролики; 4 — накопитель полок фланцев балок;
5 —. сварочные машины; 6 — пила
Можно предполагать, что производство труб к 1975 г. долж-
но вырасти по сравнению с 1970 г. примерно на 30—40%, а
к 1980 г.— на 70—80%.
При этом главное внимание будет уделено повышению
прочности труб и увеличению выпуска тонкостенных труб и
труб с нанесенными защитными покрытиями.
Доля выпуска сварных труб, которая сейчас составляет
около 53%, должна в дальнейшем из года в год увеличи-
ваться. Большое значение в развитии производства газопро-
водных труб будет иметь решение о переходе с максималь-
ного рабочего давления 55 на 75 атм. В связи с этим преду-
сматривается применение термической обработки или исход-
ной полосы или сваренных труб с тем, чтобы предел прочно-
сти металла труб довести до 75—80 кг! мм2 с учетом эксплу-
атации таких труб в северных районах страны.
Производительность газопровода в зависимости от его па-
раметров и свойств газа, как известно, выражается форму-
лой
Q = А(№р

где Q — производительность газопровода;
Л — коэффициент;
d — внутренний диаметр газопровода;
р — рабочее давление;
8 —степень расширения газа в газопроводе;
Л — относительный удельный вес газа по воздуху;
Lp и гср—средние на длине участка газопровода температу-
ра газа (0°К) и коэффициент сжимаемости;
L — длина участка газопровода.
Из этой формулы следует, что производительность газо-
провода прямо пропорциональна рабочему давлению газа и
пропорциональна диаметру газопровода в степени 2,6. По-
этому одновременно с повышением давления газа имеется
стремление для увеличения производительности газопровода
и повышения также и других технико-экономических пока-
зателей, и в том числе диаметра газопровода до 1600 мм и
Даже 2000—2500 мм (рис. 19).
В связи с увеличением давления газа предполагавшиеся
к строительству сверхмощные газопроводы диаметром 2,5 м,
возможно, будут заменены газопроводами несколько мень-
шего диаметра. При повышении рабочего давления с 55 до
'5 атм диаметр газопровода для той же производительности
т°пда должен быть уменьшен с 2,5 примерно до 2—2,2 м.
Кроме этих сверхмощных газопроводов будут находить
также широкое применение газопроводы диаметром 1420—
•39
1620 мм. Создание станов для массового производства сталь-
ных труб для газопроводов указанных диаметров на рабо-
чее давление 75 атм будет являться одной из самых главных
задач трубного станостроения.
НиШ 1600 1800 2000 2200 2000 2500 Ду, мм
Рис. 19. Относительные технико-экономические показа-
тели линейной части магистральных газопроводов в за-
висимости от его диаметра — технико-экономические
показатели газопровода диаметром 1200 мм приняты
равными единице:
1—производительность; 2—капиталовложения; <?—-ме-
талловложения; 4 — капиталовложения, отнесенные к
единице производительности; 5 — то же, но металло-
вложения
Для производства труб указанных диаметров в настоящее
время рекомендуются и разрабатываются несколько разных
способов:
1.	Формовка из отдельных листов длиной 12 м и шири-
ной, равной в зависимости от диаметра труб половине, одной
трети или одной четверти периметра сечения трубы, с после-
дующей сборкой полученных элементов трубы, дуговой двух-
сторонней сваркой и экспандированием (рис. 20,а).
Для труб диаметром до 2 м, очевидно, можно ограничить-
ся двумя половинками, как это производится на Челябинском
трубном заводе.
Формовка может осуществляться как на прессах, так и
по предложению ЭЗТМ на профилегибочных станах.
2.	Формовка на гибочных вальцах отдельных листов дли-
ной, равной длине периметра сечения трубы, и последую-
щая контактная сварка. В этом случае труба имеет один
40
О
а)	б)
г)
производства сварных труб диаметром 1400—2500 мм:
а — с тремя продольными швами; б — сварка коротких труб с одним продольным швом и с последующей их
стыковкой сваркой; в—спиральная сварка из листов; г—спиральная сварка двухслойных труб из рулонной
полосы
продольный шов, но ее длина равна ширине листа, т. е. по-
рядка 3,2—4 м. Затем эти трубы свариваются встык до дли-
ны около 12 ж и экспандируются (см. рис. 20,6).
3.	Метод спиральной дуговой двухсторонней сварки из
отдельных листов, стыкуемых в бесконечную полосу (см.
рис. 20,в). С точки зрения равного нагружения обоих швов,
как стыкового исходной полосы, так и продольного, целесо-
образно, чтобы эти швы имели одинаковый наклон к оси тру-
бы, т. е. а ^45°.
Тогда оптимальная
метра труб D должна
ширина полосы в зависимости от диа-
быть:
- D . _
COS а
Для трубы диаметром 2 м В-^,Ь м. Но с точки зрения
производительности стана, чем шире полоса, тем выгоднее.
4.	Метод спиральной дуговой сварки двухслойных труб
(см. рис. 20,г). В этом случае в формовочную машину одно-
временно подаются две полосы, наложенные одна на дру-
гую. Ширина обеих полос одинаковая, но углы наклона по-
лос к оси трубы должны немного отличаться в связи с тем,
что диаметр наружного слоя несколько больше внутреннего:
cos а — —
Этот метод был предложен Грум-Гржимайло Н. А.
(ВНИИМЕТМАШ) и осуществлен на опытно-промышленном
стане, созданном ЭЗТМ, СКМЗ, ВНИИМЕТМАШем и Ин-
ститутом электросварки им. Патона и установленном на Но-
во-Московском трубном заводе.
Спиральная сварка является наиболее прогрессивным ме-
тодом, так как шов трубы нагружен меньше, чем основной
металл трубы. Благодаря этому при спиральной сварке
представляется возможным изготовлять трубы более проч-
ными из термически обработанной полосы и без термической
обработки труб, которая вызывает изменение диаметра тру-
бы.
Наибольший интерес из указанных способов представля-
ют двухслойные трубы, так как в этом случае в качестве ис-
ходного материала может быть использована рулонная по-
лоса, прокатанная на широкополосовых станах, которая на
7—10% дешевле по сравнению с отдельными листами, полу-
ченными на толстолистовых станах типа тандем.
Для производства труб средних диаметров примерно от
200 до 800 мм, требующихся главным образом нефтяной, га-
зовой и энергетической промышленности, должны получить
развитие разные способы. Толстостенные трубы из легиро-
42
ванных сталей, главным образом, для паропроводов на сов-
ременных электростанциях целесообразно изготовлять ме-
тодом прессования. Исходным материалом могут служить
пустотелые слитки, полученные или центробежной отливкой,
или электрошлаковым переплавом, разработанным Институ-
том электросварки им. Патона.
Для производства труб со средней толщиной стенки в
пределах от 1:30 до 1:100 от диаметра наибольшее распрост-
ранение будет получать радиочастотная сварка продольного
шва с усовершенствованными способами формовки, позво-
ляющими изготовлять тонкостенные трубы. Пильгерные ста-
ны с прошивными прессами по схеме Калимеса, получившие
за последние годы широкое применение на ряде заводов
СССР, по своим технико-экономическим показателям себя не
оправдали, от введения прошивных прессов расход металла
не снизился. Очевидно, представляется целесообразным
для улучшения работы этих станов осуществить переход на
слитки, отлитые непрерывным методом. Как показали экспе-
риментальные исследования, благодаря однородности метал-
ла, отлитого этим способом, расходный коэффициент суще-
ственно снижается.
Для производства тонкостенных труб с толщиной стенки
менее 1:100 от диаметра (при диаметре трубы 200—800 мм),
требующихся для мелиорации, нефтепроводов и газопроводов
низкого давления, несомненно, должна найти широкое при-
менение спиральная радиочастотная сварка из горячекатаной
или холоднокатаной полосы.
Станы для производства труб этим способом производи-
тельны и весьма просты. Выпуск труб с одной тонны установ-
ленного оборудования у этих станов значительно выше, чем
у станов радиочастотной продольной сварки.
Для производства труб малых диаметров примерно до 150
—200 мм в ближайшие годы будут находить применение аг-
регаты или станы четырех типов:
1.	При производстве толстостенных труб из легирован-
ных сталей и плавниковых котельных труб — агрегаты для
прессования из слитков, отлитых непрерывным методом. В
состав этих агрегатов входят редукционные станы, когда
требуется производить трубы диаметром менее 60—80 мм.
2.	При производстве бесшовных труб, т. е. труб, которые
не могут быть применены сварными, — агрегаты с непре-
рывными длиннооправочными станами, по типу агрегатов
30-102 Перво-Уральского и Никопольского трубных заводов,
Но с несколько увеличенным диаметром и длиной прокаты-
иаемых труб.
Опыт эксплуатации агрегата 30-102 на Перво-Уральском
заводе показал, что при большом объеме производства одно-
типных труб агрегат этого типа является наиболее рента-
43
бельным и он выгоднее агрегатов с короткооправочными ста-
нами (типа Штифеля).
3.	Полунепрерывные трубопрокатные агрегаты конструк-
ции ВНИИМЕТМАШа и ЭЗТМ могут оказаться более выгод-
ными, чем непрерывные агрегаты для производства бесшов-
ных труб при большом количестве заказов разного размера.
Благодаря применению у этих агрегатов станов с короткой
оправкой с двумя последовательно расположенными клетями
вместо одной и исключению при этом клиновых механизмов
возможно получать трубы с меньшей как продольной, так и
поперечной разностенностью.
4.	Трубосварочные агрегаты для продольной радиочас-
тотной сварки с включением в состав этого агрегата растяж-
ных редукционных станов, работающих на бесконечном ре-
жиме, т. е. с поступлением трубы в эти станы сразу после
сварочного стана без их разрезки.
Установка этих редукционных станов дает возможность
повышать производительность агрегатов при производстве
труб малого диаметра (менее 100 мм) при толщине стенки не
менее 1,75 мм.
Для холодного деформирования труб следует ожидать,
что будут иметь большое значение станы для волочения труб
на плавающей оправке по типу станов, получивших широкое
применение для волочения труб из медных сплавов.
ПОЛОСОВЫЕ СТАНЫ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ
Интенсивное развитие в СССР производства легковых ав-
томобилей, консервной тары, холодильников и т. п. вызыва-
ет резкое увеличение потребности в холоднокатаном листе
как из стали, так и из алюминиевых сплавов.
Для удовлетворения этой потребности производство хо-
лоднокатаного листа в ближайшие 5—10 лет должно полу-
чить наибольшее развитие по сравнению с другими видами
проката.
Большое влияние на растущую потребность в холоднока-
таном листе оказывает также и то обстоятельство, что проч-
ность холоднокатаного листа значительно выше горячеката-
ного и его применение взамен последнего в среднем позво-
ляет у потребителя экономить около 30% металла. Стоимость
металла, который при этом экономится, значительно выше
повышенных расходов при производстве холоднокатаных ли-
стов по сравнению с горячекатаными. Расчеты свидетельст-
вуют, что эксплуатационные расходы при производстве хо-
лоднокатаных листов в среднем на 10% больше, чем горяче-
катаных, а капиталовложения на 20—25% больше.
По предварительным данным следует, что для удовлетво-
рения растущей потребности в холоднокатаном листе к
44
1975 г. его производство по сравнению с 1970 г. должно уве-
личиться примерно в 2,5 раза, а к 1980 г. — в 3,5—4,5 раза.
Эти цифры свидетельствуют, что производство станов холод-
ной прокатки в эти годы должно получить наибольшее разви-
тие по отношению к другим видам станостроения.
Основное внимание при конструировании новых холодно-
прокатных станов как для стали, так и для цветных метал-
лов должно быть сосредоточено, так же как станов горячей
прокатки, на необходимости повышения точности прокаты-
ваемых листов и получения лучшей плоскостности.
Решение этой задачи потребует проведения ряда мер, из
которых главнейшими можно считать:
1.	Повысить точность обработки валков и особенно опор-
ных, у которых эксцентриситет, несмотря на их большой диа-
метр, более 1,5 м должен быть сведен до минимума (не бо-
лее 0,02 мм).
2.	Повысить жесткость клетей. Было бы, однако, непра-
вильно полагать, что это повышение жесткости должно осу-
ществляться в направлении увеличения размеров деталей
клети, стоек станины, нажимных винтов, подшипников и т. п.
Большего эффекта, как об этом было сказано выше, можно
достичь, если клеть сделать напряженной (см. рис. 10,6).
3.	Регулирование по ходу прокатки бочкообразности вал-
ков путем противоизгиба и другими способами.
4.	Оснащение станов системами автоматического регули-
рования по типу регуляторов толщины, созданных под ру-
ководством Дружинина Н. Н. и успешно примененных на че-
тырехклетевом стане Череповецкого завода и др. или, если
стан реверсивный — с применением электрогидравлической
системы, разработанной Филатовым А. С. (ВНИИМЕТ-
МАШ).
Широкое применение также должны найти электрогид-
равлические регуляторы толщины, полностью компенсирую-
щие упругую деформацию рабочей клети, действие которых
основано на автоматическом сближении валков посредством
гидравлических цилиндров по мере увеличения усилия на
валки и соответственно упругой деформации рабочей клети.
По сравнению с напряженной рабочей клетью, изображен-
ной на рис. 10, преимущество этой системы состоит в том,
что она может полностью устранить влияние упругой дефор-
мации, в том числе и рабочих валков.
Анализ станов холодной прокатки стальных полос, пост-
роенных за последние годы, свидетельствует, что станы те-
перь преимущественно строят с большей длиной бочки
Палков 2030—2210 мм и при этом осуществляется дальней-
шее увеличение веса рулонов на единицу ширины полосы,
Пела клетей непрерывных станов и скорости прокатки.
45
Около 10 лет назад на станах холодной прокатки обычно
применялись рулоны весом около 10 т на 1 м ширины поло-
сы; у новых станов этот вес увеличен более чем в 2 раза, а
наружный диаметр рулона доходит до 2—2,5 м.
Почти все непрерывные станы холодной прокатки сталь-
ных полос шириной до 2 м теперь строятся не четырехклете-
выми, а пятиклетевыми. Скорость прокатки на этих стана?<
применяется около 28 м[сек, т. е. примерно такой, какая ра-
нее применялась у жестепрокатных станов.
Для жести получают распространение станы повторного
обжатия, где исходным продуктом являются холодноката-
ные рулоны, и в этих станах они прокатываются до значи-
тельно меньшей толщины полосы (менее 0,2 мм, а в некото-
рых случаях менее 0,1 мм). Так, например, на заводе в Фон-
тане фирмы «Кайзер Стил Корп» недавно пущен непрерыв-
ный трехклетевой стан для прокатки жести шириной 1270 мм
и толщиной до 0,076 мм; скорость прокатки до 8,4 м]сек,
каждая клеть приводится электродвигателем мощностью
3700 кет, годовая производительность 250 тыс. т.
Подводя итоги сказанному, можно сделать вывод, что
развитие производства холоднокатаной стали должно идти
главным образом по пути строительства высокопроизводитель-
ных непрерывных пятиклетевых станов с длиной бочки вал-
ков 2000-—2300 мм, на которых можно прокатывать рулон-
ные полосы толщиной не менее 0,25 мм.
Для прокатки более тонких полос, в том числе жести, це-
лесообразно применять станы вторичного обжатия непрерыв-
ные, двух- или трехклетевые.
В станах для прокатки алюминиевых сплавов происходят
аналогичные усовершенствования, как и для прокатки стали,
т. е. повышение точности прокатываемых листов и увеличе-
ние производительности станов путем применения большей
длины бочки валков, повышенной скорости прокатки и уве-
личенного веса рулонов. Так, например, на новых станах вес
рулонов доходит до 20 т, что соответствует примерно такому
же габариту рулона, как из стали весом около 55 т. Можно
полагать, что этот вес не является пределом и что габариты
прокатываемых рулонов будут увеличиваться и дальше.
Для прокатки алюминиевой фольги будут находить при-
менение одноклетевые станы кварто с размером валков от
250/650X1600 до 250/750X2000 мм со скоростью прокатки
15—20 м!сек.
Кроме указанных станов кварто получают также даль-
нейшее распространение многовалковые станы. По данным
мировой статистики в 1968 г. построено всего 17 многовал-
ковых станов с длиной бочки валков от 300 до 1550 мм. Пре-
имущественно эти станы строятся для прокатки из нержаве-
ющих сталей полос толщиной 0,2 мм при ширине 1200—
46
1500 мм и толщиной 0,1 мм при ширине около 350 мм. Ско-
рость прокатки около 8—10 м/сек, хотя есть попытки повы-
сить скорость прокатки в многовалковых станах до 16 м/сек.
СТАНЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СОРТОВОГО МЕТАЛЛА
В ХОЛОДНОМ СОСТОЯНИИ
К этой группе станов относятся станы для производства
гнутых профилей, сортовые станы холодной прокатки и воло-
чильные станы как для калибровки, так и для производства
холоднотянутой проволоки и других профилей.
Применение гнутых, холоднотянутых и калиброванных
профилей, т. е. профилей, подвергнутых так называемому
четвертому переделу, вместо горячекатаных даст возмож-
ность до 30—40% экономить металл и существенно снижать
трудозатраты при использовании этих профилей в машино-
строении. Поэтому в предстоящие годы развитию производст-
ва этих профилей намечено уделить значительно большее
внимание, чем производству горячекатаного сортового ме-
талла. Ожидается, что по сравнению с 1970 г. производство
гнутых профилей к 1975 г. должно вырасти примерно в 3.5
раза, а холоднопрокатанных и холоднотянутых более чем в
2 раза.
Увеличение производства этих профилей вызывает пре-
имущественное развитие и соответствующих видов станост-
роения, т. е. профилегибочных, волочильных и калибровочных
станов и станов для холодной прокатки сортовых профилей
по сравнению с производством сортовых станов для горячей
прокатки.
Профилегибочные станы получают широкое применение
как для стали, так и для алюминиевых сплавов.
В развитии их конкурируют между собой два направле-
ния: профилирование из бесконечного рулона с разрезкой на
требуемые длины профилей после выхода из валков и про-
филирование из отдельных полос, разрезаемых на куски тре-
буемой длины из рулона перед поступлением в профилиро-
вание.
В первом случае упрощается профилировочный инстру-
мент, так как профилирование из бесконечной полосы тре-
бует меньшего числа гибочных калибров, но сдерживается
скорость профилирования из-за ограничений производитель-
ности летучей пилы при последующей резке.
Во втором случае скорость профилирования, а следова-
тельно, и производительность стана может быть выше.
Ввиду сложности гибочного инструмента и особенно в свя-
зи с обширным сортаментом гнутых профилей, все же целе-
сообразнее строить профилегибочные станы, работающие из
Рулона с разрезкой профилей на требуемые длины после про-
Филирования.
47
Для того чтобы при этом из-за резки было меньше поте-
ри производительности стана, целесообразно применять для
разрезания профилей на куски требуемой длины два типа
режущих машин: одна летучая пила, которая может разре-
зать профили при скорости их выхода до 1—1,5 м/сек, а вто-
рая — летучие ножницы, которые могут разрезать профили
практически при неограниченной скорости их движения. В
этом случае профили открытого типа, которые обычно соста-
вляют основную часть сортамента, разрезаются летучими
ножницами и могут, следовательно, профилироваться с повы-
шенными скоростями, а профили закрытого типа должны
разрезаться летучими пилами.
Заслуживает также внимания предварительная надрезка
полосы перед ее профилированием. В этом случае резка пос-
ле профилирования может быть заменена ломкой.
На ближайшие годы СКМЗ и ВНИИМЕТМАШ создают
два типовых профилегибочных стана для стальных профилей
и из алюминиевых сплавов: один стан для профилирования
из полосы шириной от 50 до 300 мм при толщине от 1 до
4 мм, а другой из полосы шириной от 100 до 600 мм при тол-
щине от 2 до 8 мм. Скорость профилирования от 0,5 до
2,5 м/сек, число рабочих клетей 14. Средняя производитель-
ность для стальных профилей первого стана около
50000 т/год, а второго около 200000 т/год.
Для производства холоднообжатых профилей большей
частью применяются волочильные станы и реже прокатные,
так как они требуют более сложного инструмента. Но для
массового производства профилей одного размера прокатные
станы могут иметь преимущества. Они более производитель-
ны и у них отпадает надобность в отходах на концы для за-
хвата клещами. Особенно широкое применение эти станы
получают для производства плоских профилей из медных
сплавов для электропромышленности и из стали для порш-
невых колец двигателей внутреннего сгорания.
В развитии волочильных станов главное внимание должно
быть уделено расширению области применения барабанных
станов и увеличению скорости волочения. Целесообразно по-
высить наибольший диаметр бунтового подката с 25 до35лш.
Благодаря этому существенно увеличивается при протяжке
этих профилей скорость волочения и производительность
труда.
В этом отношении заслуживает большого внимания бара-
банный стан, созданный АЗТМ и ВНИИМЕТМАШем, для во-
лочения стальных профилей из подката диаметром от 16 до
32 мм. Скорость волочения 0,5—2 м/сек, диаметр барабана
1000 мм, усилие до 20 т, вес бунта до 600 кг. Ввиду значи-
тельно более высокой производительности этого стана по
сравнению с цепным, несомненно, что станы такого типа бу-
48
дет целесообразно применять и для подката еще большего
диаметра.
Для профилей некруглого сечения должны найти широкое
применение роликовые волоки напряженной конструкции по
типу разработанных ВНИИМЕТМАШем для Ленинградского
и Череповецкого сталепрокатных заводов и др.
АГРЕГАТЫ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ПРОКАТ
Нанесение различных покрытий на прокат для придания
его поверхности требуемых физико-химических свойств и,
главным образом, для защиты от коррозии с каждым годом
получает все большее и большее распространение.
Так, например, производство стали в США за 1968 г. по
сравнению с 1967 г. увеличилось с 123,4 до 127 млн. т, т. е.
на 2,9%, а производство стального проката с покрытиями
увеличилось на 900 тыс. т, что составляет около 10% обще-
го призводства этой продукции. Аналогичный рост этого про-
изводства был в 1967 г. и ожидается в 1969 г.
Производство алюминиевой полосы с покрытиями в 1968 г.
в США достигло более 400 тыс. т и по сравнению с 1967 г.
оно увеличилось на 25%.
Все процессы нанесения покрытий на прокат, как прави-
ло, осуществляются на металлургических заводах, где в свя-
зи с большими объемами производства создаются более бла-
гоприятные условия для применения высокопроизводитель-
ных агрегатов нанесения покрытий непрерывного действия.
Например, нанесение электроизоляционного покрытия на
трансформаторную сталь, успешно осуществленное на Ново-
липецком заводе, безусловно, оказалось более выгодным, чем
если бы оно производилось на многих, и в том числе неболь-
ших, заводах, потребляющих трансформаторную сталь
За последние годы на металлургических заводах начала
также широко применяться предварительная окраска и ла-
кирование проката, в том числе и сортового, которая предо-
храняет металл от коррозии при перевозке и строительстве
и сильно облегчает окончательную отделку готовой конст-
рукции. В 1968 г. производство проката, предварительно за-
щищенного, в США достигло 400 млн. м2 и ожидается уве-
личение его производства в 1969 г. на 14%.
В связи с большой эффективностью применения во мно-
их отраслях народного хозяйства проката с нанесенными
чаЩитными покрытиями в СССР на ближайшие годы наме-
ается развитие производства этого вида проката более ус-
коренными темпами по сравнению с другими видами метал-
ч пР°Дукции. По предварительным данным, следует ожидать,
вИл ^оиэводство оцинкованного листа, белой жести и других
Дов проката с покрытиями к 1975 г. должно увеличиться
***• ад сп	49
примерно в 2,5 раза, а к 1980 г. — в 4 раза. При этом боль-
шое внимание будет уделено развитию производства проката
с полимерным и различными новыми видами покрытий как
металлическими, так и неметаллическими.
В конструировании агрегатов нанесения покрытий следу-
ет отметить два основных направления.
Первое — это дальнейшее развитие принципа непрерывно-
сти выполнения технологии нанесения покрытий и вытекаю-
щее отсюда стремление к объединению всех операций как по
подготовительной обработке проката, так и по нанесению на
нем покрытий и последующей отделке в одну общую техно-
логическую непрерывную линию. При этом повышается не
только производительность труда, но и снижаются капиталь-
ные затраты, так как в среднем около 30% затрат, расходуе-
мых на сооружение агрегатов нанесения покрытий, уходит
на оборудование для разматывания полос, их правки, петле-
накопителей, повторного сматывания и передачу рулонов от
одного агрегата к другому.
Второе — это быстрое качественное усовершенствование
покрытий, расширение их видов и разработка новых методов
нанесения.
Научно-исследовательские работы в этом направлении да-
ют исключительно огромный экономический эффект. Они от-
крывают неисчерпаемые пути получения новых видов прока-
та с покрытиями, снижения его стоимости, повышения произ-
водительности агрегатов и уменьшения их стоимости.
С каждым годом разрабатываются <и применяются все но-
вые и новые материалы покрытий, к которым следует отнести:
пластизоли на основе полимеров винилхлорида, кремнийор-
ганические смолы и лаки (силиконы), суспензии и лаки на
основе фторированных полимеров и ряд новых металличес-
ких покрытий.
Повышение скорости процесса получения покрытия в не-
прерывных агрегатах достигается применением принципи-
ально новых методов нанесения, сушки.
Например, электроннолучевой нагрев сокращает процесс
отверждения покрытий в десятки раз.
Одним из новых и производительных методов защиты
проката является процесс нанесения покрытий в кипящем
слое с применением электростатического поля. В этом случае
на холодном прокате оседают частицы порошка полимера
под действием электростатических сил. Затем прокат нагре-
вают, частицы порошка оплавляются, образуя прочное, сплош-
ное покрытие.
Перспективным методом является также нанесение по-
крытий на холодный прокат из мономеров с последующей их
полимеризацией и образованием прочной полимерной пленки
непосредственно на прокате.
50
Даже в таком, казалось бы, устоявшемся процессе, как
оцинкование, также непрерывно вводятся нововведения.
Во-первых, старый метод горячего непрерывного оцинко-
вания по схеме Армко-Сендзимира теперь значительно усо-
вершенствован. Введены операции травления перед термооб-
работкой, переход на прямой восстановительный нагрев ме-
талла высокотемпературными продуктами неполного сжига-
ния газа. Применено струйное регулирование толщины цин-
кового слоя, индукционный нагрев ванны цинкования, пла-
стическая обработка оцинкованной полосы и ряд других опе-
раций. Это обеспечило возможность получения горяче-
оцинкованного листа с высокими пластическими свойствами,
необходимыми для штамповки изделий, требующих глубокой
и сложной вытяжки, листа жесткого с прокатным наклепом
и листа с тонким цинковым покрытием и покрытого спла-
вом.
Во-вторых, получили распространение агрегаты электро-
литического оцинкования полосы.
Применение этих агрегатов значительно упрощает полу-
чение листа с высокими пластическими свойствами и обес-
печивает экономию цинка. Этим способом оцинковывают ши-
рокую полосу в США на семнадцати металлургических за-
водах и в Японии на четырех.
Наибольшая производительность агрегатов доведена до
60—70 тыс. т/год при ширине полосы до 1820 мм и скорости
движения около 30 м]мин.
Электролитическое оцинкование начало также применять-
ся как грунтовка перед последующей окраской. В этом слу-
чае толщина цинкового
расход цинка при этом
оцинковании.
В-третьих, появился новый вид покрытия из сплава цин-
ка с никелем, наносимого тоже электролитическим способом.
Стойкость этого покрытия от коррозии в 2 раза больше, чем
нинкового.
В-четвертых, оцинкование получает и должно получить
также большое развитие и для защиты от коррозии других
®идов проката, кроме полос. Оно продолжает усовершенство-
ваться для защиты труб, проволоки и разных строительных
Рофилей и особенно гнутых. Но в последнем случае оцинко-
вание полосы целесообразнее производить перед профили-
рованием.
п ° создании агрегатов для оцинкования проволоки будет
Дви^°Л>Каться стРемление к увеличению числа одновременно
котЖу1Цихся ниток в целях повышения производительности,
°рое на современных агрегатах доведено до 16.
4 *
слоя доводится до 0,25—0,5 мк, т. е.
в 60—100 раз ниже, чем при горячем
51
Большие усовершенствования также происходят и в об-
ласти производства листового металла для консервной тары,
т. е. жести.
Применение электролитического лужения жести вместо
горячего, которое дало возможность снизить расход олова
примерно с 19 до 9 кг/т и последующий переход на произ-
водство электролитически луженой полосы с дифференциро-
ванной толщиной покрытия, которое снизило расход олова
до 6 кг/т, теперь считаются уже давно пройденными этапа-
ми.
В настоящее время усиленно ведутся работы по полной
замене олова другими элементами. Вполне реальным заме-
нителем олова в настоящее время является двухслойное по-
крытие, в котором первый слой — металлический хром (тол-
щина слоя около 0,01 мк), а второй — гидроокись хрома с
защитным лаковым покрытием. Завод «Бетлехем стил» в
Спарроус Пойнте уже приступил к переоборудованию суще-
ствующего агрегата электролитического лужения в агрегат
для электролитического хромирования.
Другим видом покрытия, который получает применение
при производстве консервной тары, является алюминий. Алю-
миний на сталь наносится различными методами: нанесени-
ем в электролитическом поле и напылением в вакууме.
Алюминированные методом погружения в расплав, пуль-
веризацией, плакированием стальные листы могут широко
использоваться также и в других областях. Главное досто-
инство этого вида покрытия — сочетание высокой коррозион-
ной стойкости с жаростойкостью.
Рассмотренные вкратце аспекты развития агрегатострое-
ния для нанесения покрытий на прокат свидетельствуют, что
эта область металлургического машиностроения по характе-
ру выполняемых технологических процессов и по их исклю-
чительно большому разнообразию является наиболее слож-
ной.
Учитывая огромное народнохозяйственное значение этой
отрасли машиностроения и необходимость ее значительно бо-
лее форсированного развития (раза в 2—3 больше других от-
раслей) следует в ближайшие годы ее признать главным зве-
ном в развитии металлургического 'машиностроения.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Целиков А. И., Чекмарев А. П. и др. Улучшение качества горя-
чекатаных полос путем противоизгиба рабочих валков при прокатке.
Сталь, № 5, 1969.
2.	Третьяков А. В. и др. Установка гидравлического профилирования
рабочих валков на дрессировочном стане 1700. НИИИНФОРМТЯЖМАШ,
Металлургическое оборудование, 1-69-12, М.„ 1969.
52
3.	Целиков А. И. Об основных направлениях в проектировании про-
катных и трубных станов в СССР. Сталь, № 10, 1961.
4.	Липухин В. А. Оборудование зарубежных широкополосных станов
горячей прокатки в свете современных требований к качеству листового
проката. НИИИНФОРМТЯЖМАШ, Металлургическое оборудование,
1-69-13, 1969.
5.	Приданцев М. В. и др. Совершенствование технологии горячей
прокатки на непрерывных широкополосных станах. Сталь, № 7, 1969.
6.	Целиков А. И. Автоматизация обработки давлением путем при-
менения непрерывных процессов. Сб. Сессия Академии Наук СССР по на-
учным проблемам автоматизации производства 15—20 окт. 1956 г., Изд.
Академии наук СССР, М., 1957.
7.	Шмельков И. В. и др. Современные зарубежные станы для про-
изводства широкополочных балок. НИИИНФОРМТЯЖМАШ, Металлур-
гическое оборудование, 1-68-19, 1968.
8.	Целиков А. И. Об итогах и задачах отечественного станостроения.
Известия высших учебных заведений. Машиностроение, № 9, 1968.
9.	Дрозд В. Г. Производство мелкосортных профилей и катанки. Сб.
Прокатное и волочильное производство, ВИНИТИ, 1969:
КИСЛОРОДНЫЕ
КОНВЕРТЕРЫ
И А ГРЕГА ТЫ
НЕПРЕРЫВНОЙ
РАЗЛИВКИ-
ПРО К А ТКИ
Инженеры МАЙОРОВ А. И., ЛЕВИН Я. М.,
РЕШЕТОВ В. И., ПОБЕДОНОСЦЕВ А. Н.
и КИСЛИЦИН Е. М.
КИСЛОРОДНЫЙ КОНВЕРТЕР ЕМКОСТЬЮ 100 т
НОВОЙ конструкции
Развитие сталеплавильного производства СССР в послед-
ние годы характеризуется большими темпами строительства
кислородных конвертеров. Только в 1968 г. пущены в эксплу-
атацию два конвертерных цеха с конвертерами емкостью
130 т. Еще один цех с тремя 100-тонными конвертерами пу-
щен в 1969 г. на Челябинском метзаводе. Такое направление
развития объясняется значительными преимуществами кон-
вертерного производства стали, основными из которых сле-
дует считать уменьшение капитальных затрат на 1 т годовой
производительности, низкие расходы по переделу и увеличе-
ние производительности по сравнению с мартеновскими пе-
чами.
С 1962 г. ВНИИМЕТМАШ проводит научно-исследова-
тельские и проектно-конструкторские работы, направленные
на создание надежной и долговечной конструкции конверте-
ра.
Исследования конвертера емкостью 100 т со средней не-
сущей частью корпуса (без опорного кольца) были прове-
54
дены ВНИИМЕТМАШем [1] на Криворожском и Жданов-
ском металлургических заводах. Прочность конвертеров это-
го типа исследовалась также ЮУМЗ на НТМК.
Исследования температурных полей, напряженного состо-
яния и нагрузок на приводы поворота конвертеров емкостью
100 т проведены ВНИИМЕТМАШем в 1966—1968 гг. на Но-
во-Липецком и Криворожском металлургических заводах.
Конвертеры, построенные на НЛМЗ (рис. 1), имеют при-
варенное к корпусу опорное кольцо и навесную тихоходную
Рис 1 V
• Конвертер емкостью 100 т с приваренным к корпусу опорным
/	кольцом (НЛМЗ):
корпус; 2 — привод; 3—футеровка; 4 — приварное опорное кольцо;
5 — опорный подшипник
55
ступень редуктора. Третий конвертер на КМЗ выполнен с от-
дельным опорным кольцом и имеет привод, частично распо-
ложенный под рабочей площадкой и соединенный с цапфой
конвертера шпинделем (рис. 2).
Рис. 2. Конвертер емкостью 100 г с отдельным опорным кольцом КМЗ:
/—корпус; 2 — опорное кольцо; 3— опорный подшипник; 4 — шпиндель:
5 — привод поворота
Температура поверхности корпусов и опорных колец кон-
вертеров замерялась в течение всей кампании приваривае-
мыми хромель-копелевыми термопарами и электромагнитным
термощупом. Замер проводили в плоскости летки и плоско-
сти цапф в 40 точках.
Распределение температуры по корпусу неравномерно, в
меридиальном и окружном направлениях (рис. 3, 4), причем
корпус конвертера с приваренным опорным кольцом в несу-
щей части имеет более высокие температуру и перепады, чем
с отдельным опорным кольцом.
Напряжения в корпусах конвертеров замеряли от рабо-
чей нагрузки и в процессе сушки и разогрева футеровки про-
волочными тензометрами конструкции ВНИИМЕТМАШ (3]с
применением безусилительной схемы и осциллографа ОТ-24.
Напряжения при повороте конвертера от статической на-
грузки (вес корпуса шихты и футеровки) невелики и не
превышают 500 кг/см2. В то же время термические напря-
жения достигают значительных (1800 кг/см2) величин, осо-
бенно в зонах локального перегрева корпуса, что приводит к
56
Рис. 3. Распределение температур по корпусу конвертера в конце
кампании:
/ — НЛМЗ; II —- КМЗ; а — в плоскости летки; б — в плоскости
цапф
57
местным пластическим деформациям и возникновению тре-
щин.
Рис. 4. Распределение температур по опорному кольцу конвертера
НЛМЗ в конце кампании
Опыт эксплуатации показал, что для конвертеров с от-
дельным опорным кольцом местные перегревы и трещины на
корпусе менее опасны, чем для конвертеров с приварным
опорным кольцом.
Нагрузки на приводы поворота замерялись на привод-
ных цапфах конвертеров проволочными тензометрами. Изме-
рение крутящих моментов проводили в течение всего цикла
плавки на конвертерах с новой и выгоревшей футеровкой.
Из анализа осциллограмм следует, что динамическая состав-
ляющая для конвертера с навесной тихоходной ступенью
меньше (28%), чем со стационарным приводом (100%).
Исследования и анализ работы конвертеров показали,что
конструкция их основных узлов нуждается в существенном
улучшении. К таким узлам относятся привод наклона, опор-
ные узлы и крепление корпуса к опорному кольцу.
Привод наклона работает в повторно-кратковременном
режиме и нагружен большими статическими и динамически-
ми моментами. Последние возникают при загрузке и поворо-
те конвертера и срыве настылей с горловины. Наличие зазо-
ров в зубчатых муфтах или шпинделях и значительная дли-
на валопровода приводят к раскачиванию конвертера во вре-
мя продувки и при остановках. Эти же причины приводят к
увеличению частоты динамических нагрузок на привод. Наи-
более распространенным в СССР является привод, выпол-
ненный по схеме конвертер—шпиндель (муфта) — цилинд-
рические редукторы-электродвигатели.
58
Опорные узлы конвертеров работают в условиях большой
запыленности, высокой температуры, значительных статиче-
ских и динамических нагрузок при редком и медленном вра-
щении. На подшипник опорных узлов действуют значитель-
ные осевые нагрузки, возникающие при деформациях опор-
ного кольца и опорных колонн конвертера. Имеет место так-
же несоосность подшипников и перекос их осей, которые яв-
ляются результатом неточностей изготовления, монтажа
крупногабаритных узлов и деформации опорного кольца.
В СССР работают конвертеры трех типов — с отдельным
опорным кольцом, приваренным опорным кольцом и без
него.
Корпус в процессе работы подвергается большим терми-
ческим и механическим напряжениям. Поэтому конвертеры
целесообразнее выполнять с отдельным опорным кольцом.
Наиболее сложным в этой конструкции является способ сое-
динения корпуса с опорным кольцом. Это соединение должно
обеспечить свободное расширение корпуса и одновременно
удерживать его в любом положении, исключая какое-либо
смещение корпуса относительно опорного кольца [2].
На основе анализа работы и проведенных исследований
на конвертерах Ново-Липецкого (конвертер с приваренным
опорным кольцом) и Криворожского металлургических заво-
дов (конвертер с отдельным опорным кольцом) можно сде-
лать следующие выводы:
1.	Динамические нагрузки, действующие на привод, пре-
вышают статические в 2,5—3 раза. Их частота достигает 1,94
колебания в секунду.
2.	Большие крутящие моменты, передаваемые последней
зубчатой парой, приводят к увеличению размеров и веса ре-
дуктора.
3.	Раскачивание конвертера при продувке и остановках
достигает 200 мм на горловине.
4.	Температура опорных подшипников 80°, а перемещение
«плавающей» опоры 10—15 мм, при этом перемещения
«плавающего» подшипника качения внутри его корпуса не
происходит и сферические подшипники часто выходят из
строя.
5.	Перекос цапф (осей подшипников качения) достигает
6.	Применяемые в настоящее время сферические опорные
подшипники не достаточно долговечны. Увеличение грузо-
подъемности подшипников за счет геометрических размеров
Дает желаемых результатов. Например, подшипник
№ 40038/750 выходит из строя уже через 3—4 месяца экс-
Плуатации, а подшипник № 3H40031/850 через 1,5 года. Кро-
ме того, изготовление крупногабаритных сферических под-
59
шипников требует уникального оборудования и обходится
дорого.
7.	Наибольшая температура корпуса 400° у горловины,
наименьшая — 150° на днище.
8.	Крепление корпуса на опорном кольце с помощью
кронштейнов (обычно 6—8 шт) является статически неопре-
делимой системой, не поддающейся точному расчету. При
деформациях корпуса и опорного кольца на кронштейнах
возникают усилия, превышающие расчетные в несколько раз.
В результате на корпусе и кольце появляются трещины.
ВНИИМЕТМАШ совместно с ЮУМЗ создал новую кон-
струкцию конвертера, которая эксплуатируется с 1969 г. на
Челябинском металлургическом заводе.
Корпус конвертера удерживается в опорном кольце дву-
мя вертикальными тягами, одним фиксированным кронштей-
ном и горизонтальной тягой {рис. 5). Шарниры тяг и крон-
штейнов выполнены шаровыми. Такая конструкция крепле-
ния корпуса в опорном кольце является статически опреде-
лимой и при деформации корпуса и опорного кольца в уз-
лах крепления не возникает дополнительных сил. «Плаваю-
щая» опора (рис. 6) состоит из обоймы с двумя подшипни-
ками, смонтированными на цапфе конвертера, двух стоек на
цапфах обоймы, опирающихся на ось, запрессованную в ста-
нине. Стойки на цапфах обоймы и оси закреплены шарнирно
с помощью сферических роликовых подшипников. Обойма
«плавающей» опоры имеет в нижней части цапфу с ползуном,
опорная поверхность которой выполнена в виде цилиндра.
Ползун «плавающей» опоры помещен в продолговатый паз
станины. «Фиксирующая» опора состоит из сферического ро-
ликоподшипника, смонтированного на цапфе и установленно-
го в корпусе подшипника. Принцип работы «плавающей»
опоры показан на кинематической схеме (рис. 7).
Конвертер имеет навесной многодвигательный привод
наклона (рис. 8), состоящий из тихоходного одноступенчато-
го редуктора, восьми быстроходных двухступенчатых редук-
торов, фланцевых электродвигателей постоянного тока и пру-
жинных демпферов, воспринимающих реактивный момент
быстроходных редукторов. Привод монтируется на цапфе
конвертера, а его реактивный момент воспринимается удер-
живающим устройством (см. рис. 5), которое состоит из ры-
чага, установленного на корпусе тихоходного редуктора, и
пружинного демпфера, закрепленного на рычаге и опорной
станине при помощи шаровых шарниров.
Конвертер новой конструкции имеет следующие преиму-
щества:
1.	Выход из строя одного или двух двигателей или быст-
роходных редукторов не влияет на работоспособность при-
вода.
60
Рис. 5. Конвертер емкостью 100 т новой конструкции;
1 — корпус конвертера; 2 — опорное кольцо; 3 — вертикальная тяга; 4 — «фиксированная» опора; 5 — навес-
ной привод; 6—рычаг удерживающего устройства; 7—пружинный демпфер; 8—шаровые шарниры; 9—гори-
зонтальная тяга; 10 — «плавающая» опора
Рис. б. «Фиксированная» опора конвертера:
1 — обойма; 2— цапфа обоймы; 3— сферические подшипники; 4 — под-
шипники цапфы; 5 — цапфа конвертера; 6 — стойки; 7 — ось; 8 — станина;
9 — сферическая втулка; 10— цилиндрическое гнездо

Рис. 7. Кинематическая схема опор конвертера:
а — положение опор при отсутствии перекоса цапф; б — положение опор
при тепловом расширении (4) конвертера; в — положение опор при пере-
косе цапф в вертикальной плоскости; а — положение опор при перекосе
цапф в горизонтальной плоскости; 1—станина; 2— ось станины; 3—
паз станины «плавающей» опоры; 4 — ползун «плавающей» опоры; 5 —
шаровые шарнирные стойки; 6 — цапфы конвертера; 7 — цапфы обоймы;
3 — сферическая втулка «фиксированной» опоры; 9 — цилиндрическое гнез-
до «фиксированной» опоры; 10— стойки
Рис. 8. Навесной привод новой конструкции:
1 — одноступенчатый редуктор; 2—быстроходные двухступенчатые редук-
торы; 3— фланцевые электродвигатели; 4 — пружинные демпферы; 5 —
командоаппараты; 6 — тахогенераторы
2.	Ввиду наличия пружинных демпферов резко снижают-
ся динамические нагрузки.
3.	Для установки привода не требуется специальных фун-
даментов, а его вес снижен в 2,5 раза.
4.	Исключается раскачивание конвертера при продувке
и остановках, и, следовательно, возникающие при этом дина-
мические нагрузки.
5.	Значительно уменьшаются осевые нагрузки на опорные
подшипники.
6.	Навесной привод и опоры позволяют сохранить нор-
мальную работоспособность конвертера при любых переко-
сах цапф и их несоосности.
7.	Статически определимая схема крепления корпуса к
опорному кольцу исключает возникновение дополнительных
нагрузок на опорное кольцо и корпус при их деформации и
обеспечивает долговременную их работу.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Шусторович В. М. и Морозов Б. А. Экспериментальные исследова-
Н«Д прочности конвертеров с верхним кислородным дутьем. Труды
ВНИИМЕТМАШ, Сб., № 17, 1966.
63
2.	Майоров А. И. Кислородные конвертеры большой емкости в СССР
и за рубежом. НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1968.
3.	Макеев И. М. и Морозов Б. А. Тензометры для измерения стати-
ческих нагрузок при повышенных температурах. Труды ВНИИМЕТМАШ.
Сб. № 1, 1960.
Д-р техн, наук МОЛОЧНИКОВ Н. В. и
инж. ЩЕПКИН В. А
ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЙ АГРЕГАТ
НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ ПРЕЦИЗИОННЫХ
СПЛАВОВ
Построенный в 1968 г. в электросталеплавильном цехе
завода «Электросталь» радиальный агрегат непрерывной
разливки прецизионных сплавов (рис. 1,а и б) предназначен
для производства сутунки сечением 55x270 мм, которая идет
для изготовления холоднокатаной ленты толщиной 0,05—
2 мм.
Опытные разливки начаты в апреле 1968 г. В декабре
того же года агрегат был принят в опытно-промышленную
эксплуатацию. Агрегат спроектирован и изготовлен во
ВНИИМЕТМАШе.
Преимущества радиальных АНРС позволили создать
компактную машину, которая свободно вписывается в дей-
ствующий сталеплавильный цех. Общая высота машины от
фундамента 3,8 м, габариты разливочной площадки
7,2 X 6,5 м, длина машины вместе с УГЭР (установка газо-
электрической резки)—около 15 м.
КОНСТРУКЦИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ АГРЕГАТА
Промежуточная емкость (рис. 2) состоит из корпуса и
крышки. Во внутреннюю полость корпуса вставлена стан-
дартная удлиненная воронка из огнеупора, вмещающая
о0 ЮО кг жидкого металла. В днище воронки установлен
Дозирующий стаканчик, обеспечивающий постоянство расхо-
да жидкого металла при заданных скоростях разливки.
Пространство между корпусом и воронкой набивается
огнеупорной массой. Крышка футеруется стандартным огне-
' орным кирпичом. Наблюдение за уровнем металла в ем-
Сти осуществляется визуально, через гляделку с кварце-
м стеклом. К емкости подводится аргон для создания за-
щитной атмосферы.
3«к> здсп	65
a
б
Рис. 1. Опытно-промышленный агрегат не-
прерывной разливки прецизионных сплавов
в действии:
а — вид сбоку; б — выход слитка из агре-
гата
66
Рис. 2. Промежуточная емкость с герметизирующим
устройством
Перед разливкой предварительно нагретая промежуточ-
ная емкость устанавливается на подъемно-поворотный стол,
повернутый в позицию подогрева. Перед подачей сталераз-
ливочного ковша на АНРС промежуточная емкость при по-
м°Щи поворотного стола устанавливается над кристаллиза-
тором и опускается на сильфонный герметизатор, сжимая
его пружину. Таким образом герметизируется внутренняя по-
лость кристаллизатора. В герметизатор, с целью предохране-
5*	67
ния струи и мениска от окисления, подается аргон с изоы-
точным давлением 0,05—0,15 атм.
Кристаллизатор (рис. 3) выполнен разъемным из двух
половин корытообразного сечения с толщиной 'медной стенки
50 мм. Длина его 600 мм; центр кривизны радиальных сте-
нок совпадает с центром кривизны зоны вторичного охлаж-
дения и его осью. В стенках кристаллизатора просверлены
отверстия диаметром 15 мм, по которым циркулирует вода.
Расход воды составляет 40 м3/ч. Каждая половина кристал-
лизатора вставлена в стальной корпус, в котором центриру-
ется при помощи специальных шпонок. Обе половины корпу-
са стянуты четырьмя стяжными шпильками. Собранный кри-
сталлизатор устанавливается на раме таким образом, чтобы
его стенка, образующая внутреннюю поверхность сляба, бы-
ла сдвинута от внутренней цилиндрической поверхности, об-
разованной роликами вторичного охлаждения, на величину,
равную половине усадки слитка по толщине. Через трубы и
шланги с быстроразъемными муфтами к обеим половинам
кристаллизатора подводится охлаждающая вода под давле-
нием 5—7 атм.
Через верхнюю рамку с прорезями, устанавливаемую на
верхний торец кристаллизатора, автоматически подается тех-
нологическая смазка — рапсовое масло.
Отличительной особенностью кристаллизатора является
его длина — 600 мм. На промышленных УНРС Советского
Союза такие короткие кристаллизаторы до сих пор не при-
менялись.
Механизм качания кристаллизатора включает в себя ка-
чающуюся раму и электромеханический привод. Рама кри-
сталлизатора установлена на эксцентрик механизма кача-
ния. Качание кристаллизатора осуществляется электромеха-
ническим приводом, состоящим из электродвигателя, червяч-
ного редуктора и сменного эксцентрика, задающего закон
качания. Предусматриваются два закона движения кристал-
лизатора: а) синусоидальный; б) движение вниз со скоро-
стью слитка или с небольшим опережением и вверх со ско-
ростью в три раза большей.
Тахогенератор, электрически связанный с электродвига-
телями привода правильно-тянущей клети, синхронизирует
частоту качания кристаллизатора со скоростью вытягивания
слитка. Амплитуды качания 22 и 11 мм.
Зона вторичного охлаждения представляет собой ради-
альную роликовую проводку общей длиной 2250 мм, обору-
дованную системой водораспыливающих форсунок. Поддер-
живающие ролики, установленные на подшипниках качения
в жестких рамах, расположены по широким граням слитка.
Система форсунок с общим максимальным расходом воды
12 м3/ч разбита на три секции по ходу слитка, с независи-
ма
Рис. 3. Кристаллизатор
мым регулированием расхода на каждую секцию. Кроме то-
го, предусмотрена возможность регулирования расхода во-
ды по граням слитка в каждой секции.
Поддерживающие ролики диаметром 110 мм служат для
удержания корочки слитка от раздутия под действием фер-
ростатического давления и направления слитка или затравки
по технологической оси установки. Нижний ряд роликов об-
разует базовую поверхность установки радиуса 2000 мм. В
случае перехода на разливку другого сечения раствор роли-
ков может быть изменен. Ролики смонтированы на ролико-
вых сферических подшипниках. Рама вторичного охлажде-
ния, на которой установлен нижний ряд роликов, шарнирно
крепится с одной стороны к правильно-тянущей клети, а е
другой — через шарнирный подкос к металлоконструкции
установки. Верхние ролики смонтированы в двух сварных
рамах, по четыре в каждой. Верхние рамы крепятся к ниж-
ней шпильками. В верхней и средней частях зоны вторично-
го охлаждения установлены боковые направляющие для
центрирования затравки при вводе ее в кристаллизатор.
Тянуще-правильное устройство предназначено для ввода
затравки в кристаллизатор перед разливкой, вытягивания
затравки и слитка из кристаллизатора, выпрямления и выда-
чи слитка на отводящий рольганг. Установка тянуще-пра-
вильного устройства включает в себя тянуще-правильную
клеть, шестеренную клеть, карданные валы, связывающие
приводные валки с шестеренной клетью, электропривод и си-
стему гидроцилиндров, обеспечивающих работу тянущих и
правильного валков.
Тянуще-правильная клеть содержит шесть валков диа-
метром 180 мм, из которых четыре приводных являются тя-
нущими. Тянущие валки снабжены ребордами для направ-
ления затравки и слитка по технологической оси установки
и служат для вытягивания слитка из кристаллизатора и зо-
ны вторичного охлаждения. Верхние тянущие валки и пра-
вильный валок смонтированы в поворотных рычагах, соеди-
ненных с гидроцилиндрами, которые создают необходимое
усилие прижатия валков к слитку — около 10 т на валок,
благодаря чему обеспечивается усилие вытягивания слитка
8—10 т при коэффициенте трения 0,2—0,25 между слитком и
валком. Нижние валки установлены на сферических под-
шипниках в расточках станины клети, образуя продолжение
базовой поверхности и переход ее в горизонтальную плос-
кость. Правильный валок предназначен для отделения слит-
ка от затравки и последующего разгибания слитка. Отделе-
ние слитка от затравки происходит в момент прохождения
головной части слитка за счет опускания правильного валка.
Максимальное усилие отгибания 8 т. Нижний холостой ва-
лок является опорным при разгибании слитка.
70
Привод верхних и нижних валков раздельный, от само-
стоятельных электродвигателей, по 8 кет каждый.
Гидропривод правильно-тянущего устройства состоит из
двух гидравлических насосов — рабочего и резервного, ак-
кумулятора, бака и аппаратуры управления работой гидрав-
лики в автоматическом и настроечном режимах. Рабочее
давление в системе 50 кг!см2.
Затравка состоит из двух частей — стержня и головки,
соединенных между собой тарированными болтами. Головка
затравки предназначена для непосредственного соединения с
металлом. Смещению головки относительно стержня затрав-
ки препятствуют соответственно бурты и пазы, имеющиеся в
месте их соединения. Стержень затравки выполнен из цело-
го бруса. Для свободного ввода затравки в кристаллизатор
поперечное сечение головки несколько меньше, чем попереч-
ное сечение кристаллизатора.
Механизм перемещения затравки предназначен для по-
дачи затравки в тянущие валки правильно-тянущего устрой-
ства при вводе ее в кристаллизатор и уборки затравки с
технологической оси АНРС при выходе слитка из правильно-
тянущего устройства и отделения его от затравки. Механизм
перемещения затравки представляет собой двухвалковую
клеть. Прижим роликов пружинный. Один ролик приводной,
второй — холостой. Привод осуществляется от электродвига-
теля через редуктор. На клети механизма перемещения за-
травки смонтирован стопорный механизм — аварийная за-
щелка для предотвращения падения затравки в случае вы-
хода из строя пружин, обеспечивающих зажим затравки ро-
ликами или неполадок с тормозом. Ролики диаметром 150 мм
смонтированы на подшипниках качения. Для автоматичес-
кого выключения привода механизма перемещения затравки,
а также автоматического включения правильного валка в
момент прохождения стыка слитка с затравкой под валком
правильно-тянущего устройства на клети механизма пере-
мещения затравки установлены конечные выключатели. Ос-
вобождение затравки от аварийной защелки производится
автоматически при помощи электромагнита при включении
привода механизма перемещения затравки.
РАБОТА АГРЕГАТА
При подготовке АНРС к разливке производят разогрев
промежуточной емкости, проверку всех механизмов и систем
комплекса, ввод затравки в кристаллизатор и уплотнение го-
ловки затравки асбестовым шнуром.
Перед разливкой промежуточная емкость устанавливает-
ся на подъемно-поворотном столе в позицию разогрева. При
помощи газовой горелки внутренняя поверхность футеровки
промежуточной емкости нагревается до температуры
71
1400—1450°. Разливка производится из однотонного стопорно-
го ковша, который подается от печей на разливочную пло-
щадку установки мостовым краном и устанавливается над
промежуточной емкостью. После замера температуры метал-
ле! в ковше открывается стопор ковша, и жидкий металл за-
полняет промежуточную емкость. Температура металла в
промежуточной емкости контролируется в процессе всей раз-
ливки при помощи термопар длительного действия. Из про-
межуточной емкости, в дне которой установлен дозирующий
стаканчик, металл поступает в кристаллизатор. Диаметр от-
верстия дозатора выбирается в пределах 14—16 мм, в зави-
симости от необходимой технологической скорости разливки.
На установке применен автоматический пуск и автоматичес-
кое поддержание уровня мениска металла в кристаллизаторе,
которые обеспечиваются радиоактивным уровнемером, элек-
трически связанным с приводом тянуще-правильной клети.
Таким образом, во время разливки осуществляют контроль
только за ходом процесса.
Между промежуточной емкостью и кристаллизатором
предусмотрена установка сильфонного герметизатора, внутрь
которого подается аргон, предохраняющий струю и мениск
металла в кристаллизаторе от окисления.
После заполнения кристаллизатора и автоматического
пуска машины слиток с помощью затравки вытягивается из
кристаллизатора и зоны вторичного охлаждения, при выходе
из правильно-тянущего устройства он автоматически отделя-
ется от затравки, разгибается и выдается на горизонтальный
рольганг. При этом затравка специальным механизмом уби-
рается с технологической оси. Одновременно с включением
правильно-тянущего устройства автоматически включаются
механизм качания кристаллизатора и подача воды в форсун-
ки вторичного охлаждения. Расход воды при разливке пер-
маллоев составляет 1 л на 1 кг сплава. Во время разливки
в кристаллизатор автоматически подается жидкая смазка—
рапсовое масло. Станция жидкой технологической смазки
кристаллизатора позволяет в широких пределах регулировать
расход смазки. Обычно расход смазки составляет 250 г мас-
ла на 1 т сплава.
КОНСТРУКТИВНЫЕ отличия АНРС
Общая схема и компоновка механизмов на АНРС завода
«Электросталь» идентичны агрегату Руставского металлур-
гического завода.
Конструктивные отличия заключаются в следующем:
1)	АНРС завода «Электросталь» имеет электромеханиче-
ский привод механизма качания кристаллизатора;
2)	промежуточная емкость установлена на подъемно-по-
воротном столе, а не на тележке;
/2
3)	разливка производится в бесстопорную промежуточ-
ную емкость через дозатор;
4)	механизм перемещения затравки совмещен с механиз-
мом стопора;
5)	кристаллизатор корытообразный из двух половин;
6)	предусмотрена защита струи и мениска металла в
кристаллизаторе от окисления при помощи сильфонного гер-
метизатора, внутрь которого подается аргон.
На конструктивные отличия получены три авторские сви-
аетельства.
Агрегат непрерывной разливки прецизионных сплавов
создан в Советском Союзе впервые. На нем освоена непре-
рывная разливка сплавов пермаллойной группы, причем не-
которые марки прецизионных сплавов разливаются непре-
рывным способом впервые в мире. Выход годного, по срав-
нению с прежним способом статичной 'разливки, увеличился
на 10%. На основании положительных данных работы агре-
гата металлургический завод «Электросталь» принял решение
о сооружении агрегатов подобного типа в других цехах.
По данным завода, экономическая эффективность агрега-
та при освоении проектной мощности составит 450 тыс. руб. з
год.
Канд. техн, наук СОФИИСКИИ П. И., инжене-
ры ЛАСКИН А. В. и ШЕВЧЕНКО А. Ю.
АГРЕГАТЫ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ И ПРОКАТКИ
АЛЮМИНИЕВОЙ КАТАНКИ
Алюминиевая катанка различной формы сечения находит
широкое применение в народном хозяйстве СССР, особен-
но в кабельной промышленности.
С ростом потребности народного хозяйства в алюминие-
вой катанке возникла необходимость создания технологичес-
кого процесса и специального оборудования, отличающихся
от существующих более высокой производительностью, низ-
кой себестоимостью и меньшими капитальными затратами.
Такое оборудование, работающее по новой технологической
схеме и имеющее высокие технико-экономические показате-
ли, было создано ВНИИМЕТМАШем.
Отличительной особенностью таких агрегатов, впервые
созданных в нашей стране, было сочетание в одном непре-
рывном технологическом процессе разливки жидкого алюми-
ния, его кристаллизации, прокатки литой заготовки до гото-
вого профиля и смотки его в бунты.
Первый агрегат непрерывного литья и прокатки алюми-
ниевой катанки был установлен и освоен на Днепровском
алюминиевом заводе (г. Запорожье) в 1961 г.
В дальнейшем подобные агрегаты, производительностью
1,5 т/ч были изготовлены ВНИИМЕТМАШем и успешно экс-
плуатируются на Кандалакшском алюминиевом заводе с
1962 г., на Канакерском алюминиевом заводе с 1963 г., на
Сумгаитском алюминиевом заводе с 1964 г.
В 1964 г. ВНИИМЕТМАШ спроектировал, а Опытный
завод изготовил новую модель агрегата производительностью
4,5 т)ч.
Первая такая установка вступила в строй действующих
на Иркутском алюминиевом заводе в 1965 г., вторая и тре-
тья — в 1969 г., в 1970 г. вступят в строй еще пять.
Отечественные агрегаты непрерывного литья и прокатки
алюминиевой катанки производительностью 1,5 г/ч
(АНЛП-АК-1,5) и 4,5 т/ч (АНЛП-АК-4,5) выгодно отличают-
ся от аналогичных зарубежных установок высокой произво-
дительностью, механизацией и автоматизацией технологиче-
ского процесса.
Весь технологический процесс производства катанки от
литья жидкого металла до смотки готовой продукции в бун-
ты является поточным и непрерывным (рис. 1).
Расплавленный в электролизных печах алюминий рафи-
нируют и заливают в миксер, где после скачивания шлаков
выдерживают в течение 40—90 мин для выпадения примесей
я дегазации. Подготовленный таким образом металл по же-
лобу поступает в приемную ванну кристаллизатора. Уровень
металла в ванне регулируется величиной отверстия летки
миксера.
Из приемной ванны через дозирующее устройство металл
заливается в кристаллизатор. Роторный кристаллизатор
представляет собой колесо с медным бандажом, охваченное
бесконечной стальной лентой. В бандаже сделана наружная
проточка в соответствии с профилем отливаемой заготовки.
Стенки проточки бандажа и прижатая к нему стальная лен-
та образуют полость, в которую заливается металл; пройдя
вместе с бандажом и лентой путь около 180°, металл засты-
вает и в виде заготовки выходит из кристаллизатора при тем
пературе 450—500°.
Заготовка, поддерживаемая специальными роликами, об-
разует небольшую петлю и поступает в прокатный стан.
Петля допускает некоторое рассогласование скоростей раз-
ливки и прокатки.
Калибровка валков непрерывного прокатного стана вы-
полнена по системе шестигранник—треугольник—круг. В за-
висимости от требуемой величины сечения готового профиля
прокатка ведется во всех клетях стана или в меньшем числе
клетей.
В качестве технологической смазки и для охлаждения ра-
бочих клетей применяется эмульсия.
За последней клетью прокатного стана установлены лету-
чие барабанные ножницы, которыми вырезают бракованные
участки, не нарушая совмещения процессов литья и прокатки,
а также рубят выходящую полосу на небольшие куски в слу-
чае задержек на моталках.
С прокатного стана катанка поступает на барабан мота-
лок, где сматывается в бунты с рядовой укладкой.
На агрегате НЛП-АК-1,5 отливаемая непрерывная заго-
товка имеет сечение 1020 мм2. При диаметре кристаллизато-
ра 1000 мм и скорости его вращения 3—4,5 об/мин произво-
дительность агрегата равна 1,5—2,0 т/ч. Производительность
75
I-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------I_______________________________I
Рис. 1. Общий вид агрегата непрерывной разливки и прокатки алюминиевой катанки
не зависит от размера прокатываемого профиля и определя-
ется лишь производительностью кристаллизатора.
Непрерывный стан имеет 13 рабочих трехвалковых клетей
с групповым приводом.
Размер выпускаемой катанки 7 мм и более.
Двухбарабанные моталки обеспечивают намотку с ряд-
ной укладкой бунтов весом до 600 кг.
Агрегат НЛП-АК-4,5 имеет кристаллизатор с диаметром
колеса 1500 мм и сечением отливаемой заготовки 2880 мм2.
При скорости вращения 2,2—2,5 об!мин производительность
агрегата равна 4,5—5,2 т/ч.
Непрерывный стан имеет 17 рабочих трехвалковых кле-
тей с групповым приводом. Размер выпускаемой катанки
9 мм и более. Двухбарабанные автоматизированные моталки
обеспечивают намотку бунтов весом до 1500 кг.
Совмещение в одном технологическом процессе непре-
рывного литья и прокатки имеет ряд существенных преиму-
ществ:
1.	Из состава оборудования исключаются громоздкие и
дорогостоящие прокатные станы, благодаря чему значитель-
но уменьшается вес оборудования и резко повышается вы-
пуск продукции на тонну установленного оборудования.
2.	Полностью исключается повторный нагрев металла пе-
ред прокаткой, отпадает необходимость в установке нагре-
вательных печей и в дополнительных площадях в цехе для
промежуточных складов заготовки.
3.	Повышается выход годного металла, так как отпадает
необходимость в резке слитка, нагреве его перед прокаткой,
что сопряжено с потерями металла.
4.	Обеспечивается стабильность процесса прокатки, бла-
годаря чему сохраняется постоянная температура прокаты-
ваемой полосы, физико-механические свойства и геометрия
готовой продукции, улучшаются условия эксплуатации ме-
ханического и электрического оборудования из-за отсутствия
ударов, возникающих обычно при подаче заготовки в стан.
5.	Значительно улучшаются условия труда обслуживаю-
щего персонала.
6.	Возможна полная автоматизация процесса.
При разработке нового в нашей стране технологического
процесса и конструкции различных машин агрегатов НЛП-АК
встал ряд совершенно новых вопросов, успешное решение ко-
торых позволило создать надежное в эксплуатации оборудо-
вание и осуществить высокопроизводительный технологичес-
кий процесс:
создан роторный кристаллизатор, обладающий самой
высокой в мире производительностью, при этом в конструк-
цию заложены решения, упрощающие условия его изготов-
ления и эксплуатации и позволяющие значительно увели-
77
чить стойкость основного и дорогостоящего элемента—медно-
го бандажа (рис. 2);
Рис. 2. Роторный кристаллизатор
впервые в мировой практике создан многоклетевой непре-
рывный прокатный стан с трехвалковыми клетями и группо-
вым нерегулируемым приводом, отличающийся тем, что ра-
бочие клети, имея все три валка приводными, позволяют ре-
гулировать раствор валков в достаточно широких пределах
(рис. 3);
созданы оригинальные моталки, в которых захват перед-
него конца катанки и дальнейший переход при намотке с од-
ной шпули на другую осуществляются автоматически, без
снижения скорости прокатки при непрерывной подаче на
них катанки и сматывании ее в бунты весом до 1500 кг;
78
создана оригинальная методика расчета калибровки вал-
ков и скоростных режимов прокатки, которая позволила сог-
ласование сечения полосы, катающих диаметров и оборотов
валков по клетям осуществлять не за счет применения слож-
ного и дорогостоящего регулируемого привода, а точным оп-
ределением этих параметров расчетным путем;
разработана и осуществлена в промышленных условиях
технология непрерывного литья на роторном кристаллизато-
ре электротехнического алюминия;
впервые в стране освоен в широком промышленном мас-
штабе на нескольких заводах технологический процесс, сов-
мещающий непрерывный процесс литья, прокатки и смотки
готовой продукции в бунты.
Рис. 3. Трехвалковые клети непрерывного стана
79
Агрегаты непрерывного литья и прокатки в настоящее
время успешно работают на 5 алюминиевых заводах нашей
страны и количество их будет увеличиваться с каждым го-
дом. АНЛП-АК-4,5 принят для серийного изготовления на
Алма-Атинском заводе тяжелого машиностроения.
Технико-экономический расчет, проведенный для агрега-
та непрерывной разливки и прокатки алюминиевой катанки
производительностью 4,5 т/ч, показывает, что по сравнению
с ранее существующим в стране способом производства ка-
танки производительность труда возрастает в 6,4 раза;
удельные капитальные затраты снижаются в 3,3 раза;
расходы по переделу уменьшаются в 2,3 раза;
безвозвратные потери металла снижаются на 1,4%;
себестоимость на 1 т снижается на 22,87 руб;
затраты на создание агрегата окупаются в течение 7 ме-
сяцев.
Отечественные агрегаты непрерывного литья и прокатки
алюминиевой катанки работают рентабельно и с первых дней
эксплуатации дают прибыль народному хозяйству.
Наращивание производства алюминиевой катанки в Со-
ветском Союзе идет только по пути дальнейшего внедрения
агрегатов непрерывного литья и прокатки, аналогичных дей-
ствующим на Иркутском и других алюминиевых заводах на-
шей страны.
Канд. техн, наук СОФИ НС КИИ П. И., инжене-
ры СЕРЕБРЕННИКОВ А. М., ЦЕДЯКОВ И. Ф.
и ДАВЫДОВ В. А.
АГРЕГАТ БЕССЛИТКОВОЙ РАЗЛИВКИ И ПРОКАТКИ
АЛЮМИНИЕВОЙ ПОЛОСЫ
Существующий способ получения листов, лент и фольги
из алюминия и его сплавов предусматривает отливку из пер-
вичного алюминия — чушек, расплавление их в электропе-
чах, отливку слитков на машине полунепрерывного литья,
разрезку и фрезерование слитков, нагрев и горячую прокат-
ку их на прокатных станах до получения ленты в рулонах,
которые можно подвергать дальнейшей обработке. Такой
технологический процесс требует сооружения крупных про-
изводственных комплексов, оснащенных плавильным обору-
дованием, установками полунепрерывной разливки слитков,
машинами для механической обработки, электропечами для
нагрева слитков перед горячей прокаткой и мощными про-
катными станами для их прокатки на ленту.
Применение метода бесслитковой прокатки ленты с сов-
мещением процесса разливки и прокатки исключает необхо-
димость в этом дорогостоящем оборудовании, сокращает тру-
доемкость и длительность производственного процесса и не
требует больших площадей, что особенно важно для новост-
роящихся и реконструируемых заводов.
В 1962 г. во ВНИИМЕТМАШе был спроектирован, а за-
тем изготовлен и в 1967 г. внедрен на Канакерском алюми-
ниевом заводе и на Михайловском заводе по обработке цвет-
ных металлов агрегат бесслитковой разливки и прокатки
алюминиевой полосы.
Агрегат бесслитковой разливки и прокатки алюминиевой
полосы предназначен для получения горячекатаной полосы
шириной до 1000 мм и толщиной от 5 до 8 мм при скорости
До 1,5 м]мин. В агрегат входят валковый кристаллизатор
6 За®. 3 дсп	81
с нижней подачей расплавленного металла и отделочная ли-
ния, состоящая из правильной машины, установки для обра-
ботки кромок, подающих роликов, гильотинных ножниц и
сверточной машины с приемным столом. Состав оборудова-
ния отделочной линии, в зависимости от своего назначения и
требований последующей технологии обработки полосы, мо-
жет быть другим.
Технологический процесс получения ленты осуществ-
ляется следующим образом: в электромиксер за-
ливают жидкий металл из ковша, где он выдерживается оп-
ределенное время для доведения до необходимых темпера-
турных и качественных параметров (рис. 1). Расплав из мик-
Рис. 1. Схема технологического процесса
сера по желобу идет в чашу, из которой по металлопроводу
под действием металлостатического давления подается снизу
в зев валков, равномерно распределяясь по ширине валков
с помощью специальной распределительной коробки (насад-
ки).
В результате контакта с охлаждаемыми валками жидкий
металл кристаллизуется, подвергается горячему деформиро-
ванию на конечном участке дуги захвата валков и выходит
из валков в виде катаной полосы. По выходе из кристаллиза-
тора полоса подается в правильную машину, установку для
обработки кромок, где зачищается кромка металла; передний
конец обрезается гильотинными ножницами. Обрезанный
лист задается в сверточную машину, где свертывается в ру-
лон весом до 2 т. При необходимости полосу можно разре-
зать на карты длиной от 0,5 до 3 м.
Общий вид агрегата показан на рис. 2.
Весь технологический процесс является поточным и непре-
рывным. Агрегат полностью механизирован.
82
Установка имеет аккумуляторно-гидравлическую станцию
с системами высокого и низкого давления. Система высокого
давления служит для создания рабочего давления в гидрав-
лических нажимных устройствах валкового кристаллизатора,
а также и перемещения одного из валков усилия резания на
гидравлических гильотинных ножницах.
Рис. 2. Общий вид агрегата
Система низкого давления предназначена для управления
золотниками системы высокого давления, подъема и опуска-
ния верхних роликов правильной машины и подающих роли-
ков, кантовки рулонов со свертывающей машины на прием-
ный стол.
Валковый кристаллизатор состоит из рабочей клети, при-
вода, линии металлопровода и системы охлаждения (рис. 3).
Рабочая клеть представляет собой систему двух валков,
расположенных в горизонтальной плоскости. Подушки вал-
ков могут перемещаться в сварной станине открытого типа.
В качестве нажимных устройств применены гидравлические
цилиндры.
Валок имеет стальную сердцевину с бандажом из высо-
колегированной стали.
Для обеспечения свободного доступа к распределителю
один из валков с помощью гидравлического нажимного ме-
ханизма может перемещаться в горизонтальной плоскости.
Привод валков осуществляется от электродвигателя постоян-
ного тока через шестеренную клеть, соединенную с валками
универсальными шпинделями.
6*	83
Рис. 3. Выход полосы из валкового кристаллизатора. Вид со
стороны металлопровода
Основной особенностью валкового кристаллизатора свал-
ками, расположенными в горизонтальной плоскости, являет-
ся сифонный способ подачи жидкого металла в валки.
Преимущество этого способа заключается в следующем:
расплавленный металл практически по всему металлотракту
от миксера до валков полностью изолирован от соприкосно-
вения с атмосферой; шлак не попадает в кристаллизующуюся
ленту; возможна тонкая регулировка металлостатического
давления.
Все эти преимущества обеспечивают получение ленты вы-
сокого качества.
84
Линия металлопровода включает в себя желоб, приемную
ванну, трубу и промежуточную ванну с распределителем.
Приемная ванна установлена на тележке, позволяющей
распределителю самоустанавливаться в валках.
Одним из необходимых условий устойчивости процесса яв-
ляется постоянство уровня металла в приемной ванне. Соз-
данный в период пуско-наладочных работ поплавковый меха-
низм позволяет автоматически, надежно поддерживать уро-
вень в приемной ванне.
Промежуточная ванна соединяется с приемной трубой,
футерованной снаружи и изнутри асбестоглинистой массой.
Распределитель, устанавливаемый на промежуточной ван-
не, представляет собой две футерованные асбестом метал-
лические пластины, к торцам которых крепятся бронзовые
башмаки. Между пластинами распределителя расположен
рассекатель, который направляет металл таким образом,
чтобы обеспечить постоянную температуру по длине щели
распределителя.
Конфигурация рассекателя различна при отливке лис-
тов разной ширины и толщины. Радиус боковых поверхно-
стей башмаков соответствует радиусу наружного диаметра
валков. Собранный распределитель закрепляется на проме-
жуточной ванне, после чего весь металлопровод вводится в
валки, где распределитель, имея самоустанавливающуюся
систему, точно встает в зеве валков.
Плотное прилегание распределителя к валкам обеспечи-
вается с помощью винтового прижима.
Вся линия металлопровода может по мере надобности
обогреваться газовыми горелками.
Система охлаждения. Для осуществления кристаллизации
расплавленного металла валки охлаждаются водой от насос-
ной станции.
Система охлаждения выполнена таким образом, что для
обеспечения равномерного отбора тепла по всей зоне крис-
таллизации, а также улучшения интенсивности охлаждения,
вода подается в определенную зону применительно к различ-
ным металлам и их сплавам.
Оборудование отделочной части агрегата. Образовавшая-
ся в кристаллизаторе полоса выходит из валков в верти-
кальном положении при температуре около 450°, изгибается
петлей и подается в отделочную часть агрегата.
В отделочной части полоса подвергается правке, у нее за-
чищаются кромки и, в зависимости от назначения, разреза-
ется на карты или свертывается в рулоны.
В соответствии с указанными операциями вспомогательное
оборудование агрегата состоит из пятироликовой правильно
подающей машины; установки для обработки кромок с тяну-
85
щими роликами; ножниц поперечной резки; сверточной ма-
шины с приемным столом для рулонов.
Все машины агрегата связаны между собой промежуточ-
ными проводковыми столами, оборудованными боковыми
вертикальными направляющими роликами.
Относительно низкая скорость движения полосы и необ-
ходимость обеспечения непрерывности процесса потребовали
разработки нового, облегченного, технологичного и надеж-
ного в эксплуатации оборудования. Наличие в основной ма-
шине агрегата—кристаллизаторе—гидравлических нажимных
механизмов позволило применить гидропривод во многих ме-
ханизмах отделочного участка.
Состав оборудования отделочной линии агрегата позво-
ляет осуществить непрерывность технологического процесса
при получении рулонной заготовки и резке полосы на карты.
Все это во многом определило размещение оборудования
в линии агрегата и конструктивное его оформление.
Пятироликовая правильно-подающая машина предназна-
чена для правки полосы, а также подачи ее от кристаллиза-
тора к остальным машинам отделочной линии.
Для облегчения захвата переднего конца полосы три верх-
них ролика помещены в откидной траверсе, подъем, опуска-
ние и закрепление которой выполняется гидравлическими ци-
линдрами. Нижние два ролика регулируются при настройке
машины вручную. Все пять роликов машины приводные.
Большинство деталей и узлов правильно-подающей ма-
шины унифицированы со сверточной, что значительно упро-
щает изготовление и облегчает эксплуатацию агрегата.
Для обработки кромок полосы, одновременно с обеих сто-
рон. на станке симметрично оси агрегата установлены две
режущие головки на расстоянии, определяемом шириной по-
лосы и глубиной снимаемого слоя.
Тянущие ролики предназначены для транспортировки по-
лосы до сверточной машины и создания тянущего усилия на
установке для обработки кромок.
Гидравлические ножницы с нижним резом служат для
разделения полосы при окончании намотки рулона, а также
для резки полосы на карты.
Небольшая скорость движения полосы, наличие петли
позволили применить на агрегате стационарные ножницы с
повышенной скоростью резания во избежание значительного
накопления петли при остановке полосы на время реза.
Перемещение нижнего суппорта осуществляется гидрав-
лическим цилиндром через рычажную систему, позволяющую
при ходе цилиндра в одну сторону совершить рабочий и об-
ратный ход суппорта.
86
Для намотки полосы в рулоны в конце агрегата установ-
лена сверточная машина (рис. 4) *. Машина позволяет полу-
чать с агрегата рулоны с внутренним диаметром от 400 мм и
наружным до 1800 мм.
Рис. 4. Сверточная машина
Верхняя часть машины, в которой размещены верхний
гибочный и опорные ролики, выполнена в виде откидной тра-
версы, что позволяет после окончания намотки сбросить ру-
лон с помощью гидроцилиндра на приемный стол и одновре-
менно открыть проход для переднего конца следующего ру-
лона, так как верхний гибочный ролик при открывании тра-
версы приподнимается.
Такое совмещение операций уборки рулона и заправки
очередного переднего конца позволило сократить до миниму-
ма разрыв между намоткой рулонов и обеспечить непрерыв-
ность работы линии за счет небольшого увеличения скорости
при намотке заднего конца полосы длиной около 4—5 м.
Подушки подшипников обоих нижних гибочных роликов
могут регулироваться по высоте вручную с помощью червяч-
но-винтовых механизмов при настройке заданного радиуса
свертывания полосы.
Все гибочные и опорные ролики машины приводные. При-
вод сверточной машины, правильно-подающих и тянущих
роликов выполнен от электрдвигателей постоянного тока че-
рез редуктор и шестеренную клеть. Система управления элек-
* Авт. свид-во № 173192 (Бюлл. изобр. № 15, 1965).
87
троприводом обеспечивает плавное регулирование скорости
и поддержание постоянного натяжения полосы между маши-
нами отделочной линии. Питание электроприводов выпол-
нено от индивидуальных машинных преобразователей. Для
регулирования скорости двигателя и поддержания ее на за-
данном уровне в схемах управления применены тахометри-
ческие регуляторы скорости или регуляторы напряжения на
якоре двигателей.
Освоение агрегата. Наладка и освоение технологического
процесса производились Канакерским алюминиевым заводом
и Михайловским заводом по обработке цветных металлов
совместно с ВНИИМЕТМАШем.
Большинство машин технологической линии проектирова-
лось впервые. Проверка и доработка новых конструктивных
и технологических решений в период освоения агрегата каса-
лась прежде всего таких машин, как валковый кристаллиза-
тор, кромкофрезерный станок, сверточная машина, гидро-
система.
В результате изучения работы отдельных узлов и меха-
низмов в период эксплуатации, исследований нагруженности
наиболее ответственных механизмов были найдены новые
конструктивные решения по улучшению работы всего комп-
лекса оборудования.
В принятой схеме кристаллизатора металл подается в
зев валков снизу. В связи с тем, что такая схема была при-
менена в СССР впервые, а соответствующего материала для
подвода расплавленного металла в зев валков не было, на
Канакерском и Михайловском заводах была проделана
большая работа по выбору наиболее простой и работоспо-
собной конструкции распределителя.
Были испытаны чугунные и стальные насадки. Ввиду
большой теплоемкости, а следовательно, и больших теплопо-
терь, эти насадки практического применения не нашли.
Керамические насадки, созданные в Ленинградском ин-
ституте огнеупоров, при относительно невысокой теплопро-
водности обладали очень низкой прочностью и при соприкос-
новении с расплавленным металлом рассыпались. Другой
тип керамических насадок был настолько прочным, что не
поддавался никакой механической обработке.
Созданные НИИЖБ в период пуско-наладочных работ ас-
ботермосиликатные насадки, ввиду несовершенной техноло-
гии их изготовления, также не могли быть использованы.
Наиболее хорошие результаты показал распределитель,
состоящий из двух футерованных асбестом стальных пла-
стин, к торцам которых крепятся бронзовые башмаки, фик-
сирующие положение распределителя в зеве валков.
Для равномерного распределения температуры расплав-
ленного металла по длине щели между пластинами распре-
88
Делителя устанавливается рассекатель из шамота. Конфигу-
рация рассекателя подбирается опытным путем в зависи-
мости от ширины отливаемого листа и других технологичес-
ких параметров.
Созданный поплавковый механизм автоматического регу-
лирования уровня металла в приемной ванне обеспечивает
исключительно точно и надежно заданную величину металло-
статического давления.
Для уменьшения теплопотерь все элементы металлопро-
вода футеруются асбестоглинистой массой.
Отрабатывались технологические режимы литья и прокат-
ки, температура металла на разливочных участках, количе-
ство охлаждающей воды, оптимальная величина металлоста-
тического давления, скорость литья и т. д. Готовая продук-
ция, полученная на агрегате, приведена на рис. 5.
Изыскание технологической смазки. Для устранения при-
липания ленты к валкам были опробованы различные смазки:
негорючее масло «Вапор Т», трансформаторное масло, УТВ,
графит, водный раствор графита, дисульфит молибдена, ве-
ретенное масло, эмульсол, водный раствор эмульсола.
Наиболее хорошие результаты показало применение смаз-
ки 3—5%| водного раствора эмульсола Ц-59, наносимого на
поверхность валков фитильным способом. Принцип этого
способа заключается в том, что один конец тканевого прижи-
ма опущен в ванночку с раствором эмульсола, а другой —
прижимается к валку. Раствор непрерывно впитывается
тканью и переносится на поверхность валка. Вода испаряет-
ся, а микрочастицы эмульсола обеспечивают необходимую
смазку, предотвращающую прилипание ленты к валкам.
Если другие смазки в какой-то мере ухудшают качество
ленты, то эта смазка отрицательного воздействия на ленту не
оказывает. Расход смазки составляет 200—250 г на 1 т от-
ливаемого металла.
Испытание бандажей. Основным узлом валкового кри-
сталлизатора являются водоохлаждаемые валки. На стадии
проектирования и изготовления агрегата в отечественной и
зарубежной литературе не было достаточно полной инфор-
мации по выбору конструктивных и технологических пара-
метров. В связи с этим, в основную машину агрегата — вал-
ковый кристаллизатор —были заложены различные вариан-
ты отдельных узлов, которые опробовались и доводились в
процессе пуско-наладочных работ.
Так, например, для выбора оптимального диаметра и ма-
териала рубашки валков были изготовлены комплекты вал-
ков с диаметрами 500 и 370 мм.
Рубашки валков были выполнены из меди марки М2 и из
стали 35 с толщиной стенки бандажа 12—15 мм.
89
Рис. 5. Готовая продукция агрегата
В дальнейшем были испытаны валки 0 450 мм с банда-
жами из стали 40Х с толщиной стенки 50 мм.
Если медные и стальные тонкостенные бандажи не вы-
держивают возникающих усилий прокатки и при ведении про-
цесса раскатываются, то валки с бандажами из стали 40Х
90
плохо переносят температурные напряжения и уже при от-
носительно коротком сроке эксплуатации на бочке валков
появляются трещины.
Последние рубашки были изготовлены из высоколегиро-
ванной жаропрочной стали марки 20ХЗМВФ (ЭИ415) по
ГОСТу 10500—63, которые не уступают по стойкости зару-
бежным материалам, применяемым для аналогичных целей.
Исследования. В процессе освоения технологии проведен
ряд экспериментов.
В частности, сравнивали механические свойства и каче-
ственные характеристики металла, произведенного на агре-
гате и обычным способом, а также качество фольги из «ли-
той» полосы. Установлено, что и листы и фольга, полученные
по новому способу, удовлетворяют всем требованиям ГОСТов
и не уступают по качественным показателям листам и фоль-
ге, произведенным обычным способом. Кроме того, с целью
исключения отходов на обрезание кромок ленты, а соответ-
ственно повышения экономичности процесса и сокращения
состава оборудования агрегата, на Михайловском заводе
ОЦМ проводились эксперименты по получению ленты с глад-
кой кромкой непосредственно в кристаллизаторе.
Эксперименты обнадеживают, и работа в этом направле-
нии продолжается.
Там же осуществляются работы ло освоению бандажей
валков-кристаллизаторов с тонкой стенкой из рядовых марок
сталей, которые позволяют вести технологический процесс на
более высоких скоростях, хотя и имеют меньшую стой
кость, чем бандажи с толстой стенкой из высоколегирован-
ных сталей.
В период освоения агрегата была подтверждена возмож-
ность получения некоторых сплавов. Так, например, была по-
лучена лента из сплава АМц (алюминий4-1,5% марганца)
удовлетворительного качества.
Серией экспериментов определены основные энергосило-
вые и тепловые параметры литья и прокатки.
Выводы
1.	Разработаны оборудование и технология получения
ленты методом бесслитковой прокатки в рулонах весом до
2 т., пригодных для дальнейшей прокатки на листы, ленту и
фольгу для пищевой, радиотехнической и других отраслей
промышленности.
2.	Качество получаемой ленты отвечает требованиям про-
изводства фольги для нужд пищевой и радиотехнической про-
мышленности и соответствует действующим стандартам на
продукцию, выпускаемую обычным способом производства,
91
т. е. отливкой слитков полунепрерывным методом, горячей и
холодной прокаткой их.
3.	Опыт промышленной эксплуатации агрегатов непре-
рывной разливки и прокатки алюминиевой ленты показал,
что новый технологический процесс, совмещающий непрерыв-
ную разливку и прокатку, является прогрессивным и эконо-
мичным.
ПРОКА ТНЫЕ
СТАНЫ
Д-р техн, наук КУЗЬМИН А. Д
и канд техн, наук ЖУКЕВИЧ-СТОША Е. А.
ТИПОВОЙ НЕПРЕРЫВНЫЙ ЗАГОТОВОЧНЫЙ СТАН
850/700/500
В начале 1958 г. пущен в эксплуатацию первый непрерыв-
ный заготовочный стан 850/700/500, оборудование которого
изготовлено заводами Советского Союза (основные парамет-
ры и техническое задание на проектирование оборудования
подготовлены Гипромезом, технический проект оборудования
стана разработан ЦКБММ-ЦНИИТМАШ (ныне ВНИИМЕТ-
МАШ) при участии конструкторов ЮУМЗ.
Стан является высокопроизводительным, полностью ме-
ханизированным и автоматизированным агрегатом, в конст-
рукции которого учтены последние тенденции развития оте-
чественного и зарубежного станостроения.
Ряд машин стана имеет оригинальную конструкцию, раз-
работанную в ЦКБММ (вертикальные клети с верхним при-
водом, быстроходные летучие ножницы для разрезания заго-
товок сечением до 100X100 мм при скорости проката до
5,2 м/сек, кантователь заготовок между клетями 850).
По проекту стан предназначался для прокатки блюмов се-
чением 300x300 мм и весом около 7,2 т в квадратные заго-
93
товки сечением от 60X60 до 150X150 мм (при освоении
принято от 50X50 до 200x200 мм) и блюмов сечением
250X300 мм в плоские заготовки сечением 75x285 мм. Рас-
четная производительность стана составляет 434 т/ч, общий
вес механического оборудования 6228 т, мощность двигате-
лей главного привода 23000 л. с.
РАСПОЛОЖЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
Стан расположен на продолжении линии прокатки блю-
минга 1150 мм (рис. 1) и состоит из 12 рабочих клетей с ин-
дивидуальными приводами: двух клетей 850, четырех 700 и
шести 500. Рабочие валки всех клетей установлены на под-
шипниках качения и имеют длину бочки 1200 мм в первых
6 клетях и 800 мм у остальных. Нажимные механизмы обо-
рудованы электрическим приводом.
Рабочие клети имеют следующие основные характеристи-
ки (см. таблицу).
Номер клети	Тип клети	Скорость валков, об] мин	Мощность главного привода, л. с.
I	Г	8,2—15,2	1800
11	Г	0,4-19,8	1800
III	в	17,4-9,2	1800
IV	г	24-36	1800
V	в	28,1—51	1800
VI	г	38,8-58,3	1800
VII	в	37,8-68,1	1800
VIII	г	46,9-94,4	1800
IX	в	59,5-107,1	1800
X	г	72,1—129,75	1800
XI	в	92,55—166,6	2500
XII	г	46,18-227	2500
Примечание. Г—горизонтальные клети, В—вертикальные; двигате-
ли у первых 10 клетей типа МП 1800-200 и у двух
последних МП 16-2500.
Разрыв между клетями 850 (с горизонтальными валками)
больше длины полосы, выходящей из первой клети, что поз-
воляет выполнять свободную кантовку в промежутке между
клетями.
9.4
ю
СП
Рис. 1. Расположение оборудования непрерывного заготовочного стана 850/700/500
Вторая клеть 850 и четыре клети 700 образуют первую
непрерывную группу и 6 клетей 500 — вторую группу. Для
предотвращения скручивания полосы между клетями первой
и второй групп применено чередование горизонтальных и
вертикальных клетей.
Такое чередование клетей позволяет сохранить постоян-
ной линию прокатки. Совпадение калибров при этом дости-
гается путем перемещения горизонтальных клетей в горизон-
тальном направлении и станин вертикальных клетей в верти-
кальном направлении.
Система чередующихся клетей с индивидуальным приво-
дом имеет следующие основные преимущества по сравнению
со станами только с горизонтальными клетями и групповым
приводом:
а)	уменьшение возможности образования поверхностных
дефектов при кантовании полосы скручиванием;
б)	расширение сортамента стана в части прокатки про-
филей, для которых затруднительна кантовка путем скручи-
вания;
в)	упрощение арматуры и настройки стана;
г)	возможность при индивидуальном приводе более рацио-
нально использовать рабочие валки (при переточках не тре-
буется согласования диаметров калибров по всем клетям ли-
нии стана).
Расширение возможности прокатки на стане профилей
круглого сечения позволило осуществить прокатку трубных
заготовок диаметром от 60 до 120 мм.
Применение индивидуального привода вертикальных кле-
тей сравнительно сложной конструкции потребовало значи-
тельных дополнительных капитальных затрат при строитель-
стве стана, но затраты эти быстро окупаются эксплуатацион-
ными преимуществами стана с чередующимися клетями.
Установка в головной части стана двух горизонтальных
клетей 850 позволяет рационально использовать их для вер-
тикального обжатия плоских широких заготовок, а также со-
кращает число типоразмеров вертикальных клетей.
При прокатке плоских широких заготовок кантовка не
производится и кантователь сдвигают в сторону специаль-
ным механизмом. Этот кантователь при работе приподнимает
полосу над бочкой роликов рольганга, придем ось полосы во
время кантовки остается в вертикальной плоскости, прохо-
дящей через ось прокатки.
Проектный сортамент первой группы включает квадрат-
ные заготовки сечением 120X120 и 150X150 мм и плоские
заготовки сечением 75X285 мм. Исходной заготовкой для
второй группы клетей является заготовка сечением 120Х
Х120 мм. Наибольшая скорость прокатки в последней клети
первой группы составляет 1,5 м!сек.
96
Из первой группы заготовки выдаются на промежуточный
рольганг, с которого часть заготовок сечением 120X120 мм
поступает во вторую группу клетей, а остальные (часть заго-
товок 120X120 мм, плоские заготовки, квадратные—сечени-
ем 150X150 мм) транспортером передаются на рольганг об-
водной линии.
На основной линии за промежуточным рольгангом уста-
новлены маятниковые ножницы (усилие реза 150 т), работа-
ющие в режиме запусков для обрезки передних концов заго-
товок (в случае наличия дефектов, препятствующих прокат-
ке во второй группе) или для отрезки непрокатанной части
полосы при застревании ее в рабочих клетях второй группы.
За маятниковыми ножницами установлен кантователь, ко-
торый в условиях принятой для второй группы клетей систе-
мы калибровки «ромб-квадрат» кантует полосу на 45°. Этот
кантователь оборудован механизмом перемещения для сдви-
гания с оси прокатки в случае применения калибровки, не
требующей кантования.
Проектный сортамент второй группы (квадратные заго-
товки сечением 100X100, 80x80 и 60X60 мм) в настоящее
время, как уже отмечалось, значительно расширен и вклю-
чает заготовки сечением от 50X50 до 100X100 мм и трубные
заготовки диаметром от 60 до 120 мм.
Наибольшая скорость прокатки во второй группе состав-
ляет 5,2 м/сек. Выходящая из этой группы полоса режется
на мерные длины кривошипно-эксцентриковыми летучими
ножницами с электроприводом (наибольшее разрезаемое се-
чение 100X100 мм), после чего мерные заготовки собирают-
ся в пакеты при помощи рольганга с косорасположенными
роликами и транспортируются к холодильникам.
Заготовки, не требующие прокатки во второй группе кле-
тей, подаются обводным рольгангом к стационарным ножни-
цам с наибольшим усилием резания 800 т, по конструкции
в основном аналогичным ножницам на 1000 т, разработан-
ным ЦКБММ для первого советского послевоенного блюмин-
га 1000.
В связи с большим диапазоном разрезаемых длин для
перемещения и закрепления упора ножниц вместо обычной
винтовой пары применены неподвижно закрепленные на про-
дольных балках зубчатые рейки. Упор перемещается при по-
мощи двух симметрично расположенных реечных шестерен
и закрепляется двумя зубчатыми башмаками, входящими в
зацепление с рейками.
На ножницах 800 т полоса режется на заготовки длиной
от 4 до 12 я. Широкие плоские полосы разрезают по одной,
квадратные сечением 200X200 — пакетами по две, 150Х
Х150 — по три, сечением 120X120 — по четыре. Полосы
укладывают в такие пакеты перед резкой на настиле переда-
7 Зак. здсп	97
точного транспортера, выравнивают по длине перед обрез-
кой передних концов при помощи упора, расположенного пе-
ред ножницами, и останавливают для резки на мерные дли-
ны описанным переставным упором, расположенным за
ножницами.
Обрезки от ножниц убираются в скрапный пролет общим
транспортером.
Для выравнивания задних концов полосы перед послед-
ним резом и сталкивания задних обрезков с суппорта ниж-
него ножа на передней стороне ножниц 800 т установлен спе-
циальный механизм. Разрезанные заготовки пакетируются
рольгангом и соединительным транспортером передаются на
основную линию для направления к холодильникам.
По расчету на полную производительность стана проек-
том предусмотрено 5 холодильников. Каждый холодильник
состоит из двух секций; при охлаждении коротких заготовок
(не длиннее 6 ж) секции работают раздельно. Для останов-
ки пакетов у соответствующей секции холодильников имеют-
ся поднимающиеся упоры, а в конце рольганга — стационар-
ный упор.
Загружающие тележки холодильников совершают посту-
пательно-возвратное движение, причем в зоне рольганга при
холостом ходе собачки тележек опускаются и поднимаются
вновь только после прохождения этой зоны, что предотвра-
щает поломку собачек движущимися по рольгангу пакета-
ми заготовок.
Продвижение пакетов заготовок по стеллажам холодиль-
ников и разгрузка холодильников выполняется разгружаю-
щими тележками, передвигающими одновременно два паке-
та заготовок.
В конце холодильников установлены решетки, с которых
пакеты убирают при помощи кранов с подхватами, забира-
ющих металл, и затем укладывают в штабели для оконча-
тельного охлаждения.
ТЕНДЕНЦИЯ РАЗВИТИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ ЗАГОТОВОЧНЫХ
СТАНОВ
На современных металлургических заводах, выпускающих
сортовой металл, штрипсы и проволоку, основной поток ме-
талла проходит блюминг и непрерывный заготовочный стан.
По сортаменту и соответственно по составу, а также распо-
ложению оборудования современные заготовочные станы
можно разделить на следующие типы:
1.	Для выпуска крупных заготовок (квадратных сечени-
ем примерно от 100X100 до 170X170 мм и плоских сечением
от 100X200 до 100X280 мм), станы включают 6—8 клетей с
98
диаметром рабочих валков примерно 730 мм, составляющих
одну непрерывную группу.
2.	Для выпуска крупных и мелких заготовок (квадрат-
ных сечением от 55X55 до 170X170 мм и плоских от 70 X
ХЮО до 100X280 мм, а в некоторых случаях и круглых за-
готовок диаметром 60—130 мм); станы состоят из 10—14ра-
бочих клетей, расположенных обычно по одной оси прокатки
и объединенных в две непрерывные группы, причем первая
(из 4—8 клетей) выпускает крупные заготовки, а вторая
(4—6 клетей) прокатывает их на мелкие.
3.	Для выпуска не только квадратных и плоских загото-
вок, но и сутунки, прокатываемой далее на жесть.
Основные направления в развитии непрерывных загото-
вочных станов (НЗС) определяются стремлением увеличить
производительность обжимных цехов и сократить количест-
во поверхностных дефектов, а следовательно, и снизить сто-
имость передела.
Наблюдается также тенденция к вводу в сортамент НЗС
круглых и других простых профилей.
Для повышения производительности обжимных цехов ис-
пользуют:
а)	интенсификацию работы блюминга;
б)	сокращение количества пропусков на блюминге с уве-
личением размеров получаемых блюмов и веса слитков;
в)	увеличение сечений выпускаемых заготовок;
г)	повышение скорости прокатки и сокращение пауз на
непрерывном заготовочном стане.
Однако увеличение сечения выпускаемых заготовок огра-
ничивается рациональными условиями работы сортовых и
других станов, а увеличение размеров исходных блюмов, с
сохранением сечений выпускаемых заготовок, вызывает рост
количества клетей непрерывных заготовочных станов.
Повышение скорости прокатки в первой группе клетей,
выпускающих крупные заготовки, по существу не связано с
принципиальными затруднениями и достигается простым
увеличением числа оборотов прокатных валков, так как мак-
симальная скорость прокатки при производительности ста-
на до 3 млн. т в год не превышает 1,5 м!сек.
Для повышения производительности участков резки и
уборки проката путем увеличения количества одновременно
разрезаемых полос (собираемых в пакеты на настиле шлеп-
пера перед ножницами) необходимо соответствующее изме-
нение усилия резания и ширины линии стационарных нож-
ниц.
Поэтому для разрезки крупных заготовок вместо обыч-
ных консольных ножниц со сравнительно малой длиной но-
жей находят применение конструкции ножниц, допускающие
значительное удлинение ножей.
7*	99
Наряду с этим, в связи с разработкой в последнее время
рациональных схем летучих ножниц, становится возможным
при выпуске только крупных заготовок, организовать их
резку такими ножницами, установленными непосредственно
за станом, что позволяет значительно сократить занятую ста-
ном площадь и вес его оборудования. Это решение теперь
реализуется на НЗС Кремниковского металлургического
комбината в Болгарии.
При прокатке же мелких заготовок во второй группе кле-
тей повышение скорости прокатки лимитировалось макси-
мальной быстроходностью летучих ножниц.
На НЗС в СССР и за рубежом до последнего времени
применяли летучие ножницы системы Эдварса, которые до-
пускают скорость прокатки не более 4 м/сек.
Из ряда попыток зарубежных фирм сконструировать ле-
тучие ножницы с электроприводом представляют интерес
применяемые на некоторых станах электрические ножницы с
программным управлением, разработанные фирмой Морган.
Но допустимая скорость движения разрезаемой на этих нож-
ницах полосы также лишь немного превышает 4 м/сек.
В связи с этим, для повышения производительности НЗС
возникла необходимость изыскать конструкцию более быст-
роходных летучих ножниц и организовать разделение пото-
ка металла после первой группы клетей на две линии.
При проектировании НЗС 730/500 и типового НЗС
850/700/500 удалось повысить скорость прокатки до 6 м/сек
в результате конструирования и успешного ввода в эксплу-
атацию планетарных и кривошипно-эксцентриковых летучих
ножниц.
Основное оборудование НЗС, построенных до 1945 г., ха-
рактеризуется применением двухвалковых клетей с горизон-
тальным расположением рабочих валков, имеющих группо-
вой привод. Для осуществления обжатия в двух взаимно-
перпендикулярных направлениях полоса кантуется между
клетями путем скручивания в геликоидальных проводках. Но
с 1938 г. на некоторых станах эти проводки начали заменять
кантующими роликами.
На большинстве НЗС, построенных или модернизиро-
ванных после 1945 г., применено чередование вертикальных
и горизонтальных клетей с использованием индивидуально-
го привода для клетей с регулируемой скоростью вращения.
У этих станов линия прокатки сохраняется постоянной и для
совмещения калибров на валках клетей горизонтальные кле-
ти перемещаются в горизонтальном направлении, а стани-
ны вертикальных клетей — в вертикальном.
В СССР геликоидальные проводки впервые заменили кан-
тующими валками на НЗС 630/450 Магнитогорского комби-
ната по предложению инженера Мерекина С. В. При такой
300
замене вместо сухого трения скольжения при кантовании
используется трение качения, что:
а)	сокращает количество поверхностных дефектов поло-
сы (задиров), расход энергии на скручивание полосы, износ
кантующих устройств и общую длительность простоев, свя-
занных с их сменой;
б)	улучшает условия настройки стана;
в)	позволяет увеличить количество линий прокатки, сокра-
щая расстояние между ручьями.
Поэтому установку кантующих валков можно рекомен-
довать на всех станах, где в настоящее время применяют ге-
ликоидальные проводки.
Мировая практика станостроения и результаты эксплуа-
тации типового непрерывного заготовочного стана 850/700/500
дают возможность отметить следующие преимущества НЗС
с чередующимися рабочими клетями и индивидуальным при-
водом клетей по сравнению с НЗС старой конструкции:
а)	сокращение количества поверхностных дефектов за-
готовок и расхода энергии при прокатке;
б)	упрощение настройки стана и его арматуры;
в)	расширение возможности прокатки круглых заготовок
или других профилей, для которых затруднено или недопу-
стимо кантование путем скручивания полосы между клетями;
г)	возможность получения заготовок более точных разме-
ров;
д)	улучшение использования валков, так как любой ка-
либр можно совместить с линией прокатки (один и тот же
калибр служит для прокатки различных заготовок);
е)	сокращение расхода валков (при переточках не тре-
буется согласования диаметров калибров по всей линии про-
катки) .
Вместе с тем система НЗС с чередующимися клетями име-
ет и следующие недостатки:
а)	увеличение капиталовложений в связи с применением
индивидуального привода рабочих клетей с регулируемой
скоростью вращения;
б)	более сложная конструкция вертикальных клетей, чем
горизонтальных) (в некоторых случаях вертикальные клети
тяжелее горизонтальных);
в)	невозможность использования мощности вертикаль-
ных клетей при прокатке плоских заготовок;
г)	увеличение длительности перехода от одного размера
заготовок на другой.
Сокращение поверхностных дефектов (поверхностныхтре-
щин) имеет весьма большое значение для улучшения каче-
ства проката и сокращения трудоемких работ по удалению
пороков, занимающих в настоящее время большую часть об-
служивающего персонала обжимнцх цехов.
101
Настройка НЗС нового типа упрощается, так как на этих
станах настраивается только процесс прокатки при возмож-
ности изменения скорости вращения рабочих валков в широ-
ких пределах. На станах же старой конструкции приходится
настраивать не только процесс прокатки (при отсутствии
возможности регулирования скорости вращения валков), но
и процесс скручивания полосы между клетями. Арматура
стана с чередующимися клетями упрощается вследствие от-
сутствия необходимости такого скручивания.
Желоба между клетями нового стана можно выполнять
поворотными, что значительно облегчает настройку рабочих
валков и валковой арматуры.
Величина расхода энергии при прокатке на станах раз-
личных систем установлена еще недостаточно точно. По ли-
тературным данным, расход энергии на скручивание полосы
роликовыми проводками составляет лишь 3% общих затрат
энергии на прокатку. Но сопоставление загрузки приводов
непрерывного заготовочного стана 850/700/500 (с чередую-
щимися рабочими клетями) и сутуночно-заготовочного ста-
на 730/500 Криворожского завода показывает, что на скру-
чивание полосы расходуется, по-видимому, значительно бо-
лее 3% энергии.
Получение непосредственно на НЗС заготовок круглого
сечения и других профилей, для которых затруднено или не-
допустимо кантование полосы между клетями, дает большой
экономический эффект. Так, прокатка трубной заготовки на
типовом непрерывном заготовочном стане 850/700/500 вместо
рельсобалочного позволяет получить экономию в несколько
миллионов рублей в год.
Увеличение стоимости нового стана вследствие примене-
ния индивидуального привода рабочих клетей и некоторого
усложнения конструкции вертикальных клетей по сравнению
с горизонтальными нельзя признать значительным, если от-
нести это увеличение к стоимости всего цеха.
Так, общая стоимость цеха с типовым НЗС 850/700/500
ввиду применения вертикальных клетей (двух клетей 700 и
трех клетей 500) увеличивается ориентировочно на 2,56%
(увеличение веса на 350 т).
Это увеличение стоимости основного оборудования, не-
сомненно, оправдывается отмеченными технологическими
преимуществами станов с чередующимися клетями.
Ранее при сравнительно низком уровне машинострое-
ния сооружение непрерывных заготовочных станов пред-
ставляло весьма трудную задачу, поэтому было целесообраз-
но располагать валки с возможным упрощением стана, но с
усложнением его эксплуатации — введением скручивания по-
лосы между клетями, т. е. строить станы только с горизон-
тальными клетями. Это позволяло также использовать груп-
102
повой привод, что отвечало условиям прежнего уровня элек-
тротехнической промышленности.
С поднятием же уровня машиностроения оказалось целе-
сообразным исключить скручивание полосы между клетями,
тем более, что с развитием электротехнической промышлен-
ности трудности изготовления регулируемого индивидуаль-
ного привода рабочих клетей значительно понизились.
Чтобы исключить кантование полосы между клетями, ра-
бочим валкам соседних клетей придают взаимно-перпендику-
лярное положение. Это достигается широко распространен-
ным чередованием клетей с вертикальными и горизонталь-
ными валками, а также расположением клетей под углом
45° к горизонтальной плоскости, не получившим, однако, прак-
тического применения на НЗС в связи с неудобствами экс-
плуатации таких клетей и их монтажа.
Из-за невозможности на НЗС с чередующимися клетями
использовать полностью мощность вертикальных клетей при
обжатии широких плоских заготовок следует признать не-
целесообразным применение этих станов для прокатки сор-
тамента, большую часть которого занимают плоские заго-
товки.
Учитывая небольшое увеличение длительности перехода
на стане с чередующимися клетями с одного размера заго-
товок на другой (от 2 до 5 мин), следует так организовать
производство, чтобы количество этих переходов было бы ми-
нимальным.
Таким образом, выбор типа непрерывного заготовочного
стана следует производить в каждом отдельном случае с
учетом конкретных условий. Для станов с широким сорта-
ментом и значительным объемом производства рационально
применять чередование горизонтальных и вертикальных кле-
тей с индивидуальным приводом. Для прокатки из блюмов
крупных и мелких заготовок можно рекомендовать агрегат
типа успешно работающего непрерывного заготовочного ста-
на 850/700/500.
При небольшом объеме производства и прокатке крупных
и мелких заготовок квадратного сечения может оказаться
целесообразным строительство непрерывных заготовочных
станов из одной группы клетей только с горизонтальными
валками с выпуском крупных заготовок в один проход и
мелких в два прохода.
При сортаменте, включающем большое количество широ-
ких плоских заготовок, более целесообразно применение ста-
на из горизонтальных клетей с небольшими эджерами, слу-
жащими только для обжатия боковых кромок полос.
На станах с чередующимися клетями все устройства для
резки, транспортирования и охлаждения проката следует
проектировать с учетом выпуска также и круглых заготовок.
103
Так как в станах с чередующимися клетями применен ряд
решений, способствующих повышению качества проката, то
целесообразно провести работы по освоению на них прокат-
ки простейших видов сортового металла.
РАЗВИТИЕ КОНСТРУКЦИЙ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КЛЕТЕЙ
НЕПРЕРЫВНЫХ ЗАГОТОВОЧНЫХ СТАНОВ
Поскольку непрерывные заготовочные станы с чередую-
щимися клетями применяются сравнительно недавно, в на-
стоящее время нет еще установившейся единой конструкции
вертикальных клетей. Построенные клети можно разделить
по расположению привода относительно рабочих валков на
две группы: с нижним и верхним приводом. Клети с нижним
приводом изготовлялись в США и ФРГ, с верхним — в Анг-
лии, ФРГ и ЧССР.
Нижнее расположение привода обеспечивает удобную
замену валков, поскольку клети открыты сверху и не имеют
деталей, препятствующих замене кассет рабочих валков.
Однако при нижнем расположении привода имеются су-
щественные недостатки. Детали, передающие вращение от
шестеренных к рабочим валкам, и комбинированный редук-
тор находятся в зоне действия воды и окалины; привод кле-
ти мало доступен для ремонта и осмртра; усложнены фунда-
менты стана и система уборки окалины в районе рабочих
клетей.
При верхнем расположении привода детали, передающие
вращение к рабочим валкам, не находятся в зоне действия
воды и окалины. Редуктор и другие детали привода доступ-
ны для осмотра и ремонта.
Однако смена валков затруднена и для ее осуществления
необходимы специальные механизмы, от конструкции кото-
рых зависит удобство и время, затрачиваемое на эту опера-
цию.
У вертикальных клетей как с нижним, так и верхним при-
водом, весь момент привода передается через коническую
передачу. Ввиду этого для рабочих клетей, производящих
большие обжатия при высоких скоростях, требуется изготов-
ление конических колес большого диаметра с высокой точно-
стью, что представляет известные трудности при зубонареза-
нии.
При проектировании типового непрерывного заготовочно-
го стана во ВНИИМЕТМАШе проведен ряд работ по изы-
сканию конструкции вертикальных клетей, в которой указан-
ные недостатки сведены к минимуму.
Принятый для изготовления вариант конструкции верти-
кальной клети показан на рис. 2.
104
Рис. 2. Вертикальная рабочая клеть 700
Вертикальная рабочая клеть состоит из направляющей
рамы, станины, валков с подушками, механизмов установки
валков, комбинированного редуктора и механизма подъема
клети.
Подвижная станина вертикальной рабочей клети с рабо-
чими валками, подушками и механизмами перемещения вал-
ков перемещается в стационарной раме, закрепленной на
плитовинах. Основной рабочей частью клети, воспринимаю-
щей давление металла на валки, является стальная литa5^
станина закрытого типа. В проеме станины установлены
валки с подушками. Осевая регулировка валков достигается
передвижением верхних подушек с помощью отжимных и
прижимных рычагов.
Рабочие валки установлены в подушках на четырехряд-
ных конических подшипниках качения. Нажимные винты при-
водятся в действие от электродвигателей через двухступенча-
тые червячные редукторы. Уравновешиваются валки непод-
вижными цилиндрическими пружинами. Усилия пружин пе-
редаются подушкам валков через промежуточную траверсу,
имеющую Т-образный паз, в который входят выступы поду-
шек.
Механизм подъема производит подъем и опускание ста-
нины с целью сохранения постоянного уровня прокатки при
переходе с одного калибра на другой. Он состоит из двух
червячных передач и двух винтовых пар, гайки которых
смонтированы в расточках рамы. Червяки этих передач сое-
динены между собой зубчатой муфтой и приводятся во вра-
щение от электродвигателя.
Шпиндели, передающие вращение от шестеренной клети
к рабочим валкам, выполнены полыми, на подшипниках ка-
чения.
Использование полых универсальных шпинделей, в ко-
торых трение скольжения заменено трением качения, позво-
лило применить описанную ниже конструкцию редуктора и
значительно сократить габариты рабочей клети.
Комбинированный редуктор монтируется на раме верти-
кальной клети и состоит из корпуса, двух крышек с верти-
кальным и горизонтальным разъемами, одного горизонталь-
ного ведущего вала и четырех вертикальных валов с наса-
женными на них зубчатыми колесами.
На горизонтальном ведущем валу насажены два кониче-
ских зубчатых колеса, которые находятся в зацеплении с ко-
ническими колесами, смонтированными на вертикальных ва-
лах. От вертикальных валов конических передач вращение
через двухступенчатую передачу передается универсальным
шпинделям. Все валы комбинированного редуктора монти-
руются на подшипниках качения.
106
Разделение момента привода на быстроходном валу и
описанная выше кинематика редуктора позволили значитель-
но сократить размеры конических зубчатых колес и осуще-
ствить передачу вращения от двигателя к рабочим валкам с
помощью одного редуктора.
Установка для перевалки валков вертикальной клети со-
стоит из направляющих, по которым станина выдвигается за
габариты рам, и реечной передачи, смонтированной в кор-
пусе, соединенном траверсой с направляющими. Рейка, с по-
мощью которой выдвигается станина, имеет на стороне, об-
ращенной к станине, крюк, а на противоположной стороне—
ролик с ребордами, поддерживающий рейку. При опускании
станины на направляющие закрепленная на ней скоба попа-
дает в зев крюка, и таким образом станина связывается с
рейкой. При перемещении рейки станина выдвигается из ра-
мы и становится возможной смена валков с помощью мосто-
вого крана. Перемещением рейки в обратную сторону ста-
нина устанавливается в рабочее положение. Реечная шестер-
ня приводится во вращение от электродвигателя через чер-
вячный и цилиндрический редукторы.
Валки вертикальной клети сменяют в следующем поряд-
ке: механизмом подъема станина клети вместе со шпинделя-
ми поднимается в крайнее верхнее положение; шпиндели
фиксируются специальными замками. Затем станина опуска-
ется на направляющие для перевалки, при этом универсаль-
ные шпиндели остаются в верхнем положении, и шейки ра-
бочих валков выходят из соединения с нижними полумуфта-
ми. После того как станина клети выдвигается за пределы
рамы освобождают механизм осевой регулировки и извлека-
ют рабочие валки вместе с подушками.
Установка новых валков и станины клети в рабочее поло-
жение выполняется в обратном порядке.
Следует отметить, что оригинальная конструкция уравно-
вешивающего механизма исключает необходимость отсоеди-
нения уравновешивающих пружин при смене валков. При
этой конструкции в крайнем нерабочем положении валков
траверса уравновешивающего механизма упирается в стани-
ну, стаканы нажимных винтов отходят от подушек, после че-
го становится возможной свободная перевалка.
Разработка такой конструкции позволила значительно со-
кратить габариты и вес вертикальных рабочих клетей.
Первые годы эксплуатации таких вертикальных клетей
подтвердили правильность решений, принятых при проекти-
ровании вертикальных клетей.
Прочность клетей, и в частности шпинделей с подшипни-
ками качения, оказалась достаточной для безаварийной ра-
боты при перегрузках, в 2—2,5 раза превосходящих расчет-
ные нагрузки. Смена валков не вызывает каких-либо затруд-
107
Пений. Весьма удобен переход от прокатки одного размера
заготовок на другой.
Опыт работы непрерывных заготовочных станов, постро-
енных по типовому проекту, показал высокие эксплуатацион-
ные качества рассмотренных вертикальных клетей.
На типовом непрерывном стане прокатка заготовок сече-
нием 60X60 мм из исходных блюмов сечением 350x350 мм
осуществляется в двенадцати клетях, что дает вытяжку по-
лосы, равную 34. На лучших зарубежных станах (например,
стан фирмы «Демаг», установленный в 1956 г. в Дортмунде,
ФРГ) для получения такой же заготовки при равном коли-
честве клетей применяется блюм сечением 295X185 мм, что
соответствует вытяжке полосы, равной 15. Таким образом,
рассматриваемые клети позволяют получить в 2,26 раза боль-
шую вытяжку, чем на стане фирмы «Демаг». На непрерыв-
ных заготовочных станах другой конструкции, установлен-
ных в Советском Союзе, заготовки указанного сечения про-
катываются в 14 клетях из блюмов сечением 260X260 или
280X280 мм, что дает наибольшую вытяжку — 21,8.
Подтвердилась возможность прокатки заготовок с высо-
кими скоростями.— 5—6 м/сек и более. Замеры заготовок по-
казали, что типовой стан по точности прокатки не уступает
сортовым.
Применение мощных вертикальных и горизонтальных кле-
тей позволяет перевести большую часть обжатия с блюминга
на непрерывный заготовочный стан, в результате чего без
увеличения числа клетей значительно повышается производи-
тельность оборудования блюминга и заготовочного стана.
Основные решения, положенные в основу этой конструк-
ции, находят применение при проектировании вертикальных
клетей других станов.
В результате создания вертикальных клетей для типового
непрерывного стана успешно решена одна из сложных задач
прокатного машиностроения.
ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ КЛЕТИ И КАНТОВАТЕЛЬ СТАНА
Горизонтальные клети имеют нажимные механизмы с
электрическим приводом и станины закрытого типа (рис. 3).
Для установки соответствующего калибра на ось прокат-
ки клети, в отличие от обычных конструкций, перемещаются
по плитовинам. В связи с этим в приводе рабочих валков
этих клетей использованы универсальные шпиндели и шли-
цевые валы, проходящие через полые шестеренные валки.
Уравновешивание валков и шпинделей пружинное; для
устранения трения между скобами (через которые передает-
ся усилие уравновешивания) и вращающимися шпинделями
108
Рис. 3.1. Горизонтальная рабочая клеть 700
Рис. З.П. Горизонтальная рабочая клеть 700
ЗШЕ
Рис. 4. Кантователь полосы у клетей 850
в скоое встроено по паре роликов, установленных на под-
шипниках качения.
Для облегчения перевалки верхнего рабочего валка пру-
жины его уравновешивания связаны с траверсой, имеющей с
нижней стороны Т-образный паз, в который входят соответ-
ствующие выступы подушек верхнего рабочего валка. Что-
бы при перевалке освободить валки от уравновешивающих
пружин, достаточно поднять нажимные винты до положения,
когда траверса, поднимаемая пружинами, дойдет до станины,
а верхние нажимные стаканы отойдут от подушек.
Крепление тяг пружин уравновешивания при перевалке в
данном случае исключается.
Как уже отмечалось, кантовка полосы между клетями 850
выполняется без смещения ее с оси прокатки, что достигается
путем ее одновременного подъема и поворота кантователем
(рис. 4). В осевом направлении букса удерживается бронзо-
выми пластинами, укрепленными на внутренней поверхности
корпуса.
Поворот буксы производится с помощью четырехзвенни-
ка, один шарнир которого, снабженный роликами, направ-
ляется по копиру, вызывая этим подъем буксы. Середина зве-
на, противолежащего звену, несущему буксу, вращается во-
круг неподвижно закрепленной оси.
Четырехзвенник передвигается электродвигателем через
редуктор и шатунно-кривошипный механизм.
КРИВОШИПНО-ЭКСЦЕНТРИКОВЫЕ ножницы
Конструирование кривошипно-эксцентриковых летучих
ножниц (рис. 5) с электрическим приводом явилось одной из
наиболее трудных задач проектирования стана.
Эти ножницы обеспечивают разрезание наибольших се-
чений 100X100 и наибольшую скорость движения разрезае-
мого металла 5,2 м]сек при бесступенчатом регулировании
отрезаемых длин в пределах 4—12 м. Точность отрезаемых
длин ±30 мм. Ножницы обеспечивают отрезание передних и
задних концов проката.
На некоторых станах при помощи этих ножниц осущест-
вляется безостаточное деление полосы.
Кроме стана 850/700/500 эти ножницы установлены так-
же на НЗС Макеевского и Череповецкого металлургических
заводов.
Создание нового непрерывного заготовочного стана с че-
редующимися клетями и повышенной скоростью процесса
прокатки, а также освоение на этом стане прокатки круглых
профилей явилось существенным достижением отечественно-
го станостроения в результате творческого содружества
ВНИИМЕТМАШа с ведущими заводами тяжелого машино-
строения.
112
Рис. 5. Летучие кривошипно-эксцентриковые ножницы
Эти станы, построенные в Советском Союзе, успешно ра-
ботают также в зарубежных странах (Польше, Индии и др.).
Конструкция ножниц и принцип их работы подробно рас-
смотрены в сборниках трудов ВНИИМЕТМАШ (№ 4 и 12).
8
Зак. ЗДСГ1
Кандидаты техн, наук КО Г ОС А. М.,
ФИЛАТОВ А. С., инженеры ПАНФИЛОВ Ю. М.
и ПРИВЕДЕНЦЕВ В. П.
МНОГОВАЛКОВЫЕ СТАНЫ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ
ПРОКАТКИ ТОНЧАЙШЕЙ ЛЕНТЫ
Прокатка лент микронных толщин имеет ряд значитель-
ных трудностей и особенностей. Факторы, не имеющие значе-
ния при прокатке средней и даже тонкой ленты из мягких
металлов и сплавов, играют существенную роль при прокат-
ке тончайших лент из труднодеформируемых сплавов.
Основными особенностями прокатки таких лент является
необходимость применения рабочих валков малого диаметра,
высоких удельных натяжений ленты, тонкого регулирования
натяжения при прокатке, высоких суммарных, а также част-
ных обжатий, интенсивный отвод выделяемого в зоне дефор-
мации тепла, специальной технологической смазки, ее тща-
тельной фильтрации и поддержание постоянства определен-
ной температуры, регулирование профиля валков во время
прокатки и т. п.
Прокатка лент микронных толщин осложнена большой
чувствительностью к обрывам, трудностью заправки в вал-
ки, появлением складок при намотке на барабаны моталок,
наличием проколов лент, на которые влияют качество по-
верхности валков, фильтрации технологической смазки, чис-
стота окружающего воздуха и т. п.
Очень большое значение при прокатке тончайших лент
имеет качество изготовления станов.
Так, для прокатки лент толщиной 5—1,5 мк с учетом
жестких допусков на толщину по ширине и длине ленты, точ-
ность изготовления отдельных основных узлов и деталей ста-
на должна быть выше первого класса.
Станочного оборудования, обеспечивающего такую точ-
ность на опытном заводе института, не имелось, поэтому при
изготовлении станов эта задача потребовала разработки спе-
114
циальной технологии и необходимой специальной оснастки.
Для прокатки ленты толщиной до 4—5 мк, и шириной
60—130 мм разработан и освоен 20-валковый стан 160 с диа-
метром рабочих валков 8—10 мм, длиной бочки валков
160 мм (рис. 1, 2).
Рис. 1. Схема 20-валкового стана:
/-—измеритель натяжения ленты; 2 — опорный ролик; 3— бесконтактный
измеритель толщины ленты; 4 — рабочая клеть; 5 — моталка (разматы-
ватель)
Рис. 2. 20-валковый стан 160
Стан реверсивной оборудован двумя моталками, двумя
измерителями натяжения ленты, двумя бесконтактными из-
мерителями толщины ленты, циркуляционными системами
технологической смазки и охлаждения ленты и валков.
115
Рабочие и опорные валки в рабочей клети образуют две
пирамиды, верхнюю и нижнюю, как показано на схеме.
Каждый рабочий валок опирается на два промежуточных
валка первого ряда. Эти валки опираются на три промежу-
точных второго ряда, из которых два крайних валка нижней
и два крайних — верхней пирамид приводные. Валки проме-
жуточные второго ряда, в свою очередь, опираются на четы-
ре опорных валка, каждый из которых представляет собой
набор специальных подшипников (роликов) с утолщенными
наружными кольцами, насаженных на ось, которая устанав-
ливается в кассете на опоры, расположенные между подшип-
никами. Таким образом, каждый такой опорный валок имеет
несколько опор по его длине.
Количество подшипников на оси может быть различным,
от трех и более, в зависимости от длины бочки валков и ши-
рины подшипников.
Рабочая клеть стана снабжена механизмом для регули-
ровки профиля валков, что обеспечивает правильную форму
ленты в поперечном сечении.
ВНИИМЕТМАШем разработано для этого типоразмера
стана несколько рабочих клетей с различными конструкция-
ми механизмов регулировки профиля валков, нажимных уст-
ройств, форм кассет, станин и др.
Все эти станы освоены и успешно эксплуатируются.
На рис. 3 показана схема рабочей клети с кассетами пря-
Рис. 3. Схема рабочей клети с кассетами прямоугольной
116	формй
моугольной формы. Зазор между рабочими валками изме-
няется перемещением подвижной кассеты, связанной с на-
жимным устройством клинового типа.
Как показал опыт эксплуатации рабочей клети с прямо-
угольными кассетами, из-за люфтов между кассетами и ста-
ниной жесткость рабочей клети непостоянна.
С целью устранения этого недостатка была разработана
рабочая клеть с кассетами цилиндрической формы (рис. 4).
Рис. 4. Рабочая клеть с круглыми кассетами
Эта конструкция исключила люфты между кассетами и ста-
ниной, стабилизировала жесткость.
Пирамиды валков в этих кассетах расположены эксцент-
рично относительно оси расточки станины. Зазор между вал-
ками регулируется перемещением кассет навстречу друг дру-
гу (или наоборот) с помощью нажимного устройства реечно-
го типа с приводом от электродвигателя через червячно-вин-
товую передачу.
117
Постоянный рост требований к ленте в части уменьшения
толщины, повышения качества и точности, вызвали необхо-
димость разработки новой конструкции рабочей клети и дру-
гих основных узлов стана.
На рис. 5 показана рабочая клеть с раскрывающейся ста-
ниной «клещевого» типа. Эта конструкция исключает все
имеющиеся в предыдущих конструкциях клетей недостатки.
Рис, 5. Рабочая клеть «клещевого» типа
11&
Потерь на трение между кассетами и станиной нет, облегче-
на заправка ленты в валки, упрощен доступ к валкам для за-
мены и контроля состояния их поверхности, допускается из-
менение диаметров валков в большем диапазоне, регулиров-
ка профиля валков производится с помощью двух механиз-
мов, независимых друг от друга.
Давление на валках создается сближением верхней и
нижней частей станины. Нажимное устройство снабжено без-
люфтовой передачей с приводом от шагового двигателя, что
позволяет снабдить стан системой автоматического регулиро-
вания толщины ленты.
Привод стана осуществляется от электродвигателя посто-
янного тока через редуктор — шестеренную клеть и шпинде-
ли на четыре крайних промежуточных валка второго ряда.
Для отвода тепла, выделяемого в зоне деформации ме-
талла, смазки подшипников, ленты и валков стан оборудован
циркуляционной системой охлаждения и смазки, которая
снабжена фильтрами тонкой очистки масла.
Лента, получаемая со станов 160 толщиной 0,005—0,01 мм,
находит применение непосредственно в приборостроении, а
также служит подкатом для станов 60, прокатывающих лен-
ту толщиной 0,0015—0,002 мм.
Для прокатки ленты толщиной 1,5—2 мк создан стан с
диаметром рабочего валка 3 мм и длиной бочки 60 мм —
20-валковый стан 60 (рис. 6).
На этом стане прокатывают ленту с максимальной исход-
ной толщиной 20—30 мк и шириной 20—40 мм. Заправка в
валки ленты такой толщины и более тонкой, особенно конеч-
ных размеров, представляет большую трудность.
Учитывая это, рабочая клеть стана выполнена разъем-
ной — клещевого типа с фиксацией верхней части станины в
вертикальном положении.
Кроме того, такая конструкция позволяет легко удалять
кусочки ленты после обрыва и очень удобна для смены вал-
ков и контроля состояния их поверхности.
Стан реверсивный оборудован, как и предыдущий, всеми
необходимыми механизмами, с учетом особенностей и специ-
фики прокатки весьма тонкой ленты.
Стан снабжен соответствующей системой автоматизации
электропривода и всеми необходимыми для управления при-
борами.
Толщина ленты во время прокатки контролируется бес-
контактными радиоизотопными измерителями.
Как видно из рисунка, все механизмы стана, система уп-
равления и приборы скомпонованы в единую установку с уче-
том удобства его эксплуатации.
Все остальные механизмы стана выполнены с весьма вы-
сокой точностью.
119
Рис. 6. 20-валковый стан 60
Учитывая уникальность оборудования, его специфику и
сложность технологии прокатки, стан после изготовления под-
вергся стендовой отладке и доводке, что значительно сокра-
тило сроки ввода его в промышленную эксплуатацию.
Технические данные 20-валковых станов 60 и 160 в срав-
нении с зарубежными приведены в таблице.
Характерной особенностью многовалковых станов для хо-
лодной прокатки тончайших лент, в значительной степени
определяющей работоспособность стана и качество готовой
продукции, является тесная взаимосвязь между технологиче-
ским процессом и системами электропривода и управления.
120
Параметры	20-валковый стан 160	Стан Yosida Kinen	20-валковый стан 60*
Исходная толщина ленты, мм .	0,1-0,2	0,5	0,03
Конечная толщина ленты, лш .	0,005	0,010	0,0015
Ширина ленты наибольшая, мм	130	по	40
Диаметр рабочего валка, мм	8—10	6,5-8	3-4
Длина бочки валка, мм ....	160	135	60
Давление на валки наибольшее, кг	10000	6500	3000
Скорость прокатки наибольшая, м[сек		2,5	1,25	0,375
Натяжение ленты на моталках, кз	10—260	50-350	1,6-30
Мощность главного двигателя, кет	42	11	1.5
Вес устанавливаемого рулона наи- больший, кг		60	20	2
Вес стана, т		10,0	7,5	1,5
* Аналоги отсутствуют
Поэтому, наряду с работами по созданию конструкций
многовалковых станов для холодной прокатки тончайших
лент, во ВНИИМЕТМАШе были проведены работы по созда-
нию электроприводов и систем управления указанными ста-
нами.
Необходимость проведения этих работ определялась еще
и рядом специфических требований к электроприводу и сис-
темам управления станов, вызванных особенностями процес-
са прокатки в валках малого диаметра и конструктивным
исполнением отдельных узлов станов.
К одной из специфических особенностей многовалковых
станов для холодной прокатки тончайших лент относится оп-
ределение мощности приводного двигателя валков.
Приводными валками в станах указанного типа, как от-
мечено выше, являются вторые промежуточные валки (два
сверху и два снизу). Вращение рабочих валков осуществля-
ется посредством трения через систему промежуточных вал-
ков.
Другой задачей, требующей решения, было определение
способа регулирования скорости вращения приводного дви-
гателя валков.
Ввиду отсутствия отечественного опыта по созданию элек-
тропривода и систем управления многовалковых станов для
холодной прокатки тончайших лент и отсутствия информации
о подобных зарубежных станах во ВНИИМЕТМАШе были
проведены исследовательские работы, направленные на ре-
шение следующих вопросов, необходимых для правильного
121
выбора приводного двигателя валков и системы управле-
ния:
1)	уточнение методики расчета мощности двигателя вал-
ков по аналитическим формулам;
2)	определение расхода энергии при холодной прокатке
прецизионных сплавов в валках малого диаметра;
3)	выявление требований, предъявляемых технологией
прокатки и конструкцией стана к электроприводу и системам
управления.
Анализ полученных данных и изучение технологических
требований позволили выбрать для привода валков станов
наиболее оптимальный вариант.
Регулирование скорости вращения приводного двигателя
валков во всем диапазоне скоростей прокатки осуществляет-
ся при постоянстве момента. Принятый способ регулирова-
ния скорости вращения приводного двигателя валков этих
станов, в отличие от распространенного на всех станах холод-
ной прокатки регулирования при постоянстве мощности, обу-
словлен тем, что наибольшая скорость прокатки использует-
ся, в основном, в первых пропусках (при наличии наиболь-
ших моментов на валу двигателя), когда имеется наимень-
шая вероятность обрывов из-за дефектов ленты по кромкам.
Жесткие допуски по толщине и по однородности свойств
тончайших лент, а также довольно малые абсолютные натя-
жения, необходимые при прокатке лент толщиной 0,0015—
0,002 мм, предъявляют высокие требования к системам уп-
равления намоточными устройствами.
Кроме того, прокатка тончайших лент требует изменения
натяжения в широком диапазоне, достигающем 1:20 и вы-
ше.
Эти особенности объясняются тем, что многовалковые
станы 60, 160 способны прокатывать ленту в значительных
диапазонах толщины и ширины (по толщине—1:50, по ши-
рине— 1:2) из материалов с различными прочностными ха-
рактеристиками.
Наличие потерь в приводном двигателе и в передающих
звеньях (редукторах, муфтах и прочих элементах) намоточ-
ных устройств не позволяют без принятия специальных мер
обеспечить требуемый диапазон изменения натяжения.
Анализ данных по влиянию изменения натяжения на тол-
щину ленты, по величине потерь в приводах намоточных уст-
ройств, полученных из экспериментальных исследований, поз-
волил наиболее рационально выбрать привод намоточных
устройств, определить требования к системе управления и
удовлетворить их.
Так, для привода намоточного устройства 20-валкового
стана 160 принято два двигателя различной мощности.
122
Двигатель большей мощности работает в первых пропус-
ках при прокатке толстой и широкой ленты и служит для
создания больших натяжений. При прокатке тонкой или уз-
кой ленты двигатель большей мощности отключается, натя-
жение ленты создается двигателем меньшей мощности.
На 20-валковом стане 160 прокатка ленты конечных раз-
меров иногда производится при безредукторном приводе на-
моточного устройства от двигателя меньшей мощности. Для
расширения диапазона требуемых натяжений ленты на на-
моточных устройствах применяются сменные барабаны раз-
личных диаметров.
Каждое намоточное устройство 20-валкового стана 160 со
станиной рабочей клети клещевого типа и 20-валкового ста-
на 60 приводится одним двигателем. Системы управления
этих станов предусматривают возможности, расширяющие
диапазон требуемых натяжений.
Система управления многовалковыми станами отвечает
всем технологическим требованиям прокатки и обеспечива-
ет, в частности, автоматическое поддержание заданной ско-
рости прокатки и натяжения ленты с необходимой степенью
точности.
Задание скорости указанных типов станов производится
от бесконтактного устройства, состоящего из задающего сель-
сина и приводного двигателя.
Станы оснащены приборами, позволяющими контролиро-
вать технологический процесс прокатки: бесконтактными из-
мерителями толщины, измерителями давления металла на
валки, измерителями натяжения ленты, измерителями скоро-
сти прокатки и др.
Опыт эксплуатации 20-валковых станов подтвердил пра-
вильность принятых решений и показал высокую степень на-
дежности электропривода и систем управления. Электропри-
вод и системы управления станами обеспечивают получение
качественной ленты с заданными допусками и свойствами
во всем диапазоне прокатываемых материалов.
Следует отметить, что постоянный рост требований по
уменьшению размеров, быстродействия и стабильности при-
боров и систем вызывает потребность в уменьшении толщин
и повышении качества и точности применяемых лент.
Это, в свою очередь, требует постоянного совершенствова-
ния оборудования, создания новых конструкций станов и бо-
лее совершенных систем управления.
Используя накопленный в этой области опыт, в настоящее
время уже освоили станы других конструкций, позволяющие
прокатывать ленту толщиной 10 мк при ширине 250 мм.
Всего для прокатки тончайших лент толщиной от 10 мк и
ниже изготовлено 15 двадцативалковых станов, из них 12
успешно эксплуатируются, а 3 находятся в стадии монтажа
123
й наладки. Эти станы в состоянии полностью обеспечить по-
требность в тончайшей ленте из различных металлов и спла-
вов.
Работа ВНИИМЕТМАШа в области создания прецизион-
ных станов для холодной прокатки тонких и тончайших лент
удостоена Государственной премии.
nil ri'lirniil ’ Ml
Инженеры ДМИТРИЕВ Л.
ДОБРОСКОК Е. И.
Д., I ПОТАПОВ Н. Н. I
и СКОРОБОГ АТСКИИ И. И.
СТАН 2800 ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВ И ПЛИТ ИЗ
АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Для значительного увеличения производства листовой
продукции из алюминия во ВНИИМЕТМАШе впервые спро-
ектировано оборудование полунепрерывного стана 2800.
Комплекс оборудования стана 2800 размещается в шести-
пролетном здании общей длиной около 600 м. Расположе-
ние оборудования стана обеспечивает непрерывность техно-
логического потока, который осуществляется таким образом,
что поступление слябов и выдача готовой продукции произ-
водятся с одной стороны цеха, в результате чего обеспечива-
ется рациональная работа внутризаводского транспорта.
На стане производится прокатка и обработка листов из
алюминиевых сплавов толщиной 0,5—25 мм, шириной 1000—
2500 мм, длиной 2000—10000 мм и полос, смотанных в руло-
ны диаметром до 1400 мм, шириной 1000—2500 мм, весом до
6 т.
Толстые листы выпускаются постоянного и переменного
сечения толщиной 25—60 мм, шириной 1000—2500 мм, дли-
ной 2000—10000 мм.
Листы и плиты выпускаются из термически упрочняемых
и неупрочняемых сплавов, проглаженными или нагартован-
ными.
Заготовкой для всего сортамента продукции стана слу-
жат слябы, поступающие из отделения полунепрерывной раз-
ливки толщиной до 400 мм, шириной до 2000 мм, длиной до
2650 мм, наибольший вес слябов 6000 кг.
По технологическому процессу производства продукции
оборудование стана подразделяется на ряд отделений: фре-
зерования слябов; нагревательных печей; горячей прокатки;
отжигательных печей; холодной прокатки; агрегатных линий
125
поперечной резки; обработки тонких листов; холодной про-
катки и обработки толстых листов постоянного и переменно-
го сечения.
ОТДЕЛЕНИЕ ФРЕЗЕРОВАНИЯ СЛЯБОВ
В этом отделении производится механическая обработка
поверхности слябов с накладкой и гибкой планшетов для
плакировки. В отделении установлены вертикальные про-
дольно-фрезерные станки. Уборка стружки от каждого фре-
зерного станка производится специальными транспортерами,
которые передают стружку на общий транспортер, отводя-
щий ее к брикет-прессам.
После фрезерования слябы поступают в моечно-сушиль-
ную машину для удаления следов масла и механических за-
грязнений с поверхности промывкой их содовым раствором,
чисткой механическими щетками и промывкой горячей во-
дой. В дальнейшем сляб подается к устройству для наложе-
ния планшетов, которое состоит из двух планшетоукладчи-
ков и кантователя слябов. Затем сляб с наложенными план-
шетами поступает в устройство для гибки планшетов по бо-
ковым его граням. Этим в процессе прокатки обеспечивается
плакировка сляба по всем его граням, что исключает рас-
трескивание полосы по кромкам и снижает количество обре-
зи.
Операции промывки слябов наложения планшетов, кан-
товки слябов с планшетами и гибки планшетов полностью ме-
ханизированы. Машины и механизмы участка подготовки
слябов к нагреву: моечно-сушильный агрегат, планшетоук-
ладчики, рольганги перед и за моечно-сушильным агрега-
том, кантователь и гибщик планшетов — новые, оригиналь-
ные и впервые спроектированы для указанных операций.
ОТДЕЛЕНИЕ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
В отделении установлены двухкамерные электрические
конвейерные печи, в которых слябы с планшетами нагрева-
ются до температуры прокатки. Блок печей обслуживается
вилочными кранами, установленными по два с каждой сто-
роны печей. Вилочные краны предназначены для подачи сля-
бов с рольганга на транспортер печи и передачи нагретого
сляба с транспортера печи на отводящий от печи рольганг.
ОТДЕЛЕНИЕ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ
В этом отделении производится горячая прокатка слябов
из алюминия и его сплавов в полосы, сматываемые в руло-
ны, являющиеся исходной заготовкой для станов холодной
126
прокатки. Кроме того, здесь прокатываются и обрабатыва-
ются толстые листы и плиты.
В состав оборудования отделения горячей прокатки вхо-
дит полунепрерывный стан 2800, состоящий из черновой и
чистовой групп и оборудования для отделки толстых листов
и плит.
В черновую группу стана входят две реверсивные клети
кварто: 900/1400X2800 ( рис. 1,2) и 750/1400X2800.
Рис. 1. Черновая реверсивная клеть кварто 900/1400-2800 (поперечный
разрез)
Рис. 2. Линия черновой реверсивной клети кварто 900/1400-2800
Рабочие валки первой клети кварто приводятся от элек-
тродвигателя постоянного тока мощностью 5000 л. с., скоро-
стью вращения 0—30—60 об!мин через муфту, шестеренную
клеть и универсальные шпиндели.
Рабочие валки второй клети кварто приводятся от элек-
тродвигателя постоянного тока мощностью 7000 л. с., ско-
ростью вращения 0—50—120 об]мин также через муфту,
127
шестеренную клеть и универсальные шпиндели. Наибольший
выключающий момент двигателей равен 300 тм. Наибольшее
давление металла на валки при прокатке в каждой клети —
3000 т. Скорость прокатки в первой клети до 3,14 м/сек и во
второй клети — до 4,25 м/сек.
Каждая клеть черновой группы оборудована рабочими
рольгангами, станинными роликами с групповым приводом,
манипуляторами, толкателями, поворотными столами, уста-
новленными только на входных сторонах рабочих клетей, ус-
тройствами для перевалки валков. Это оборудование обеспе-
чивает полностью механизированный процесс прокатки в ре-
версивных рабочих клетях.
Рабочие и опорные валки клетей черновой группы уста-
новлены на подшипниках качения. Механизмы установки
валков спроектированы с применением глобоидных передач,
обеспечивающих поджим валков в процессе прокатки. Ско-
рость установки валков имеет диапазон регулирования от
1,17 до 17,5 мм/сек. Для опорных и рабочих валков предус-
мотрена комплексная и раздельная перевалка валков в кле-
тях черновой группы. Уравновешивание рабочих валков,
опорных валков и универсальных шпинделей — гидравличес-
кое. Коэффициент уравновешивания рабочих валков принят
равным 3 в целях исключения пробуксовывания их относи-
тельно опорных валков.
Перед каждой черновой клетью кварто установлены ра-
бочие клети с вертикальными валками диаметром 1000 мм,
предназначенные для обжатия боковых кромок слябов
(рис. 3).
Рис. 3. Рабочая клеть с вертикальными валками
Конструкция рабочей клети с вертикальными валками
обеспечивает быструю и легкую смену прокатных валков.
Предусмотрен свободный доступ ко всем узлам и деталям
клети при ремонте и обслуживании. Валки рабочей клети с
вертикальными валками приводятся от электродвигателя
мощностью 480 л.с., скоростью вращения 0—175—500 об/мин
123
через зубчатую муфту, цилиндрический одноступенчатый ре-
дуктор, трансмиссионный вал и конические шестерни. Наи-
больший момент привода 15 т, наибольшее давление метал-
ла на валки — 200 т.
В первой черновой клети слябы из термически упрочняе-
мых сплавов прокатываются до толщины 65—85 мм, затем
во второй черновой клети — до 20—30 мм. Слябы из терми-
чески неупрочняемых сплавов прокатываются до толщины
60 мм в одной из клетей черновой группы стана.
Между первой и второй рабочими клетями черновой груп-
пы, а также за второй клетью установлены рольганги, состо-
ящие из типовых секций с приводом роликов от двигателей
постоянного тока. Для предотвращения потертости прокаты-
ваемой полосы предусмотрена жесткая синхронизация ско-
ростей рабочих валков клетей, рабочих и раскатных рольган-
гов. С этой же целью рольганг за второй клетью снабжен
с-образными роликами.
Оборудование непрерывной чистовой группы стана сос-
тоит из пяти клетей кварто 650/1500X2800 (рис. 4).
Рабочие валки первых трех клетей приводятся от элект-
родвигателей постоянного тока через одноступенчатые ци-
линдрические редукторы и шестеренные клети. Рабочие вал-
ки последних двух клетей непрерывной группы приводятся от
электродвигателей постоянного тока, непосредственно через
шестеренные клети.
Электродвигатели первых четырех клетей имеют мощность
5440 л. с. и скорость вращения 0—100—200 об/мин каждый,
электродвигатель последней клети — мощность 3400 л. с. и
скорость вращения 0—125—250 об/мин.
Рабочие клети непрерывной группы рассчитаны на наи-
большее давление металла на валки при прокатке до 3000 т.
Скорость прокатки в первой клети непрерывной группы
0,4—1,2 м/сек. Наибольшая скорость прокатки в пятой клети
равна 5 м/сек.
Рабочие клети непрерывной группы оборудованы провод-
ковыми столами на входных и выходных сторонах клетей, на-
правляющими линейками только на входных сторонах кле-
тей и петледержателями, установленными между клетями.
Опорные валки клетей чистовой группы установлены на
подшипниках жидкостного трения, а рабочие валки — на
подшипниках качения. Механизм установки валков обеспе-
чивает поджим валков при нахождении полосы в клети в про-
цессе прокатки. Скорость установки валков 0,452—
0,904 мм/сек. Уравновешивание рабочих валков, опорных
валков и универсальных шпинделей — гидравлическое.
В чистовой группе стана прокатываются полосы, сматы-
ваемые в рулоны: из термически упрочняемых сплавов тол-
щиной от 3 до 6 мм, из термически неупрочняемых сплавов
9 Зак. ЗДСП	129
Рис. 4. Чистовая непрерывная группа стана 2800
толщиной от 5 до 10 мм и полосы толщиной от 5 до 25 мм
%ля производства толстых горячекатаных листов.
С целью обеспечения высокого качества готовой продук-
ции все рабочие клети стана горячей прокатки 2800 снабже-
ны устройствами для регулирования профиля рабочих вал-
ков методом противоизгиба и установками для очистки вал-
ков от налипшего алюминия.
Все операции на стане механизированы, и в настоящее
время одна из организаций разрабатывает систему для пол-
ной автоматизации работы стана.
В линии рольганга перед непрерывной группой установ-
лены ножницы Н=60 мм с нижним а-образным резом и дис-
ковые ножницы Н=25 мм с кромкокрошителем. Ножницы с
нижним резом предназначены для обрезки переднего и зад-
него концов полос, поступающих в дальнейшем для прокат-
ки в чистовой группе, V-образная форма переднего конца
обеспечивает более надежный захват полосы в первой клети
чистовой группы. Дисковые ножницы с кромкокрошителем
предназначены для обрезки, в случае необходимости, кро-
мок полосы перед прокаткой в непрерывной группе.
За последней клетью чистовой группы стана установле-
ны: толщиномер для замера толщины полосы после прокат-
ки, летучие ножницы для обрезки концов полосы, дисковые
ножницы с кромкокрошителем для обрезки кромок и две мо-
талки с захлестывателями для смотки полосы в рулон с на-
тяжением до 6000 кг.
В целях снижения потертости полосы при выходе ее из
чистовой группы, оборудование устанавливается непосред-
ственно за последней клетью стана.
Каждая моталка оборудована тележкой с захватами и
кантователем для съема рулона с барабана, передачи его
к весам для взвешивания и обвязки и установки рулона на
конвейер, подводящий его к отжигательным печам.
Линия обработки плит предназначена для резки полосы
на плиты мерной длины. Резка производится на ножницах с
нижним резом Н—60 мм. Линия обработки плит расположе-
на за черновой группой стана, параллельно основному пото-
ку на расстоянии 80 м от него. Передача полосы с основного
потока на рольганг резки производится цепным транспорте-
ром. Транспортировка полосы к ножницам и порезанных плит
от ножниц осуществляется рольгангом. Плиты с рольганга
за ножницами убираются мостовым краном и складываются
в стопу на поддон. Наибольшая длина плит — 10000 мм.
Линия обработки толстых листов предназначена для рез-
ки полос на листы на ножницах с нижним резом Н=25дък
и летучих ножницах Н—13 мм, обрезки боковых кромок на
Дисковых ножницах Н=20 мм с кромкокрошителем, правки
листов на 13-роликовой правильной машине и укладки обра-
9* 131
ботанных листов листоукладчиком. Толщина обрабатывае-
мых листов 5—25 мм, длина — 2000—10000 мм.
Линия обработки толстых листов расположена за чисто-
вой группой стана непосредственно за моталками. Транспор-
тировка полос от чистовой группы стана к оборудованию об-
работки толстых листов осуществляется рольгангом с у-об-
разными роликами, с центровкой полосы подвижными линей-
ками, встроенными в рольганг.
В состав оборудования отделения горячей прокатки вхо-
дит целый ряд машин и механизмов новых оригинальных
конструкций, к которым относятся: вспомогательные меха-
низмы у рабочих клетей непрерывной группы; ножницы с
нижним резом Н=60 мм\ дисковые ножницы с кромкокро-
шителем Н=6 мм; летучие ножницы Н = 6 мм и Н=13 мм;
моталки с вспомогательным оборудованием.
ОТДЕЛЕНИЕ ОТЖИГАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
В отделении отжига рулонов установлены электрические
конвейерные печи. Рулоны, снятые с моталок стана, полет-
ным цепным транспортером подаются на входную сторону
печей, где специальным краном снимаются с этого транспор-
тера и устанавливаются на транспортер печи. Отожженные
рулоны по выходе из печи также краном снимаются с печ-
ного транспортера и передаются в вертикальном положении
на отводящий полетный транспортер, установленный с вы-
ходной стороны печей. Этим транспортером рулоны направ-
ляются к кантователю, установленному в конце транспор-
тера, кантуются в горизонтальное положение и мостовым
краном или наземным транспортом передаются на стелла-
жи, размещенные перед станами холодной прокатки.
ОТДЕЛЕНИЕ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ
Оборудование отделения холодной прокатки состоит из
двух реверсивных станов 650/1400x2800 и непрерывного
двухклетевого стана 650/1400x2800. Проекты этих станов
выполнены УЗТМ.
Исходной заготовкой для прокатки полос в холодном
состоянии служат отожженные горячекатаные полосы тол-
щиной от 3 до 10 мм, свернутые в рулоны.
На станах прокатываются полосы толщиной от 0,5 до
4 мм, шириной до 2550 мм со смоткой в рулоны, внутренним
диаметром 750 мм, наружным — до 1600 мм и весом до
6000 кг; скорость прокатки — до 5 м/сек; давление металла
на валки при прокатке — до 4000 т; натяжение полосы меж-
ду клетями непрерывного стана и на моталках станов — до
40 т, а натяжение на разматывателях — до 8 т.
132
ОТДЕЛЕНИЕ АГРЕГАТНЫХ ЛИНИЙ ПОПЕРЕЧНОЙ РЕЗКИ
На этих линиях производится резка и обработка полос из
рулонов на листы толщиной 0,5—4 мм, шириной 1200—
2500 мм, длиной 3000—7300 мм.
Поданный на линию резки рулон разматывается в конус-
ном разматывателе. Затем полоса предварительно правится
в пятироликовой правильной машине. Передний конец поло-
сы обрезается на ножницах с нижним резом. Далее произ-
водится обрезка боковых кромок на дисковых ножницах с
кромкокрошителями. Порезка полос на листы мерной дли-
ны производится автоматически при помощи двух фотореле
на вторых ножницах с нижним резом. Отрезанные листы
правятся на семнадцатироликовой правильной машине и за-
тем ленточным транспортером подаются к листоукладчику
для укладки на поддон в стопу.
Уложенные в стопах листы транспортируются электро-
карами или мостовыми кранами для дальнейшей обработки.
Скорость обработки листов в линиях — до 1,5 м/сек.
ОТДЕЛЕНИЕ ОБРАБОТКИ ТОНКИХ ЛИСТОВ
Оборудование отделения предназначено для обработки
тонких листов толщиной 0,5—4 мм, шириной 1200—2500 мм,
длиной 3000—7000 мм, поступающих с агрегатных линий по-
перечной резки, а также с участка отжигательных печей тон-
ких листов.
В отделении установлены агрегатные линии обработки
листов из термически упрочняемых и неупрочняемых спла-
вов.
В состав оборудования каждой агрегатной линии обра-
ботки листов из термически упрочняемых сплавов входят:
1)	перекладывающее устройство подачи листов по одно-
му из пакета на транспортер перед печью для термообра-
ботки;
2)	ленточные транспортеры для подачи листов к маши-
нам, расположенным в потоке линии;
3)	печь термообработки листов;
4)	роликоправильная машина для предварительной прав-
ки (в случае необходимости) листов во влажном состоянии;
5)	сушильная машина с тянущими роликами для удале-
ния влаги с поверхности листа;
6)	стан дуо 900x2800 для прогладки или нагартовки ли-
стов;
7)	передаточное устройство, предназначенное для пере-
дачи листов с транспортера к правильно-растяжной машине
и сдвоенным ножницам;
8)	правильно-растяжная машина усилием 350 т;
133
9)	сдвоенные ножницы для обрезки листа по длине;
10)	17-роликовая правильная машина правки листов;
11)	контрольные плиты с кантователем для контроля ка-
чества листов;
12)	машина маркировки листов;
13)	машина для смазывания листов;
14)	устройство для укладки листов в упаковочную тару;
15)	перекладывающее устройство, предназначенное для
снятия листа с ленточного транспортера и укладывания его
на поддон;
В состав оборудования каждой агрегатной линии обра-
ботки листов из термически неупрочняемых сплавов входят:
1)	перекладывающее устройство подачи листов из паке-
та на подводящий транспортер;
2)	подводящий транспортер листа к сдвоенным ножни-
цам;
3)	сдвоенные ножницы окончательной обрезки листа в
размер по длине;
4)	ленточные транспортеры для подачи листов к маши-
нам, расположенным в потоке линии;
5)	17-роликовая правильная машина окончательной прав-
ки листов;
6)	контрольные плиты с кантователем для контроля ка-
чества листов;
7)	машина маркировки листов;
8)	машина для смазывания листов;
9)	устройство для укладки листов в упаковочную тару;
10)	перекладывающее устройство для снятия листа с лен-
точного транспортера поточной линии и укладывания его на
поддон.
Все операции отделки тонких листов в агрегатных лини-
ях полностью механизированы. Скорость обработки листов—
до 1,5 м!сек.
Агрегатные линии отделки тонких листов были применены
впервые в производстве листов из сплавов алюминия. В со-
став оборудования вошел ряд машин и механизмов совер-
шенно новых конструкций: машины для маркировки, промас-
ливания и укладки листов в упаковочную тару, контрольные
плиты.
ОТДЕЛЕНИЕ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ И ОБРАБОТКИ ТОЛСТЫХ
ЛИСТОВ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЙ
Оборудование отделения предназначено для прокатки и
отделки листов, поступающих в отожженном состоянии из
отделения горячей прокатки.
При прокатке и обработке листов постоянного сечения
стопа листов подается под раскладчик с входной стороны
агрегата, которым листы по одному подаются на подводя-
134
щий рольганг реверсивной клети кварто 650/1400x2800 для
прокатки до требуемой толщины и, если необходимо, с при-
менением промежуточных отжигов.
После прокатки листы из термически неупрочняемых
сплавов обрезаются на сдвоенных ножницах по длине, пра-
вятся на 13-роликовой правильной машине, осматриваются
на контрольных плитах с обеих сторон, маркируются, про-
масливаются, складываются в стопы и передаются на склад
готовой продукции.
Листы из термически упрочняемых сплавов после прокат-
ки в реверсивной клети укладываются в стопу и передаются
в термоотделение для закалки. После закалки листы подвер-
гаются проглаживанию или нагартовке на той же клети квар-
то, после предварительной правки на 13-роликовой правиль-
ной машине, установленной с входной стороны агрегата.
Проглаженные или нагартованные листы первоначально
правятся растяжением на правильно-растяжной машине уси-
лием 1000 т и в дальнейшем подвергаются обработке, анало-
гичной обработке листов из термически неупрочняемых спла-
вов.
Листы переменного сечения прокатывают в реверсивном
режиме в той же клети кварто. При этом при проходе листа
в четных пропусках обжатие не производится.
Прокатка проводится с натяжением до 40 т, создаваемым
специальной кареткой, встроенной в рольганг на выходной
стороне стана. Получение клиновидности достигается измене-
нием раствора валков в процессе обжатия металла валками.
При этом нажимные устройства работают с постоянной ско-
ростью на отжим.
Скорость прокатки постоянна и равна 0,5 м!сек. Измене-
ние клиновидности достигается за счет изменения скорости
перемещения верхнего рабочего валка.
Нагартовка и прогладка клиновидных листов из термиче-
ски упрочняемых сплавов производится в реверсивной клети
кварто в нечетных пропусках и с натяжением.
После нагартовки или проглаживания клиновидные лис-
ты подвергаются такой же обработке, как и листы постоян-
ного сечения, с той лишь разницей, что правка производится
на 17-роликовой правильной машине, предназначенной для
правки клиновидных листов.
Оборудование агрегата, как и сам стан для производства
листов переменного сечения, спроектированы впервые как в
отечественной, так и в зарубежной практике.
Все технологические операции полностью механизирова-
ны.
В проектировании комплекса оборудования полунепрерыв-
ного стана 2800 принимали участие НКМЗ, УЗТМ, ЭЗТМ,
скмз.
135
Канд. техн, наук КИРИЛИН Н. М., инженеры
КАЦНЕЛЬСОН М. П. и ГУБАНКОВ В. Г.
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ СОРТОВЫЕ СТАНЫ
КОНСТРУКЦИИ ВНИИМЕТМАШа
В 1955—1956 гг. во ВНИИМЕТМАШе были разработаны
проекты полунепрерывного среднесортного стана 350 и не-
прерывного штрипсового стана 300.
Первый стан 350 был изготовлен на Электростальском за-
воде тяжелого машиностроения и пущен в эксплуатацию в
1961 г. на металлургическом заводе в г. Бхилаи (Индия).
Стан имеет в своем составе 12 рабочих клетей. Максималь-
ная скорость прокатки до 10 м/сек.
Второй стан 350 изготовлен заводом им. Тельмана (ГДР)
и находится в эксплуатации с конца 1963 г. на Череповец-
ком металлургическом заводе. Стан состоит из 14 рабочих
клетей, максимальная скорость прокатки 15 м/сек. Годовая
производительность стана 900 тыс. т.
С 1968 г. на металлургическом заводе им. Дзержинского
(г. Днепродзержинск) эксплуатируется третий полунепрерыв-
ный стан 350. Он спроектирован и изготовлен заводом
им. Тельмана. По своей схеме и конструкции основных узлов
этот стан в основном повторяет стан 350 Череповецкого ме-
таллургического завода, разработанный во ВНИИМЕТМАШе.
Станы 350 предназначены для выпуска круглого проката
диаметром 25—85 мм, полосовой стали шириной 40—120 мм
и толщиной 5—40 мм, угловых профилей от № 4,5 до 9, дву-
тавровых балок № 10, швеллеров от № 5 до 10 и других про-
филеразмеров проката эквивалентного сечения.
Прокатка указанных профилей производится из заготовок
сечением 100X100— 170X170 мм, длиной 4—6 м, получае 
мых с непрерывно-заготовочного стана.
Готовый прокат выпускается в прутках длиной 3—;24 м
Оборудование стана размещается в основном становом
136
пролете длиной 384 м, пролетах нагревательных печей, ма-
шинного зала, склада заготовок и склада готовой продукции.
Общая производственная площадь, занимаемая оборудова-
нием стана 350, около 40000 м2. Суммарная мощность глав-
ных приводов 14700 кет. Общий вес механического оборудо-
вания примерно 6900 т.
Максимальная часовая производительность для различ-
ных профилей колеблется в пределах 89—254 т.
Стан 350 — высокомеханизированный и автоматизирован-
ный агрегат, значительно превосходящий по производитель-
ности аналогичные отечественные и зарубежные станы.
Ниже приведено описание стана 350, установленного на
Череповецком металлургическом заводе. Стан имеет более
полный состав оборудования и рассчитан на большую произ-
водительность.
Заготовки со склада кранами подаются пачками на че-
тыре загрузочных устройства 1 (рис. 1). Загрузочные уст-
ройства передают заготовки пачками на рольганг перед пе-
чами, с которого они толкателями задаются в нагревательные
печи 3 с торцовой выдачей. Нагретые в печах до температуры
прокатки заготовки выдаются по одной штуке на рольганг за
печами и транспортируются к делительным ножницам 4 для
резки на две или три части в тех случаях, когда это необхо-
димо по условиям укладки сорта на холодильник.
На рольганге за ножницами перед первой клетью установ-
лен кантователь, производящий кантовку заготовки перед ее
задачей в первую клеть.
Аналогичные кантователи установлены также перед вто-
рой, шестой, девятой, десятой и одиннадцатой клетями.
Участок прокатки (рис. 2) состоит из 14 рабочих клетей
дуо, установленных последовательно и непрерывно в трех
параллельных линиях.
В первой линии размещено восемь клетей: первая клеть 5
с валками 0 530 X 1000 мм установлена отдельно; клети вто-
рая, третья и пятая с валками 0 530Х1000 мм и вертикаль-
ная четвертая клеть с валками 0 420 X 600 мм образуют вер-
ную непрерывную группу 7, шестая и восьмая клети — гори-
зонтальные с валками 0 420x800 мм и седьмая вертикаль-
ная клеть с валками 0 420X600 мм образуют вторую непре-
рывную группу 10 (см. рис. 1).
Девятая клеть 9 и десятая 6 — горизонтальные, с валка-
ми 0 420 x 800 мм, расположены последовательно во второй
Динии на расстоянии большем, чем максимальная длина про-
катываемых полос.
Двенадцатая и четырнадцатая клети — горизонтальные,
одиннадцатая и тринадцатая — вертикальные, с валками
0370X600 мм, размещаются в третьей линии и образуют
третью непрерывную группу 8.
137

GO
Рис. 1. Полунепрерывный стан 350:
1— загрузочное устройство; 2—шлеппер № 2; 3—нагревательные печи; 4 — ножницы делительные; 5 — горизонтальная
клеть 530; 6 — горизонтальная клеть 420; 7—1-ая непрерывная группа; 8— Ш-я непрерывная группа; 9 — горизонталь-
ная клеть 420; 10— П-я непрерывная группа; 11— шлеппер № 1; 12 — пила для взятия проб; 13—холодильник, 14—пра-
вильная машина; 15 — передающее устройство; 16—ножницы холодной резки; 17 — карманы; 18— сортоправильная ма-
шина; 19 — агрегат сортировки проката; 20 — ножницы холодной резки; 21 — косовалковая правильная машина; 22—
обводной аппарат за 8-ой клетью; 23— установка летучих ножниц (проектируемая); 24 — обводной аппарат за 10-ой
клетью
Рис. 2. Участок прокатки стана 350
Рабочие валки во всех клетях установлены на подшип-
никах жидкостного трения.
Для сохранения постоянной линии прокатки при переходе
с одного калибра на другой горизонтальные клети вместе с
шестеренными перемещаются по плитовинам в горизонталь-
ном направлении, а вертикальные — в вертикальном направ-
лении в раме клети. Закрепление клетей осуществляется гид-
равлическими зажимами.
Передача полос между линиями прокатки производится
цепными шлепперами 2 и 11.
Выйдя из последней клети стана, прокат по отводящему
рольгангу подается к рольгангу со стрелкой, с помощью ко-
торой поочередно направляется на правую или левую нитки
двухстороннего реечного холодильника 13. Перед холодиль-
ником на правой и левой нитках подводящего рольганга ус-
тановлены дисковые пилы 12, с помощью которых можно от-
резать пробы от задних концов проката. Холодильник обору-
дован двумя системами зубчатых реек: подвижной и непод-
вижной.
В конце реек по обеим сторонам холодильника установле-
ны пакетирующие и перекладывающие устройства для пере-
дачи охлажденного проката пачками или по одной штуке на
отводящие рольганги и далее к правильным машинам.
Весь фасонный прокат в потоке подвергается правке, ко-
торая осуществляется в две нитки со скоростью 2—6 м/сек
139
передвижными правильными машинами с роликами консоль-
ного типа.
Сортовой прокат без правки, а фасонный прокат после
правки поступают на рольганг за правильной машиной, от-
куда передающим устройством 15 транспортируются пакета-
ми на рольганг перед ножницами холодной резки. Перед нож-
ницами 16 прокат в пакетах выравнивается упором по перед-
ним концам и затем ножницами разрезается на мерные дли-
ны.
Разрезанный прокат собирается в карманы 17, после чего
увязывается в пачки и подается кранами на склад для от-
грузки или дальнейшей обработки. На складе готовой про-
дукции установлены агрегат сортировки проката 19, ножни-
цы холодной резки 20 и косовалковая правильная маши-
на 21.
В период пуска и освоения стана 350 на Череповецком ме-
таллургическом заводе работниками цеха совместно с конст-
рукторами ВНИИМЕТМАШа был разработан и внедрен ряд
усовершенствований в конструкции некоторых узлов и машин
стана.
На некоторых из них, представляющих наибольший инте-
рес, следует остановиться.
На рольганге перед печами стойки под ролики и плитный
настил выполнены чугунными.
При передвижении пакетов по рольгангу со скоростью
2 м)сек из шести—семи заготовок весом по 1350 кг наблю-
дались случаи удара заготовок о бурты плитного настила и
поломки опорных площадок на стойках.
Во избежание остановок стана были смонтированы до-
полнительные сварные конструкции для крепления плитного
настила.
В соответствии с первичной калибровкой на стане была
запроектирована установка шести кантователей перед кле-
тями.
После усовершенствования калибровки на стане оставили
только два кантователя, перед второй и шестой клетями.
При необходимости, перед десятой клетью устанавливается
кантующая втулка, которая работает безотказно.
Механизм передвижения к станинам горизонтальных ра-
бочих клетей прикреплен болтами.
При перевалках клетями затрачивалось много времени
на рассоединение с механизмом передвижения. После разра-
ботки и внедрения крепления механизма передвижения со
станиной рабочей клети с помощью чеки затраты времени
на перевалку значительно сократились.
На всех горизонтальных рабочих клетях было установле-
но пружинное уравновешивание верхнего валка с подушками.
Причем на клетях 350 — чистовой группы стана уравновеши-
140
вание осуществлялось при помощи одной пружины, располо-
женной по центру клети, что было явно недостаточно. Кроме
того, конструкция механизма осевой регулировки и уравно-
вешивающей траверсы не обеспечивали самоустановки поду-
шек с подшипниками жидкостного трения относительно шеек
валков.
В целях улучшения условий уравновешивания верхнего
валка и самоустановки подушек был осуществлен ряд меро-
приятий: в механизме осевой регулировки верхнего валка
скобы (форкопфы) в местах их крепления за выступы по-
душки были с цилиндрических переделаны на сферические.
На эксцентриковых валиках, соединяющих крышку станины
с подушками верхнего валка, контактирующая длина была
уменьшена со 150 до 50 мм. Кроме того, в дальнейшем на
всех горизонтальных клетях стана пружинное уравновешива-
ние верхнего валка было переделано на гидравлическое, рас-
полагающееся по боковым сторонам станины.
С внедрением всех этих мероприятий на горизонтальных
клетях, особенно чистовой группы, резко сократился выход
из строя подшипников жидкостного трения.
Самым узким местом на стане в период его освоения был
передаточный шлеппер № 2 между второй и третьей линия-
ми.
Шлеппер тормозил рост производительности стана, так
как требовал создания пауз между предыдущей и последую-
щей штуками для того, чтобы раскат, вышедший на рольганг
в зону шлеппера, мог остановиться до передачи его с роль-
ганга за десятой клетью на рольганг перед одиннадцатой
клетью.
С наращиванием производительности стана необходимые
для нормальной работы шлеппера паузы часто не соблюда-
лись, и начали возникать неполадки в работе этого участка.
При досрочном включении шлеппера горячий металл, про-
должая передвигаться по рольгангу со скоростью примерно
10 м/сек, натыкался на захватки цепей. Происходило изгиба-
ние раската и выход из строя цепей и, как результат, простои
стана.
Для уменьшения требуемых пауз в подаче проката на
участок шлеппера № 2 во ВНИИМЕТМАШе было разработа-
но оригинальное решение по изменению конструкции шлеп-
пера, внедрение которого позволило перемещать незатормо-
женный прокат без опасения повреждения цепей*. Для улуч-
шения работы стана 350 путем упрощения принципа передачи
металла от линии к линии был разработан и установлен меж-
* Жукевич-Стоша Е. А., Губанков В. Г., Кацнельсон М. П., Пин-
ПередаТ0ЧНЫЙ шлеппеР- Авт. свид-во № 196697. Бюлл. изобр.,
141
ду десятой и одиннадцатой клетями обводной аппарат
(рис. 3).
Рис. 3. Обводной аппарат за десятой клетыо стана 350
С вводом в эксплуатацию в феврале 1965 г. обводного ап-
парата резко снизились простои стана, уменьшился брак по
металлу, работа шлеппера № 2 сократилась на 70%. В кон-
це 1965 г. на стане был установлен второй обводной аппарат
22 между восьмой и девятой клетями.
С вводом в действие второго обводного аппарата стан из
полунепрерывного фактически превратился в непрерывный.
Исключение составляет только промежуток между девятой и
десятой клетями.
В настоящее время с использованием двух обводных ап-
паратов прокатывают все круги до 0 50 мм и все угловые
профили.
За годы эксплуатации стана 350 на нем освоена прокатка
всех проектных профилей за исключением балки № 10 и
швеллеров от № 5 до № 10.
142
В 1964 г., первом году эксплуатации, стан выпустил 57%
проектной производительности; в 1965 г. — 85%, в 1966 г. стан
достиг проектной производительности и к настоящему време-
ни ее уже перекрыл.
Непрерывный штрипсовый стан 300 изготовлен заводом
им. Тельмана (ГДР) и пущен на Криворожском металлурги-
ческом заводе в 1964 г. Стан предназначен для прокатки
штрипса и узкой полосы в рулонах для изготовления сварных
труб.
Проектный сортамент прокатываемых штрипсов: толщина
2—8 мм и ширина 116—460 мм из сталей Ст. 1—6.
Штрипс сматывается в рулоны с наружным диаметром
1300—1500 мм и внутренним—650—730 мм. Вес рулона ИЗО—
3770 кг.
Питание стана предусмотрено заготовками с размером
сечения от 90—100X120—400 мм, длиной 10—12 м, получа-
емыми с непрерывно-заготовочного стана этого же завода.
Проектная скорость прокатки до 21 м/сек. Общий вес
механического оборудования составляет, примерно, 4500 т
Проектная производительность стана 1200 тыс. т в год.
Оборудование стана размещено в основном становом про-
лете длиной 354 м, в пролетах нагревательных печей, машин-
ного зала, складов заготовок и готовой продукции. Общая
производственная площадь, занятая оборудованием стана,
около 28300 м2.
Штрипсовый стан является высокомеханизированным и
автоматизированным агрегатом, значительно превосходящим
по производительности аналогичные отечественные и зару-
бежные станы.
Расположение оборудования стана показано на рис. 4.
В печном участке стана находятся две нагревательные пе-
чи производительностью 180 т/ч каждая, в которых заготов-
ки нагревают до 1200—1250°. Каждая нагревательная печь
обслуживается двумя загрузочными устройствами 2, установ-
ленными в пролетах склада заготовок.
Укладка заготовок на загрузочное устройство производит-
ся пакетами працен-кранами с электромагнитами, а выдача
по одной штуке на рольганг перед печами 3 — с помощью
подвижных решеток.
Для предотвращения повреждения пода печи загнутым пе-
редним концом заготовки при ее загрузке она может канто-
ваться на 180° кантователем 4.
Подача заготовок в печь происходит заталкивающей те-
лежкой 5, а проталкивание вдоль печи — толкателем 6 с во-
Доохлаждаемыми штангами.
Работа всех механизмов участка загрузки полностью ав-
томатизирована. Выдаются заготовки из печи через боковое
143

576650______________
6000*53^35^000
33000	1 И 73	75	______________________., 3000°
Рис. 4. Непрерывный штрипсовый стан 300:
1 — нагревательные печи; 2 — загрузочное устройство; 3 — рольганг перед печами; 4 — кантователь; 5 — заталкивающая
тележка; 6 — печной толкатель; 7—выталкиватель; 8 — вытаскиватель; 9 — ножницы; 10— канатный шлеппер; 11— стал-
киватель брака; 12 — черновая группа клетей; 13— чистовая группа клетей; 14—летучие ножницы; 15 — участок уборки
окно выталкивателем 7, подающим заготовки к вытаскивате-
лю 8, установленному с противоположной стороны печи.
Нагретая заготовка по рольгангу поступает к ножницам
9 для обрезки переднего конца и в некоторых случаях — для
разрезки ее на части. Затем канатным шлеппером 10 она
транспортируется в поперечном направлении на центральный
рольганг перед станом, которым подается к первой клети.
Если заготовка по каким-либо причинам не должна прокаты-
ваться, она этим же рольгангом подается в обратном направ-
лении к сталкивателю брака И и убирается в карманы, рас-
положенные в пролетах склада.
Рольганги печного участка выполнены с индивидуальным
приводом от асинхронных электродвигателей с полым валом
через цилиндрические одноступенчатые редукторы.
Стан состоит из 15 рабочих клетей, расположенных в чер-
новой 12 и чистовой 13 группах.
В черновой группе прокатка ведется с натяжением, в чис-
товой — с петлей. Черновая группа состоит из трех верти-
кальных клетей и шести горизонтальных (четырех 480 и двух
420), чистовая группа — из двух вертикальных клетей 370 и
четырех горизонтальных (одной 420 и трех кварто 270/500)
(рис. 5).
Рис. 5. Участок черновой группы клетей стана 300
Горизонтальные клети дуо 480 имеют станины закрытого
типа и валки, установленные на подшипниках жидкостного
10 Зак. 3 ДСП	145
трения. Верхние и нижние рабочие валки устанавливаются
посредством механизмов.
Горизонтальные рабочие клети дуо 420 по конструкции
аналогичны клетям дуо 480.
Горизонтальные клети кварто 270/500 по конструкции уни-
фицированы с клетями дуо. Рабочие валки смонтированы в
подшипниках качения, а опорные — в подшипниках жидкост-
ного трения. Для привода всех горизонтальных клетей уста-
новлены одинаковые электродвигатели постоянного тока мощ-
ностью 1180 кет и скоростью вращения 270—810 об/мин. Для
привода первых трех горизонтальных клетей чистовой группы
установлены по два таких электродвигателя, для остальных
клетей — по одному.
На стане смонтированы пять вертикальных клетей ориги-
нальной конструкции. Конструктивное решение всех трех ти-
поразмеров вертикальных клетей одинаково.
Усилия прокатки, действующие с одной стороны на валок,
закрепленный непосредственно в самой раме, а с другой сто-
роны — на валок, закрепленный в кассете, удерживаемой на-
жимным устройством, полностью замыкаются в раме, не пе-
редаваясь на станину рабочей клети.
Каждая вертикальная клеть имеет механизм для перевал-
ки валков.
На стане применена принципиально новая конструкция
петледержателей, обеспечивающая автоматическое образова-
ние петли при прохождении полосы.
Между группами клетей установлены барабанные летучие
ножницы 14, предназначенные для обрезки переднего конца
полосы перед ее задачей в чистовую группу и для аварийного
реза полосы на части.
Удаление окалины с прокатываемой заготовки осущест-
вляется водой, подаваемой под давлением до 80 ати. Гидро-
сбив окалины установлен за всеми вертикальными клетями
черновой группы и за первой вертикальной клетью чистовой
группы.
После прокатки на стане металл по рольгангу попадает
на участок уборки (рис. 6), который состоит из двух мо-
талок, четырех съемников рулонов, двух цепных транспорте-
ров, четырех вязальных машин, четырех пакетировщиков ру-
лонов. Эти машины предназначены для транспортировки по-
лосы и предварительного охлаждения ее до 600°, сматывания
полосы в рулон, транспортировки рулонов для их оконча-
тельного охлаждения, съема и установки рулонов с моталок
на транспортеры и с транспортеров на столы вязальных ма-
шин и на пакетировщики рулонов, а также для обвязывания
и сбора рулонов в пачки и транспортировки их на склад го-
товой продукции.
146
Рис. 6. Участок уборки штрипса стана 300
В состав оборудования штрипсового стана 300 входит аг-
регат поперечной резки, предназначенный для резки рулонов
на полосы длиной от 5 до 8 м.
В период пуска и освоения штрипсового стана 300 силами
завода и конструкторов ВНИИМЕТМАШа был разработан
ряд конструктивных и технологических усовершенствований,
на основных из которых следует остановиться.
В черновой группе стана внедрена прокатка с подпором
(без натяжения). Она сопровождается уширением раската в
средней его части. При дальнейшей работе с натяжением в
чистовой группе эта уширившаяся часть раската утягивает-
ся. Это позволяет уменьшить разброс размеров по ширине
штрипса вдоль длины рулона. Кроме того, для дальнейшего
сокращения разброса размеров по ширине штрипса институ-
том разработана, изготовлена и подготавливается к внедре-
нию оригинальная автоматическая система регулирования
ширины штрипса.
Фиксация подушек валков горизонтальных рабочих клетей
со стороны перевалки с помощью широких планок, а также
10* 147
принятая конструкция уравновешивающей траверсы не обес-
печивали самоустановки подушек с ПЖТ. Для улучшения
условий самоустановки подушек конструкция указанных уз-
лов была переделана.
Применение для привода роликов быстроходного рольган-
га за станом двигателей с полым валом и установка роликов
на консоли не оправдали себя на практике. Разработана кон-
струкция двухопорных роликов и установки фланцевых дви-
гателей, соединяемых с роликами через муфту.
Охлаждение штрипса перед смоткой путем поливки водой
из труб, расположенных вдоль рольганга за станом, оказа-
лось неэффективным. ВНИИМЕТМАШем разработано и ус-
тановлено на стане охлаждающее устройство новой конст-
рукции, позволившее существенно улучшить охлаждение
штрипса.
Конструкция летучих ножниц между черновой и чистовой
группами стана не обеспечивала уборку отрезаемого перед-
него конца раската под рольганг. В связи с этим имели слу-
чаи попадания отрезанного куска на полосу и их совместной
прокатки. Для устранения указанного недостатка конструк-
ция ножевых валов летучих ножниц была переделана, после
чего стало возможным ножницы использовать для отрезки
передних концов.
В моталках система уравновешивания раскрывающихся
сегментов оказалась не вполне работоспособной. Кроме того,
моталка не обеспечивала приемки широкого и толстого
штрипсов.
ВНИИМЕТМАШем изучена работа моталок и исследова-
ны основные закономерности свертывания рулона в безбара-
банных моталках.
Разработана и изготовлена усовершенствованная конст-
рукция раскрывающихся сегментов и системы их уравновеши-
вания. Установка новых узлов должна существенно улучшить
работу моталок.
Практически неработоспособной оказалась конструкция
вязальных машин, установленных в потоке стана. Институтом
разработана и в настоящее время отрабатывается принци-
пиально новая конструкция вязальных машин, которая дол-
жна обеспечить надежную работу и плотную увязку рулонов
штрипса.
По мере устранения недостатков, выявившихся при пуске
стана и в первый период его эксплуатации, производитель-
ность его повышалась из года в год. В 1969 г. производитель-
ность штрипсового стана 300 достигла проектной.
Кандидаты техн, наук ПРИХОДЬКО И. Ф.,
САПОЖНИКОВ А. Я. и инж. ВАИСФЕЛЬД А. А.
ЖЕСТКИЕ РАБОЧИЕ КЛЕТИ ДЛЯ ПРОКАТКИ
СОРТОВОГО МЕТАЛЛА С ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТЬЮ
Применение прокатных профилей повышенной точности
позволяет получить значительную экономию металла, сни-
зить затраты на передел, осуществить автоматизацию техно-
логических процессов в машиностроительной, метизной и дру-
гих отраслях промышленности, потребляющих прокат.
Одной из наиболее эффективных мер повышения точности
сортового проката является увеличение жесткости и точности
изготовления рабочих клетей.
ВНИИМЕТМАШ с 1956 г. занимается разработкой конст-
рукций клетей повышенной жесткости, в частности, предва-
рительно напряженных (табл. 1).
Первые отечественные образцы предварительно напряжен-
ных клетей ПНК-350-У1, ПНК-350 и ПНК-300 разработаны
во ВНИИМЕТМАШе в 1957—1961 гг. и в 1959—1962 гг. вне-
дрены в эксплуатацию на стане 350 ДМ3, а в 1964 г. — на
стане 250 ДМ3. В этих клетях в качестве валковых опор
применены самоустанавливающиеся подшипники качения,
растворы валков регулируют при помощи прокладок и экс-
центриковых втулок [1].
Применение новых клетей на стане 350 ДМ3 обеспечило
возможность выпуска всего прокатываемого на стане кругло-
го проката (диаметром 25—33 мм) с точностью ±0,25 мм,
что составило около 70% минусового поля допуска на прокат
обычной точности и около 80% допуска на прокат повышен-
ной точности по ГОСТу 2540—57 и позволило освоить про-
катку рессорной полосы с пораболическими кромками с до-
пусками по толщине ±0,1 мм и по ширине ±0,4 мм, что в
1,5 раза превышает точность, установленную ГОСТом 7419-55
149
Таблица I
Техническая характеристика горизонтальных предварительно напряженных клетей конструкции ВНИИМЕТМАШ
Наименование	Клети						
	ПНК-300	ПНК-350-У1	ПНК-350	ПНК-320	ПНК-420	| 1	ПНК-335	ПН К-270
Место установки	Стаи 250	Стан 350 ДМ3	Стан 350	Стан 300 Че-	Стан 300 ММК	Стан 325	Стан 250-1
	ДМ3		ДМ3	пельск. метза- вода ВНР	Стан 350-1 ММ3	з-да „Крас- ный Ок- тябрь"	ММ3
Год пуска	1964	1959	1962	1967	1970 (план) 1970 (план)	1970 (план)	1970 (план)
Тип клети	Швед-	Чистовая уни-	Шведский	Без эксцентри-	Без эксцентри-	Без эксцен-	Без эксцен-
Номинальный диаметр	ский (Лефве- на)	версальная с вертикальными валками на вы- ходной стороне. Узел валков— шведского типа (Лефвена)	(Лефвена)	ковых втулок с механической затяжкой	ковых втулок с гидравлической затяжкой блока подушек	триковых втулок с гидравличе- ской затяж- кой блок по- душек	триковых втулок с ги- дравличес- кой затяж- кой блока подушек
рабочих валков, мм	265—300	330-350	328—370	290—320	385-420	310--335	246-272
Длина бочки валка, мм Наибольшее давление	700	400	750	400	600	500	400
металла на валки, т	25	32	30	60	200	60	18
Тип валковых опор Усилие предварительно-		Подшипники качения	—	подшипники качения повы- шенной грузо- подъёмности	Самоустанав- ливающиеся ПЖТ	Подшипни- ки качения повышенной грузоподъ- ёмности	Самоу ста - навливаю- щиеся ПЖТ
го напряжения, т	54	66	66	100	360	128	40
Наименование			
	ПНК-300	ПНК 350-У!	ПНК-350
Наибольший	момент			
прокатки, тм Вертикальное регулиро-	1,5 Тон-	2	2
ванне верхнего валка,	кое—11	Тонкое—5	Тонкое—11
мм Скорость перемещения	Гру- бое—40	Грубое—20	Грубое—52
верхнего валка, мм/сек,	—	«—-	
Осевое регулирование валков, мм Средняя жесткость кле- ти в пределах рабочих	±5 (ниж- него)	±5 (нижнего)	±5 (нижне- го)
нагрузок, т/мм Наибольшая скорость вращения рабочих вал-	100	125	НО
ков, об!мин Вес клети, т	375	375	250
	4,0	6,5 (с узлом верти- кальных вал- ков)	4,5
СЛ-
Продолж. табл. J
Клети
ПНК-320	ПНК-420	ПНК-335	ПНК-270
2	12,6	2,45	0,4
40	95	40	45
0,05	0,124-0,3	о,1-ьо,з	0,15
±5	±7,5	±5 (верхне- го)	±4 (верхне- го)
150	—				
360	560	320	2300
5,4	15,0	7,1	3,0
Установка двух ПНК-300 на стане 250 ДМ3 позволила
перейти с однониточной на двухниточную прокатку без поте-
ри допусков [2].
Вместе с тем эти клети имеют ряд недостатков: низкую
стойкость подшипников и недостаточную жесткость шеек
валков, наличие раздельной (грубой и тонкой) регулировки.
Кроме того, процесс соединения и рассоединения валков с
универсальными шпинделями на линейных станах отнимает
много времени и требует применения крана.
В 1965—1967 гг. были разработаны и введены в эксплуа-
тацию на мелкосортном стане 300 Чепельского металлурги-
ческого комбината в ВНР напряженные клети горизонталь-
ные ПНК-320 (рис. 1) и моноблочная вертикальная клеть
В-270. Последние две чистовые клети этого стана были заме-
нены на ПНК-320, вертикальная калибровочная клеть В-270
размещена за последней чистовой клетью, выполнена отдель-
ностоящей и образует в сочетании с ней универсальную клеть
(31.
Такое решение позволило в значительной мере упростить
настройку и обслуживание. Все механизмы вертикальной кле-
ти (привод, системы циркуляционной жидкости смазки, уст-
ройства для регулировки раствора валков и их осевой регули-
ровки) размещены в едином корпусе. Клеть установлена на
направляющих, по которым может перемещаться от соответ-
ствующего привода в направлении осей валков горизонталь-
ных клетей.
Т а б л и и а 2
Техническая характеристика вертикальной калибровочной клети В-270
Наименование	Клеть В-270	Узел вертикальных валков клети ПНК-350-VI
Номинальный диаметр рабочих вал- ков, мм	250-270	230—250
Длина бочки валков, мм	120	100
Наибольшее давление металла на валки, т	7,2	10
Наибольший момент прокатки, тм	0,12	0,28
Регулирование раствора валков, мм	± 10	+ ю
Осевое регулирование валков, мм: совместное		90	90
раздельное 		+ 5	±5
Горизонтальное перемещение клети, мм: рабочее 		350	160
полное .			1100	200
Скорость вращения рабочих валков, об!мин	200 4. 520	400
Жесткость клети (по крайнему ка- либру), т/мм	10,7	10
Вес, т	о	2,5
Техническая характеристика клети В-270 и вертикальных
валков клети ПНК-350-VI приведены в табл. 2.
Горизонтальные предварительно напряженные клети
ПНК-320 (см. рис. 1) имеют по сравнению с клетями швед-
ского типа ряд существенных преимуществ, способствующих
повышению их работоспособности, точности и гибкости наст-
ройки, удобству обслуживания.
Подушки 1,2 с валками 3, 4 стянуты через стяжные и
приводные гайки 5, 6, крышки 7, полые дистанционные винты
8 и гайки 9 неподвижными стяжными болтами 10 с усилием
предварительного напряжения, превышающим максимальное
щвление при прокатке, приходящееся на опору валка.
Предварительное напряжение клети создается на стенде
подачей давления жидкости под приводную гайку. При этом
стяжной болт удлиняется, образуется зазор между стяжной
гайкой и крышкой, что дает возможность довернуть гайку до
упора в крышку.
Для осуществления жесткой связи гаек, необходимой при
регулировании раствора валков, стяжная, приводная и встав-
ная гайки 5, 6, 11 фиксируются относительно друг друга диф-
ференциальным фиксатором 12. После снятия давления вся
система оказывается предварительно напряженной. Привод-
ное глобоидное колесо 13 связано шлицевыми соединениями
с приводной гайкой 6 и полым дистанционным винтом.
Раствор валков регулируется вращением приводных гло-
боидных колес, связанных друг с другом на каждой верхней
подушке общим валом червяков. Колесо, в свою очередь, при-
водит во вращение приводную гайку, связанные с ней встав-
ную и стяжную гайки, а также дистанционный винт.
В связи с тем, что шаги резьб гаек 6 и 11 одинаковые, а
направление нарезки разное, верхняя подушка с валком бу-
дет перемещаться вверх или вниз в зависимости от направле-
ния вращения колеса, изменяя раствор валков без нарушения
предварительного напряжения всей системы.
Все элементы, передающие вращение на дистанционные
винты, рассчитаны на возможность работы под предвари-
тельным напряжением, что позволяет осуществлять точное
регулирование раствора валков во всем необходимом диапа-
зоне непосредственно на стане во время прокатки. При этом
не требуется установки на стане дополнительной гидроаппа-
ратуры.
В качестве валковых опор применены двухрядные сфери-
ческие роликоподшипники 14 повышенной несущей способ-
ности, которые размещены непосредственно в расточках по-
душек без эксцентриковых втулок и предназначены только
для восприятия радиальных нагрузок. Осевые нагрузки вос-
принимаются радиально-упорными шарикоподшипниками 15,
153
о»
4^
Рис. 1. Предварительно напряженная клеть ПНК-320
установленными на одном конце валка в специальном стака-
не 16 с фланцами, помещенном в расточке подушки. Осевая
регулировка валка производится перемещением стакана от-
носительно подушки при помощи гаек и шпилек, ввинченных
в корпус подушки. Устранение эксцентриковых втулок позво-
лило повысить долговечность подшипников более чем в 3
раза.
В период освоения клетей на стане 300 Чепельского мет-
комбината были проведены исследования точности прокатки
круглых профилей диаметром 15,6—26,7 мм.
Как видно из табл. 3, в которой приведены результаты
этих испытаний, гарантированное поле допуска при прокатке
на новых клетях составляет 70—90% минусовой части допус-
ка на прокат обычной точности или 60—80% полей допусков
на прокат повышенной точности по ГОСТу 2590—57.
Таблица 3
Точность прокатки круглых профилей на П НК-520
Диаметр проката, мм	Поле допуска при прокатке на новых клетях, мм	Допуски по ГОСТ 2090-57, мм	
		обычной точности	повышенной точности
15,4
18,4
19,8
+0,2
-0,4
+0,2
-0,6
4*0,4
-0,7
21,8
23,7
26,7
В настоящее время Ижорский машиностроительный завод
изготавливает оборудование опытно-промышленной линии
ПНК-420 для стана 300-1 ММК, которая выполняется по тех-
ническому проекту ВНИИМЕТМАШа.
После отработки оборудования одной линии на стане бу-
дет произведена замена трех последних чистовых клетей на
клети повышенной жесткости с одновременной заменой обо-
рудования главных линий (плитовин, шпиндельных устройств
и шестеренных клетей). Аналогичная реконструкция предус-
матривается на стане 350-1 ММ3. Общий вид линии ПНК-420
показан на рис. 2.
В отличие от ранее применяемых конструкций, рабочая
клеть ПНК-420 выполнена с гидравлической затяжкой бло-
ка подушек. Применение в качестве устройства, создающего
предварительное напряжение, постоянно действующего гид-
равлического стяжного элемента, позволило в значительной
155
Рис. 2. Главная линия предварительно напряженной клети ПНК-420
мере упростить конструкцию механизма регулировки раство-
ра валков, уменьшить потребную мощность его привода, а
также обеспечить постоянное, точно регулируемое усилие за-
тяжки.
Кроме этого, упрощается разборка и сборка блока поду-
шек и гидравлическая стяжная система является также пре-
дохранительным устройством, исключающим поломку валков
при прокатке захоложенного металла. В случае превышения
давления прокатки сверх расчетного клеть будет раскрывать-
ся. Таким образом поломка валков исключается.
В связи с тем, что на стане имеют место высокие давле-
ния прокатки, сочетающиеся со сравнительно высокими ско-
ростями, исключается возможность применения в качестве
валковых опор самоустанавливающихся подшипников каче-
ния. Из этих соображений в качестве валковых опор приме-
нены подшипники жидкостного трения, конструкция которых
обеспечивает их самоустановку и жесткую осевую фиксацию
валка во время прокатки.
Конструкция клети 1 позволяет производить регулировку
раствора валков во время прокатки.
Электродвигатель 2 и первая ступень 3 редуктора приво-
да механизма регулировки раствора валков вынесены за пре-
делы клети, что позволило упростить ее конструкцию и умень-
шить транспортный вес.
Привод рабочих валков осуществляется через шпиндели 4
на подшипниках качения. Предусмотрена гидромеханическая
поддержка 5 шпинделей. Фиксация клети в плитовине 6 про-
изводится гидравлическим зажимом клинового типа.
Перевалка осуществляется механизированным путем кле-
тями с частичным использованием крана.
Во время работы стана отрегулированная новая клеть ус-
танавливается на направляющие 7, расположенные на пло-
щадке обслуживания и являющиеся продолжением плитови-
ны. После остановки стана освобождается гидрозажим и ста-
рая клеть короткоходовым гидроцилиндром, встроенным в ос-
нование шпиндельной поддержки, перемещается в сторону
площадки обслуживания на величину, необходимую для рас-
цепления рабочих валков со шпинделями, и удаляется кра-
ном. Затем новая клеть длинноходовым гидроцилиндром 8
заводится в плитовину. Предусмотрено автоматическое сцеп-
ление рабочих валков со шпинделями с одновременным авто-
матическим соединением систем смазки ПЖТ.
Расчеты показывают, что перевалка одной клети будет
продолжаться 7—8 мин, а всех трех клетей одновременно
И—12 мин вместо 20 и 40 мин соответственно, затрачивае-
мых в настоящее время на стане.
157
Подготовка клетей предусматривается на специализиро-
ванном участке, оснащенном стендами для механизирован-
ной разборки и сборки блоков валков.
В 1968 г. ВНИИМЕТМАШ выполнил эскизный, а затем
техно-рабочий проект установки жестких рабочих клетей на
чистовой линии стана 325 завода «Красный Октябрь»
(рис. 3).
Проектом предусматривается замена двух последних кле-
тей чистовой линии на клети повышенной жесткости с одно-
временной заменой шпиндельных устройств и плитовин в
районе реконструкции, а также разработка стенда для ме-
ханизированной разборки и сборки клетей вне линии стана.
Предусматривается механизация перевалки клетями с ча-
стичным использованием крана.
В процессе разработки эскизного проекта была усовер-
шенствована конструкция предварительно напряженных кле-
тей с гидравлической затяжкой блока подушек: предусмотре-
ны устройства для выбора люфтов в соединении верхних и
нижних подушек с фиксирующими опорами, усовершенство-
вана конструкция упорного узла самоустанавливающегося
ПЖТ, более удачно решен способ фиксации клети в линии
стана.
Одновременно был разработан способ механизированно-
го соединения и рассоединения валков со шпинделями для
клетей, расположенных в линию.
При разработке рабочего проекта ПЖТ были заменены
подшипниками качения.
Последнее позволило в значительной мере упростить кон-
струкцию клетей и отказаться от весьма габаритного масло-
подвал а.
В окончательном варианте, переданном в настоящее вре-
мя на изготовление, в качестве опор применены двухрядные
самоустанавливающися роликоподшипники повышенной несу-
щей способности. Применено гидропрессовое соединение под-
шипников с валками. Клети оснащены месдозами для заме-
ра давления металла на валки.
Смена валков производится на специализированном стен-
де без разборки блока подушек, что в значительной мере со-
кращает продолжительность этого процесса.
Во ВНИИМЕТМАШе разработан проект жестких рабочих
клетей для проволочного стана 250-1 Макеевского металлур-
гического завода.
Проектом предусматривается замена существующих четы-
рех последних чистовых клетей стана на клети повышенной
жесткости с одновременной заменой плитовин в районе ре-
конструкции. Предусматривается двухниточная прокатка
круга диаметром 8 и 6,3 мм на скорости до 32 м1сек.
138
Рис. 3. Установка предварительно напряженных клетей ПНК-335 в чистовой линии стана 325
Новые клети выполняются предварительно напряженны-
ми с гидравлической затяжкой блока подушек на самоуста-
навливающихся ПЖТ.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Приходько И. Ф. Прокатка сортового металла и катанки с повы-
шенной точностью, ЦИНТИМАШ, 1962.
2.	Ектов И. М., Дмитриев В. Д., Приходько И. Ф. и Бурлачков Ю. П.
Повышение точности сортового проката, «Сталь», № 5, 1966.
3.	Сапожников А. Я- и Приходько И. Ф. Предварительно напряжен-
ные клети для прокатки сортового металла с повышенной точностью в
СССР н за рубежом. НИИинформтяжмаш, вып. 1-68-10, 1968.

пасома»
Кандидаты техн, наук КРЫЛОВ И. И.,
КИМ Ю. Е. и ПЕТИЧЕВ Л. И.
НОВЫЕ РЕЖУЩИЕ МАШИНЫ
ВНИИМЕТМАШем разработан и внедрен в промышлен-
ность целый ряд режущих машин, например, пилы горячей
резки с повышенными скоростями подачи, значительно уве-
личивающие производительность участков горячей резки сор-
товых станов, и установки для резки гнутых профилей от-
крытого типа, позволяющие вести профилирование на скоро-
стях, более чем вдвое превышающих скорости на аналогич-
ных зарубежных агрегатах.
ПИЛЫ ГОРЯЧЕЙ РЕЗКИ С ПОВЫШЕННЫМИ СКОРОСТЯМИ
ПОДАЧИ
В настоящее время для разделения проката на мерные
длины широкое распространение получили зубчатые диско-
вые пилы горячей резки, которые дают возможность получе-
ния качественного торца проката без смятия сечения. Однако
применяемые в промышленности пилы горячей резки, напри-
мер, салазковые или маятниковые, работающие при скорос-
тях подачи 0,01—0,3 м/сек, имеют сравнительно малую про-
изводительность, что сдерживает увеличение производитель-
ности прокатных станов.
На основе результатов исследований, проведенных во
ВНИИМЕТМАШе, установивших возможность значительно-
го увеличения скорости подачи по сравнению с принятыми на
практике значениями, были разработаны конструкции высо-
копроизводительных пил горячей резки с повышенными ско-
ростями подачи, в частности, пила 0 1500 м для стана 350
Челябинского металлургического завода. Эта пила работает
По принципу кругового перемещения центра пильного диска в
режиме запуска и предназначена для стационарной резки
сортового проката. Разрезаемые сечения проката: круг 30—
Ч Зак. з дсп
60, квадрат 40—80 из легированных и специальных марок
сталей. Максимальная площадь разрезаемого сечения
12800 мм2 (два квадрата 80 мм), температура — 800°.
Пила состоит из водила, на котором установлен быстро-
вращающийся пильный диск 7 (рис. 1). Центр пильного дис-
ка может перемещаться по круговой траектории в плоскости,
Рис. 1. Пила горячей резки 0 1500
перпендикулярной продольной оси проката. Круговое пере-
мещение центра пильного диска осуществляется водилом 2
от электродвигателя постоянного тока ДП-72 мощностью
67 кет, 576 об/мин, через редуктор 3 с передаточным чис-
лом 23,34. Вращение пильного диска происходит от электро-
двигателя переменного тока МА-36/42/6ф мощностью 75 кет,
980 об/мин, через ускорительную клиноременную передачу
с передаточным числом 0,767. При этом ведущий вал клино-
ременной передачи установлен в полом валу тихоходного ва-
ла редуктора, а ведомый (дисковый вал) — на водиле (см.
рис. 1). Натяжение ремней осуществляется роликом при по-
мощи винтового механизма.
Пильный диск вращается с постоянной скоростью. Двига-
тель водила работает в режиме запуска. Для реза водило
разгоняется до требуемой скорости вращения (соответствен-
но скорости подачи). Далее происходит разрезание заготов-
ки и вывод диска из зоны разрезанного сечения. После этого
водило, продолжая движение по круговой траектории, завер-
шает полный оборот и останавливается в исходном положе-
162
нии. При этом после выхода диска из зоны разрезанного се-
чения в период дальнейшего вращения водила производится
подача очередной заготовки до упора.
Проектные режимы резания, принятые для данной пилы,
имеют следующие значения: скорость резания—93—100 м/сек
(при пильных дисках 0 1400—1500 мм), скорость подачи —
0,06—1,5 м/сек.
Для работы на этой пиле используются пильные диски
0 1400—1500 мм, толщиной 7—8 мм с фрезерованными зубь-
ями; шаг зубьев 30—80 мм в зависимости от разрезаемого
сечения.
Увеличение скорости подачи до 1,5 м/сек позволяет зна-
чительно повысить производительность участка пил горячей
резки, так как время стояния полосы на рольганге сокраща-
ется до 0,5—1 сек, а продолжительность самого процесса ре-
зания не превышает сотых долей секунды. При этом улучша-
ются условия труда, вследствие резкого сокращения продол-
жительности действия шума и уменьшения разлета стружки.
Наряду с повышением скорости подачи следует отметить
следующие отличительные особенности данной конструкции
пилы. С целью быстрой замены наиболее изнашиваемых де-
талей (высокоскоростных подшипников дискового и привод-
ного валов, клиновых ремней, подшипников натяжного роли-
ка) валы пильного диска и клиноременной передачи смонти-
рованы на сменной кассете. Замена изношенных деталей (на-
пример, подшипников дискового вала) осуществляется в этом
случае без разборки самого узла, путем установки запасной
кассеты, заранее подготовленной к работе. Для защиты об-
служивающего персонала от разлета стружки, а также при
аварийных ситуациях пила закрыта кожухом (на рисунке не
показан). При этом по линии перемещения пильного диска
на кожухе сделано местное усиление брони, толщиной 50 мм.
При замене пильного диска кожух откидывается назад при
помощи крана.
Пильный диск имеет водяное охлаждение, смонтированное
на водиле. Вода подводится к водилу через специальный пат-
рон. Кроме того, имеется стационарная система водяного ох-
лаждения диска после реза. Стружка, образующаяся при по-
вышенных скоростях подачи, имеет толщину 0,5—2 мм и со-
бирается в короб, установленный за пилой.
В настоящее время эта пила находится в технологическом
потоке стана 350 ЧМЗ. Контрольные замеры стойкости пока-
зали, что по сравнению с маятниковыми пилами стойкость на
Ударной пиле при повышенной скорости подачи (1,5 м/сек)
и применении пильного диска конструкции ВНИИМЕТМАШа
с расширенным шагом зубьев 80 мм увеличилась примерно в
1,6 раза.
УСТАНОВКИ ДЛЯ РЕЗКИ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ ОТКРЫТОГО ТИПА
Применяемые для резки гнутых профилей летучие пилы и
прессы обеспечивают деление профилей общего назначения
при скоростях станов, не превышающих порядка 1 м/сек,. Су-
щественное повышение их скорости затрудняется наличием
возвратно-поступательного движения режущих узлов, что свя-
зано, в основном, с типом применяемого инструмента (пила-
ми холодной резки и штампами).
ВНИИМЕТМАШем предложен новый способ резки про-
филей и сконструировано оборудование для новых профиле-
гибочных агрегатов общего назначения, предназначенных для
работы со скоростью до 2,5 м/сек.
Разработанная оригинальная схема построения контура
режущих кромок обычных плоских ножей позволила приме-
нить для резки гнутых профилей открытого типа летучие нож-
ницы. При этом профили, не имеющие в сечении высоких
вертикальных стенок, разрезаются на ножницах окончатель-
но сформированными, а остальные — перед резкой имеют оп-
ределенный наклон стенок, который затем устраняется в ус-
тановленном за ножницами правильном устройстве. В каче-
стве последнего могут применяться обычные формовочные
клети стана.
Установки для резки профилей открытого типа, разрабо-
танные для агрегатов 1—4X50—300 и 2—8X100—600, состо-
ят из летучих ножниц со следящими роликами и правильно-
го устройства, выполненного в виде трех формовочных кле-
тей.
Ножницы этих установок сконструированы с учетом спе-
цифических требований, обусловленных резкой гнутых про-
филей: необходимости параллельного перемещения ножей на
большом пути при малых зазорах между ними и уменьшения
маховых масс при относительно высоких усилиях резания.
Это связано с тем, что профили при большой высоте имеют
малую толщину стенок, разрезаются в холодном состоянии и
для получения разнообразных мерных длин требуется привод
ножниц, работающий с электрическим выравниванием ско-
рости или в режиме запусков.
Для деления профилей на агрегатах типа 1—4X50—300
были разработаны летучие ножницы 25 т для резки профилей
из исходной полосы сечением 1—4X50—300 мм (с пределом
прочности до 65 кг/мм2) при максимальной высоте профиля
120 мм (рис. 2). Диапазон скоростей — 0,5—2,5 м/сек; диапа-
зон мерных длин — 3—12 м.
Ножницы выполнены с параллельным перемещением но-
жей при резе. В корпусе установлены два коленчатых вала,
соединенные между собой четырьмя шестернями с передаточ-
ным числом, равным 1. Зазоры в зубчатой передаче устраня-
164
ются механизмом выбора люфтов. С коленчатыми валами
соединены шатуны, на головках которых крепятся державки
с ножами. Регулировка ножей производится клиновым меха-
низмом.
Рис, 2. Летучие ножницы установки для резки профилей открытого
типа профилегибочного агрегата 1—4X50—300
На вторых концах шатунов установлены ролики, переме-
щающиеся по направляющим-копирам. Профиль направля-
ющих выполнен таким образом, что при резании ролики пе-
ремещаются по дугам с радиусом, равным радиусу коленча-
тых валов, а в остальное время — по касательным к концам
этих дуг. Для создания гарантированного зазора при расхож-
дении ножей радиусный участок копира нижнего шатуна
продолжен в зоне расхождения ножей на 5°.
165
В местах соединения шатунов с шейками коленчатых ва-
лов вместо обычных применяемых подшипников скольжения
установлены подшипники качения. В связи с этим валы вы-
полнены сборными с системой фиксации, позволяющей про-
изводить монтаж и демонтаж подшипников без нарушения
соосности шеек валков. Для уменьшения контактных напря-
жений в направляющих и изгибающих моментах на шатунах
ножи смещены относительно оси головок шатунов таким об-
разом, что при средней величине отношения распорного уси-
лия к усилию резания их равнодействующая проходит через
центр шарнира.
Привод ножниц состоит из цилиндрического редуктора с
передаточным числом 8,085 и двигателя П 133-4к мощностью
160 кет, 500 об!мин.
Ножницы работают по схеме с электрическим выравни-
ванием скорости.
Для деления профилей на агрегатах типа 2—8X100—600
спроектированы летучие ножницы усилием 100 т для резки
профилей из исходной полосы сечением 2—8X100—600 мм (с
пределом прочности до 65 кг/мм) при максимальной высоте
профиля 180 мм (рис. 3). Скорость разрезаемого профиля
0,5—2,5 м!сек, диапазон отрезаемых длин 5—12 м.
Ножницы выполнены с механизмом резания в виде двух
параллелограммов, на шатунах которых установлены дер-
жавки с ножами. В опорах корпуса установлены коленчатые
валы и кривошипы, соединенные зубчатыми передачами с пе-
редаточным числом, равным единице. Шатуны выполнены те-
лескопическими. Между их наружной и внутренней частями
на определенном расстоянии от продольной оси установлены
пружины, предназначенные для устранения зазоров в цепях
механизма резания. Передним ножом является нижний. Это
позволяет применять ножи с контуром режущей кромки» уст-
раняющим при резке профилей на мерные длины деформа-
цию их концов от «концевого эффекта», обусловленного фор-
мовкой в роликогибочных клетях.
Привод ножниц состоит из цилиндрического редуктора с
передаточным числом 4 и двух двигателей ПС 149-8к мощ-
ностью 520 кет, обеспечивающих работу ножниц в режиме
запусков.
Установка для резки профилей открытого типа усилием
25 т была изготовлена СКМЗ в составе оборудования профи-
легибочного агрегата общего назначения 1—4X50—300 и
введена в эксплуатацию на заводе «Запорожсталь» в 1968 г.
Агрегат такого типа создан в Советском Союзе впервые и
предназначен для непрерывного процесса профилирования со
скоростями до 2,5 м]сек.
166
Рис. 3. Летучие ножницы установки для резки гнутых профилей открытого типа профилегибочного агоегата
2 4-8X1004-600
Эксплуатация агрегата показала работоспособность при-
нятого способа деления профилей, при котором профили раз-
резаются летучими ножницами, находясь в некоторых случа-
ях одновременно в стане и в правильном устройстве.
При натяжении между правильным устройством и станом,
не превышающим 10%, обеспечивается необходимый ускорен-
ный отвод заднего конца профиля от ножей и тем самым —
нормальное прохождение профилей в зоне резания. Задача
разрезаемых профилей в клети правильного устройства про-
исходит надежно и при формовке симметричных профилей—
даже при отсутствии вводных проводок.
В 1968 г. на агрегате формовались профили открытого
типа —уголок 40X40X2,5; 40X40X3; швеллер равнополоч-
ный 60X32X2,5; оконнорамный профиль № 11, корытообраз-
ный — 80X60X54X4 (рис. 4).
Рис. 4. Гнутые профили, разрезавшиеся на летучих ножницах про-
филегибочного агрегата 1+4x50 — 300 в период освоения
Деление профилей происходило на максимальных проек-
тных скоростях, все механизмы ножниц работали надежно.
Ножи с контуром режущих кромок, выполненные по методи-
ке ВНИИМЕТМАШа, обеспечивают хорошее качество реза.
Незначительные изменения углов наклона стенок профиля на
торце (обусловленные наклонным резом) не вызывают откло-
нений размеров сечения профиля, превышающих установлен-
ные ГОСТами и ТУ.
Стойкость ножей составляет в пересчете на максималь-
ную производительность агрегата не менее одной смены. На-
пример, ножи, изготовленные из стали 5ХВ2С, при резке
швеллера имели стойкость 130—240 т, что соответствует
10—19 тыс. резов.
Проведенное в период освоения агрегата осциллографи-
рование показало, что возникающие при резе нагрузки не
превышали расчетные энергосиловые параметры приводов.
Канд. техн, наук СЛОН ИМ А. 3., инженеры
КОПАЕВ Э. Г., ЛЕБЕДЕВ В. И., НИСТРА-
ТОВ В. П., канд. техн, наук СОНИН А. Л
МАШИНЫ КОНСТРУКЦИИ ВНИИМЕТМАШа ДЛЯ
ПРАВКИ СОРТА
Появление большого количества новых фасонных профи-
лей со сравнительно сложной формой поперечного сечения
является в настоящее время наиболее характерной особен-
ностью производства сортового материала.
Применение гибочных и растяжных прессов для исправ-
ления такого рода материала, выпускаемого сравнительно
крупными сериями, оказалось нерентабельным главным обра-
зом в связи с их низкой производительностью. Поэтому ос-
новным направлением в создании сортоправильного оборудо-
вания является в настоящее время строительство многороли-
ковых машин. Наиболее современные их модели предназна-
чаются для правки продольной кривизны изделий в двух вза-
имно-перпендикулярных плоскостях.
Общий вид двухплоскостной сортоправильной машины кон-
струкции ВНИИМЕТМАШ показан на рис. 1. Ролики 2, ус-
тановленные на раме 1, задают профиль в машину. Первая по
ходу движения металла группа роликов 3 вращается в верти-
кальной плоскости. Приводными здесь являются ролики ниж-
него ряда, а необходимый для правки прогиб изделия осуще-
ствляется червячно-винтовыми нажимными устройствами 4,
связанными с роликами верхнего ряда. Вторая группа роли-
ков 11 вращается в горизонтальной плоскости. В этой группе
приводные ролики располагаются с левой стороны, а ролики,
связанные с нажимными устройствами, — с правой, по ходу
движения исправляемого материала. Вращение приводным
роликам обеих групп передается от одного электродвигателя
при помощи комбинированной шестеренной клети 5, универ-
сального шпинделя 8, муфты 10 и конических передач, раз-
мещенных в коробках 6 и 7. Эта правильная машина пред-
169
назначена для правки изделий с поперечным сечением 36—
200 км2.
з

Рис. 1. Двухплоскостная сортоправильная машина для металла сечением
от 46 до 196 мм2
В тех случаях, когда высота поперечного сечения исправ-
ляемого материала невелика (например, менее 3—5 мм), соз-
дание машины с индивидуальной настройкой каждого из ро-
ликов становится невозможным. Сравнительно небольшое
расстояние между соседними роликами не позволяет размес-
тить в этом месте детали и узлы индивидуальных нажимных
устройств. Общий вид машины для правки изделий высотой
170
от 2 мм, поперечным сечением от 4 до 36 мм2 показан на
рис. 2.
Рис. 2. Двухплоскостная сортоправильная машина для металла сечением
от 4 до 36 мм2
Все вращающиеся в вертикальной плоскости верхние хо-
лостые правильные ролики 1 вместе со своими подшипнико-
выми опорами размещаются в траверсе 3, которая при помо-
щи нажимных винтов 2 может двигаться вверх, вниз и пово-
рачиваться в пазах станины 4.
Все эти перемещения позволяют установить такое взаим-
ное положение верхних и нижних рабочих роликов, при ко-
тором каждое сечение обрабатываемого изделия получает не-
обходимые для правки постепенно уменьшающиеся перегибы
171
и выходит из машины практически прямым в вертикальной
плоскости. В горизонтальной плоскости вращаются ролики 5.
Те из них, которые располагаются справа по ходу движения
исправляемого проката, являются холостыми и монтируются
в общей траверсе 6. При помощи винтов 7 эта траверса пере-
мещается, поворачивается и таким образом осуществляется
настройка в горизонтальной плоскости между роликами пра-
вого холостого и левого приводного рядов. Вращение всем
приводным роликам этой машины сообщается от одного элек-
тромеханического привода.
Правка поперечным изгибом при помощи двухплоскостных
машин описанных выше конструкций недопустима для цело-
го ряда профилей.
Изгиб тонкостенных несимметричных изделий типа швел-
лера и зетового профиля в плоскости наибольшей жесткости
приводит к потере устойчивости и искажениям некоторых эле-
ментов их поперечного сечения. Для этих профилей во
ВНИИМЕТМАШе был разработан новый способ и создана
специальная конструкция машины для правки стесненным
кручением.
Принципиальная схема правки стесненным кручением по-
казана на рис. 3. Исправляемый швеллер 1 размещается в
нескольких парах оппозитных роликов 2. Каждая последую-
щая пара роликов повернута относительно предыдущей на
некоторый угол в плоскости, перпендикулярной оси правки.
Рис. 3. Схема правки стесненным кручением
Центр поворота роликов в этой плоскости смещен отно-
сительно центра тяжести поперечного сечения исправляемого
изделия на некоторую величину СЛ. Эти повороты и смеще-
ния приводят к появлению в отдельных элементах обраба-
тываемого материала (в стенке и полках швеллера) упруго-
пластических напряжений и деформаций, исправляющих про-
дольную кривизну его в двух плоскостях.
Общий вид машины конструкции ВНИИМЕТМАШа для
правки стесненным кручением показан на рис. 4. Машина
предназначена для обработки двутавровых балок, швеллеров
и других фасонных профилей из материала с максимальным
пределом текучести о'Л = 40 кг)'мм2 стана 550 Енакиевского
металлургического завода. Конструкция машины позволяет
172
использовать ее не только как установку для правки с при-
менением стесненного кручения» но и как обычную сортопра-
вильную машину с шахматным расположением рабочих ро-
ликов.
Рис. 4. Универсальная сортоправильная машина конст-
рукции ВНИЙМЕТМАШ для правки стесненным кру-
чением
Основными узлами этой машины являются электромеха-
нический привод, состоящий из электродвигателя 1, редукто-
ра 2, шестеренной клети 3 и рабочей клети 4, соединенной с
приводом при помощи универсальных шпинделей 5, вращаю-
щих все рабочие ролики машины.
Первая, третья, пятая и седьмая пары роликов рабочей
клети размещаются в неподвижных станинах 6, закреплен-
ных на раме 7, а вторая, четвертая и шестая пары — в ста-
нинах 8, которые червячно-винтовыми механизмами 9 могут
быть повернуты в круговых пазах неподвижных станин на не-
который угол в плоскости, перпендикулярной оси правки. Все
правильные ролики установлены консольно на рабочих ва-
лах 10, смонтированных на подшипниках качения в подуш-
ках И, которые могут перемещаться в вертикальных направ-
ляющих станин специальными нажимными механизмами.
Таким образом ролики каждой пары могут быть установлены
на любом расстоянии от оси поворота станин 8. При исполь-
зовании машины для профилей с простым поперечным сече-
нием (круга, квадрата, шестигранника) необходимо при по-
мощи червячно-винтовых механизмов 9 ликвидировать угол
между неподвижными и подвижными станинами, демонтиро-
173
вать с каждой станины один из роликов, а оставшиеся роли-
ки расположить в шахматном порядке один относительно
другого.
Ожидаемый экономический эффект от внедрения машины
в производство — 90000 руб.
При правке сортового проката с круглой формой попереч-
ного сечения машины с двумя группами роликов, вращающи-
мися в разных плоскостях, могут быть заменены более прос-
тым и компактным оборудованием — косовалковыми маши-
нами.
Основными рабочими органами этих машин являются вра-
щающиеся рабочие валки, установленные под некоторым уг-
лом один относительно другого.
Простейшая косовалковая машина состоит всего из двух
валков — выпуклого и вогнутого. Исправляемое изделие
круглого сечения изгибается этими валками и получает вра-
щательно-поступательное движение. При этом каждое его се-
чение подвергается нескольким знакопеременным упруго-пла-
стическим деформациям изгиба, которые, в свою очередь, вы-
зывают уменьшение кривизны изделий до допустимых преде-
лов.
Двухвалковые косовалковые машины нашли широкое при-
менение в металлургической промышленности и выпускаются
многими машиностроительными фирмами: Монтбард (Фран-
ция), Кизерлинг (ФРГ), Блаун-Нокс (США) и др.
В 1968 г. оригинальную двухвалковую машину ВНИИ-
МЕТМАШ установил на одном из металлургических заводов.
Конструктивные особенности этой машины позволяют осу-
ществить на ней высококачественную правку овальных прут-
ков из высокопрочных марок сталей.
По сравнению с известным в настоящее время оборудова-
нием на машине ВНИИМЕТМАШа удачно решены вопросы
загрузки прутков в машину, правки при постоянных нагруз-
ках на рабочие узлы и детали и сбрасывания их в специаль-
ные карманы.
Основные узлы этой машины (рис. 5): задающее (выдаю-
щее) устройство 1, рабочая клеть 2, и сбрасыватель 3.
Рис. 5. Схема расположения узлов правильной машины
174
Задающее (выдающее) устройство (рис. 6) отличается от
ранее известных применением одного стационарного враща-
ющегося цилиндрического ро-
лика 7, который приводится от
отдельного электродвигателя
2 через редуктор 3 и другого
V-образного ролика 4, переме-
щающегося в горизонтальной
плоскости пневматическим ци-
линдром 5 и прижимающего
пруток к цилиндрической по-
верхности ролика 7.
При этом цилиндрическая
поверхность ролика 7 опреде-
ляет также положение исправ-
ляемых прутков в горизонталь-
ной плоскости, при котором
Рис. 6. Задающее (выдающее)
устройство
вне зависимости от диаметров
d и D обеспечивается их контакт с поверхностью стационар-
ного опорного правильного валка в рабочей клети. Одновре-
менно V-образная поверхность ролика 4 определяет необхо-
димое положение исправляемого прутка в вертикальной пло-
скости. На рис. 7 приведена конструкция рабочей клети ма-
шины.
Все механизмы рабочей клети смонтированы на станине 1
с-образной формы, стянутой колоннами.
Планшайба 2, в расточках которой находится опорный ва-
лок 3, крепится непосредственно к станине. Угол разворота
валка к оси прутка осуществляется тягами 4.
Планшайба 6 с нажимным валком 5 крепится к траверсе
7. Траверса может перемещаться в пазах станины.
Настройка нажимного валка на необходимые размеры и
прогибы прутков производится при вращении винта 8 от элек-
тродвигателя 9 через редуктор. Винт монтируется в станине
на подшипниках качения. Продольная ось винта находится в
горизонтальной плоскости. Гайка 14 на винте при помощи
шпонок 13 удерживается от проворота в планшайбе.
При поступлении жидкости в гидравлические цилиндры
10, смонтированные в станине, плунжеры 11 через тарельча-
тые пружины 12 перемещают траверсу, а следовательно, и
валок в горизонтальном направлении. Место остановки опре-
деляет положение гайки на винте.
Жидкость в цилиндры подается от стандартных гидравли-
ческих систем, имеющих противоперегрузочные устройства.
Для обеспечения положения изогнутого изделия в валках
машины имеется направляющая линейка 15, смонтированная
в корпусе 16. При помощи винтовых механизмов линейка мо-
175
1
Рис. 7. Рабочая клеть правильной машины
жет устанавливаться по горизонтали и вертикали в необхо-
димое положение.
Процесс правки овальных прутков осуществляется следу-
ющим образом. Изделие входит во вращающиеся валки, ус-
тановленные под определенным углом к оси прутка и на оп-
ределенный для данного диаметра прогиб. Получая враща-
тельно-поступательное движение, оно подвергается знакопе-
ременному изгибу во всех плоскостях и по всей длине. Ввиду
того, что сечение изделия имеет форму, близкую к овалу, при
вращении оно попеременно устанавливается в плоскости из-
гиба своей малой или большой осью. Следовательно, чтобы
поддерживать в процессе правки постоянное усилие, валки
должны перемещаясь следить за конфигурацией сечения.
Роль следящего звена в конструкции рабочей клети выполня-
ет комплект тарельчатых пружин. Предварительное усилие
поджатия пружин, равное наименьшему усилию, необходи-
мому для правки, осуществляется от гидросистемы.
Из рабочей клети исправляемый пруток транспортируется
на сбрасыватель (рис. 8), состоящий из ряда V-образных хо-
Рис. 8. Сбрасыватель
лостых роликов 1 на подшипниках качения, закрепленных на
раме 2. Одна из цапф 3, укрепленных на раме 2 и размещен-
ных в подшипниках качения, изготовлена полой. Отверстие в
ней выполнено в плоскости, перпендикулярной оси правки
касательным к рабочим поверхностям роликов. Так как ось
этого отверстия и ось вращения рамы с роликами совпадают,
поступающие на сбрасыватель прутки, независимо от угла
поворота рамы, пневмоцилиндром 4 могут непрерывно по-
ступать на V-образные ролики.
Наряду с созданием новых конструкций машин во ВНИ-
ИМЕТМАШе велись работы по усовершенствованию основ-
ного правильного инструмента — рабочих валков.
12 Зак, ЗДСП	177
оо
Рис. 9. Новая конструкция валков трубоправильных машин
Недостатком всех косовалковых машин является сравни-
тельно низкая стойкость рабочих валков, устанавливаемых
под углом к исправляемому изделию, имеющих сложный про-
филь и переменный диаметр (рис. 9). Качество правки труб
и круглых прутков, а также срок службы валков существенно
зависят от принятой калибровки, неточностей установки вал-
ков по углу, т. е. от разности окружных скоростей в местах
контакта валков с исправляемым изделием.
Во ВНИИМЕТМАШе разработаны валки с углубленным
профилем (на рис. 9 показаны пунктиром). Такие валки кон-
тактируют с исправляемым изделием не по всей образующей,
а по крайним участкам, называемым «направляющими поя-
сами». При этом уменьшаются потери на трение валков о
трубу, но возрастают удельные нагрузки, приходящиеся на
трубу в местах контакта с валками. По этой причине валки с
углубленным профилем эффективно применимы для правки
только толстостенных труб и прутков круглого сечения.
Для предупреждения порчи поверхности тонкостенных
труб приходится уменьшать контактные напряжения. Это до-
стигается за счет увеличения зоны контакта, а с целью
уменьшения при этом потерь на трение ВНИИМЕТМАШ в
некоторых случаях стал выполнять валки разрезными с не-
приводной средней частью (см. рис. 1). Кроме того, валки
такой конструкции обеспечивают лучшие условия прохожде-
ния труб через машину. Крайние приводные диски («направ-
ляющие пояса») соединены с валом шпонками, средние диски
смонтированы на текстолитовых втулках. Через отверстия в
центре вала подается вода, которая служит не только для
смазки поверхностей скольжения текстолитовых втулок, но
также и для смыва окалины, попадающей в пазы между дис-
ками.
На двухвалковых ма-
шинах, имеющих обычно
нажимной валок бочко-
образный, а опорный —
вогнутый, исправляемое
изделие фиксируется меж-
ду валками и опорной на-
правляющей линейкой.
С целью уменьшения
износа направляющих ли-
неек и энергии, затрачи-
ваемой на трение, опор-
ный и нажимной валки
ВНИИМЕТМАШ выпол-
няет с одинаковыми по
форме и размерам „направляющими поясами“ (рис. 10).
179
Средняя часть такого опорного валка выполняется углуб-
ленной, а средняя — нажимного — бочкообразной (или ци-
линдрической) .
Такая профилировка на двухвалковых машинах обеспе-
чивает работу с минимальными нагрузками на направляю-
щую линейку и увеличивает срок ее службы.
Приведенные выше новые конструкции валков изготовле-
ны и успешно опробированы на заводах Руставском метал-
лургическом, Электрометаллургическом «Электросталь» и ма-
шиностроительном «Красный Пролетарий».
Инженер ОГИНСКИИ М. И. и канд. техн, наук,
{^ЛЬБЕРФАРБ^^
АГРЕГАТ ГОРЯЧЕГО ЦИНКОВАНИЯ СТАЛЬНОЙ
ПОЛОСЫ
Горячее цинкование является одним из наиболее старых
способов нанесения металлопокрытий, однако, благодаря свое-
образным свойствам цинка, этот метод успешно выдержал
конкуренцию с другими способами цинкования, в частности,
с электролитическим. Стоящий левее железа в ряду напря-
жений (нормальный электродный потенциал—0,763 в, при
потенциале железа — 0,440 в), цинк к тому же не образует
на воздухе абсолютно плотных окисных пленок, как это на-
блюдается, например, у алюминия, и вступает в реакцию при
наличии влаги и коррозионно активной среды, растворяясь
в первую очередь по отношению к железу и обеспечивая тем
самым протекторную защиту стальной основы изделия. Этим
объясняется тот факт, что даже при небольших местных об-
нажениях стали, например, на обрезанной кромке, коррозии
основы не происходит.
В то же время в водной среде и в атмосферных условиях
цинк растворяется весьма медленно благодаря образованию
достаточно плотной пленки продуктов коррозии, что обеспе-
чивает многолетний срок службы горячеоцинкованных водо-
проводных труб и кровельного листа.
Применение оцинкованного листа дает большой экономи-
ческий эффект в народном хозяйстве, так как позволяет зна-
чительно облегчить строительные конструкции, удлинить
срок службы изделий, например, сельскохозяйственных ма-
шин, и увеличить срок эксплуатации автомобилей.
В основе большинства современных агрегатов непрерыв-
ного горячего цинкования лежит предложенный в 30-х годах
181
польским инженером Т. Сендзимиром совместный процесс
отжига и цинкования полосы, который включает предвари-
тельное окисление металла в пламенной печи с одновремен-
ным выжиганием жировых загрязнений (прокатной смазки),
восстановительный отжиг полосы в атмосфере диссоцииро-
ванного аммиака и, наконец, цинкование с использованием
тепла отожженной полосы для поддержания рабочей темпе-
ратуры цинковой ванны.
В конструкции отечественного агрегата АГЦ-2, работаю-
щего на Череповецком и Ждановском металлургических за-
водах (рис. 1), также заложен процесс с непрерывным от-
жигом в линии, однако, в отличие от технологии Сендзимира,
здесь производится предварительная очистка полосы от про-
катной смазки и металлической пыли путем обработки в вод-
ных щелочных растворах, с применением электролитическо-
го обезжиривания и щеточной обработки. Несмотря на не-
которое усложнение процесса, эта схема позволила улучшить
качество очистки полосы перед отжигом и адгезию цинково-
го слоя к стальной основе.
Рис. 1. Общий вид агрегата в цехе Череповецкого металлургического
завода
По своей производительности, технической характеристи-
ке и составу АГЦ-2 превосходит действующее в СССР обо-
рудование и не уступает большинству установок такого рода
за рубежом.
182
Техническая характеристика АГЦ-2
Размеры обрабатываемой полосы, мм:
ширина.................................. 700 —1500
толщина............................0,35—1,5
Скорость движения полосы, м/мин:
по механооборудованию головной и
выходной частей линии ...	12 —120
по средней технологической части
линии............................12 —90
Вес поступающего рулона, т...................до 30
Производительность, т/ч......................до 28
Размеры агрегата, м:
длина................................. .	226
ширина......................... 18
высота...........................12,7
Вес	оборудования,	т.................... 2390
В конструировании агрегата принимали участие Уралмаш-
завод, СТАЛЬПРОЕКТ, ВНИИМЕТМАШ и другие организа-
ции.
Технологический процесс цинкования с предварительным
восстановлением поверхности металла в водороде был вос-
произведен в лабораторных условиях путем пропуска прово-
локи с навешенными образцами через трубчатую электро-
печь с водородной атмосферой при 850°. Было установлено,
что для окисной пленки, полученной при нагреве металла на
воздухе и выдержке в течение 10—60 сек при температуре
455°, полное восстановление окиси до металлического железа
протекает за 10 сек, что существенно меньше времени, по-
требного для термообработки металла (отжиг или нормали-
зация) в печи.
Был также отработан лабораторно процесс пассивации
полосы после цинкования и подтверждена возможность
транспортировки пассивированного листа после высушивания
пассивного слоя.
Технологический процесс осуществляется в агрегате сле-
дующим образом (рис. 2). Полоса со стана холодной про-
катки в рулонах весом до 30 т поступает на двухпозицион-
ный разматыватель. откуда после обрезки утолщенных кон-
цов, сварки и обрезки кромок входит в среднюю технологи-
ческую часть линии, отделенную от головной части петлевым
аккумулятором № 1. В технологической части полоса прохо-
дит последовательно операции замочки и щеточной обработ-
ки в щелочном растворе с введением поверхностно-активных
веществ, электролитического обезжиривания, промывки в го-
рячей воде и конвекционной сушки. Здесь использовано обо-
рудование обычного типа, применяемое в агрегатах очистки
холоднокатаной полосы. Очищенная сухая полоса поступает
через регулятор натяжения и центрирующее устройство в сек-
цию нагрева печи отжига, где происходит предварительный
разогрев полосы до 450°.
183
CD
Рис. 2. Агрегат горячего цинкования стальной полосы АГЦ-2:
/ — разматыватель; 2 — гильотинные ножницы: 3— сварочная машина; 4 — дисковые ножницы; 5 — входной ак-
кумулятор; 6 — ванна химического обезжиривания; 7 — щеточно-моечная машина; 8—ванна электролитического
обезжиривания; 9 — ванна промывки полосы; 10— сушилка; 11—тянущие ролики; 12—регулятор натяжения по-
лосы; 13— центрирующие ролики; 14 — печь термохимической обработки, секция подогрева; 15 — секция нагрева,
выдержки и регулируемого охлаждения; 16 — установка охлаждения; 17 — ванна пассивации; 18—-сушилка; 19—
ванна цинкования; 20 — измеритель толщины покрытия; 21— выходной аккумулятор; 22 — индикатор сварного шва
№ 1; 23 — установка промасливания; 24—'Гильотинные ножницы; 25 — правильная машина № 1; 26 — моталка;
27 —- индикатор сварного шва № 2; 28 — правильная машина № 2; 29 — барабанные ножницы; 30 — укладчик листов
№ 1; 31— укладчик листов № 2; 32 — укладчик брака
Предусмотрена возможность работы секции в восстанови-
тельном, а также в окислительном режиме путем ее разгер-
метизации и переноса входного затвора в начало следующей
секции печи — камеры выдержки и регулируемого охлажде-
ния. Камера оборудована радиантными трубами, отапливае-
мыми природным или смешанным газом. Подовые ролики
снабжены индивидуальным электроприводом. В качестве печ-
ной атмосферы применяется диссоциированный аммиак (с
подмешиванием азотного газа). В этой части печи произво-
дится отжиг (730°) или нормализация (950°) металла с од-
новременным восстановлением поверхности до чистого ак-
тивного железа. Затем полоса поступает в камеру, снабжен-
ную охлаждающими трубами, соединенными со всасываю-
щим патрубком вентилятора. Такая система охлаждения поз-
воляет избежать попадания воздуха в печь при появлении не-
плотностей в трубах.
Камера охлаждения снабжена также электрическими на-
гревателями, что дает возможность более гибко регулиро-
вать температуру, а также предотвратить чрезмерное охлаж-
дение полосы при работе на низкой производительности.
Температура металла на выходе из печи поддерживается
в пределах 480—520°.
Поскольку при восстановлении окисной пленки водоро-
дом в результате реакции образуются водяные пары, вызы-
вающие при определенной их концентрации вторичное окис-
ление стали, свежий газ вводится в наклонную проводку пе-
чи, непосредственно вблизи места входа полосы в ванну цин-
кования. Таким образом, происходит противоток газа и ме-
талла, обеспечивающий наиболее благоприятные условия
для термохимической обработки полосы. Наклонная провод-
ка печи погружена в цинк на 200 мм. Таким образом, при
входе полосы в ванну цинкования образуется гидравлический
затвор, препятствующий контакту металла с атмосферой и
надежно герметизирующий печь.
Первоначальная заправка печи производится с помощью
специальной разъемной штанги, длина которой превышает
два шага подовых роликов. Штанга, к концу которой при-
крепляется конец заправляемой полосы, пропускается по ро-
ликам и выводится в люк на торцовой стенке печи. Затем к
полосе присоединяется цепь, забрасываемая через наклонную
проводку в ванну цинкования. Цепь извлекается из ванны
Щипцами.
В ванне цинкования полоса поступает в цинковый рас-
плав, легированный 0,2% алюминия, огибает погружающий
барабан и выходит на поверхность расплава через пару вал-
ков, регулирующих толщину и равномерность цинкового по-
крытия (рис. 3).
185
Погружающий барабан неприводной. Для заполнения по-
лости барабана расплавом с целью ликвидации выталкиваю-
щей силы на торцах барабана имеются отверстия. Поверх-
ность барабана может периодически очищаться специальным
скребком.
Рис. 3. Выход оцинкованного металла из регулирующих
валков цинковальной машины. Зеркальное отражение
создает иллюзию прозрачной полосы
Регулирующие валки изготовлены из поковок бескремнис-
той стали. На их поверхности нарезаны кольцевые канавки,
обеспечивающие подачу свежего цинка в зев. Толщина пок-
рытия регулируется количеством и величиной канавок, а так-
же степенью погружения валков в цинк. Валки постоянно очи-
щаются от налипающих окислов скребками. Кроме того, ус-
танавливаются две газовые горелки, создающие вблизи вал-
ков безокислительную зону.
Привод регулирующих валков осуществляется от электро-
двигателя постоянного тока с независимым возбуждением, че-
рез редуктор и карданную передачу. Окружная скорость вал-
ков поддерживается, как правило, несколько ниже скорости
полосы, что улучшает равномерность покрытия.
Ванна цинкования выполнена из 40-миллиметровых листов
качественной малоуглеродистой стали и обогревается элек-
трической печью сопротивления мощностью 350 кет. Обогрев
включается в периоды остановок, а также при работе агре-
гата на низкой производительности. При нормальной работе
баланс тепла поддерживается за счет превышения темпера-
туры полосы, входящей в ванну, над температурой расплава
(450°) .В это время печь термохимической обработки регули-
руется по импульсу термопары, установленной в цинке.
186
подго-
При работе на пониженной производительности, напри-
мер, для получения особо пластичного металла, температура
полосы поддерживается на постоянном уровне, а ванна цин-
кования переводится на регулируемый автоматически наруж-
ный обогрев.
Электропечь имеет четыре ступени регулирования и обес-
печивает мягкий равномерный обогрев ванны, без местных
перегревов, наблюдающихся зачастую в газовых печах и при
водящих к преждевременному выходу ванн цинкования из
строя за счет усиленного растворения стенок цинком. Срок
службы ванны в агрегате АГЦ-2 составляет 1,5—2 года вме-
сто 3—6 месяцев в старых агрегатах цинкования.
Возможность работы ванны цинкования без наружного
обогрева обеспечивается также установкой вспомогательной
индукционной печи мощностью 535 кет для плавки и подачи
свежего цинка. Чушковый цинк загружается в плавильную
печь транспортером из специального отделения для
тонки и сушки цинка.
Периодическая перевалка цинковальной машины (смена
валков и барабана) осуществляется тельферами, перемеща-
ющимися по стационарным монорельсам над ванной цинко-
вания с обеих сторон полосы, что позволяет менять машину,
не разрезая полосы. Перед установкой в ванну цинкования
узлы машины разогреваются во вспомогательной печи.
На выходе из цинковальной машины полоса обдувается
струями воздуха, однако кристаллизация цинка происходит
на вертикальном участке в условиях естественного охлажде-
ния, что дает возможность получить на покрытии характер-
ный узор — «цинковые цветы». Далее полоса интенсивно ох-
лаждается воздухом и мелкораспыленной водой и поступает
в ванну пассивации, заполненную слабым раствором хромо-
вого ангидрида. Если по характеру заказа пассивации не тре-
буется, ванна заполняется водой. Затем полоса проходит
конвекционную сушку и через аккумулятор № 2 поступает в
выходную часть линии. Здесь производятся операции промас-
ливания и смотки полосы в рулон или резки на листы.
Для агрегата характерна высокая степень автоматизации
технологического процесса.
Тепловой режим работы оборудования поддерживается
автоматически. Специальные системы обеспечивают безопас-
ность при работе с водородосодержащей атмосферой. Для не-
прерывного измерения толщины цинкового покрытия установ-
лен изотопный прибор ИТП-5705 конструкции ВНИИАЧЕР-
МЕТа.
Предусмотрена установка на ванне цинкования сигнализа-
тора уровня цинка СУЦ-1 (разработка НИИТЕПЛОПРИБО-
Ра) с целью автоматизации подачи жидкого цинка из пла-
вильной печи и точного поддержания расстояния между уров-
187
нем зеркала расплава и центром регулирующих валков цин-
ковальной машины, что существенно влияет на стабильность
толщины покрытия.
Состав оборудования, тепловая мощность агрегата и дли-
на печи позволяют выпускать удовлетворительную по меха-
ническим характеристикам продукцию при значительной про-
изводительности линии и выходе 99% первосортной продук-
ции.
Канд. техн, наук ГРАНОВСКИЙ С. П.
СОЗДАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СТАНОВ
ДЛЯ ПРОКАТКИ ШАРОВ, ВТУЛОЧНЫХ И КОЛЬЦЕВЫХ
ИЗДЕЛИЙ
Поперечная прокатка в винтовых калибрах шаров являет-
ся одной из первых работ по новым технологическим процес-
сам прокатки, которая была начата под руководством Цели-
кова А. И. при организации ЦКБММ1. Для освоения и экс-
периментального исследования новой технологии был пост-
роен опытный шаропрокатный стан ЦКБММ-3. На этом ста-
не впервые в лабораторных условиях освоена прокатка заго-
товок шаров для подшипников качения, после чего ЦКБММ
были созданы два небольших опытно-промышленных стана:
один для прокатки мельничных шаров диаметром 40 мм, ко-
торый пущен в эксплуатацию в 1949 г. на Московском ме-
таллургическом заводе «Серп и молот», другой — для про-
катки заготовок баров подшипников диаметром 25—45 мм,
введенный в промышленную эксплуатацию в 1951 г. на Мос-
ковском ГПЗ-1. В 1954 г. на Катав-Ивановском литейно-ме-
ханическом заводе был пущен стан упрощенной конструкции
для прокатки мельничных шаров диаметром 40—80 мм.
Успешная эксплуатация этих станов позволила перейти к
широкому внедрению в промышленность производства шаров
новым методом — поперечно-винтовой прокаткой. В связи с
острой потребностью в мельничных шарах и необходимостью
значительного расширения их производства, Совет Минист-
ров СССР в 1956 г. принял решение о постройке специали-
зированных цехов для производства мельничных шаров диа-
метром 40—125 мм на Ждановском металлургическом заво-
1 В разработке и внедрении новой технологии и станов для прокатки
шаров участвовали Грановский С. П., Егоров Н. А., Стоша Е. А., Дмит-
риев Л. Д„ Ефанов В. И. и Мехов Н. В.
189
де «Азовсталь», Нижне-Тагильском металлургическом ком-
бинате и Днепровском металлургическом заводе. Технологи-
ческий процесс и конструкция прокатных станов были раз-
работаны ЦКБММ, и в 1959 г. первый такой цех производи-
тельностью 100 тыс. т шаров в год пущен в эксплуатацию на
заводе «Азовсталь».
В настоящее время в Советском Союзе успешно работают
14 станов для прокатки шаров, выпускающие свыше 400 тыс.
т шаров в год. Новые станы вызвали большой интерес у мно-
гих зарубежных фирм. За границу поставлено три шаропро-
катных стана, один в том числе в 1966 г. — в Англию.
Наряду с производством шаров ВНИИМЕТМАШем раз-
рабатывалась и осваивалась новая технология и станы для
прокатки в винтовых калибрах гладких и профильных ци-
линдрических изделий В настоящее время на подшипнико-
вых и станкостроительных заводах успешно работают станы
для холодной прокатки заготовок игольчатых роликов под-
шипников и нормализванных штифтов. Наряду с созданием
шаропрокатных станов ВНИИМЕТМАШем разработаны и
внедряются в производство новые технологические процессы
прокатки из прутка втулочных и кольцевых изделий1 2. Пер-
вый такой стан успешно освоен и работает на Харьковском
велосипедном заводе, а второй, более мощный, находится в
опытной эксплуатации на ГПЗ-1.
Таким образом, с момента организации ЦКБММ было
создано в прокатном производстве новое направление — по-
перечная прокатка изделий в винтовых калибрах, которое ус-
пешно развивается, широко внедряется в промышленность и
дает большой экономический эффект народному хозяйству.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И СТАНЫ ДЛЯ ПРОКАТКИ ШАРОВ
По назначению шары делятся на две группы: 1) мель-
ничные, предназначенные для размола руды, угля и цемента,
и 2) прецизионные, применяемые в качестве заготовок в ма-
шиностроении, например, на подшипниковых заводах. Требо-
вания, предъявляемые к этим изделиям, различны и соответ-
ственно технологические процессы производства имеют свои
особенности. Исходным металлом для изготовления мельнич-
ных шаров служат круглые прутки горячекатаной стали дли-
ной до 6 м и диаметром на 1—5 мм меньше размера прока-
тываемого шара. Прутки нагреваются до температуры 950—
1 В разработке новой технологии участвовали Грановский С. П.,
Ефанов В. И., Глазков Г. М. и Мехов Н. В.
2 В разработке и внедрении новой технологии и конструкции станов
участвовали Грановский С. П., Майзелис Г. С., Мехов Н. В., Ефанов В. И.
и Яковлев С. А.
190
1000° и подаются в непрерывно вращающиеся валки, на боч-
ках которых нарезаны винтовые калибры.
Схема процесса прокатки шаров приведена на рис. 1.
Непосредственно после выхода из валков шары охлаждаются
Рис. 1. Схема прокатки шаров
в воде и закаливаются до твердости 350—500Нб» После за-
калки шары извлекаются из воды при температуре около
200° и транспортируются в бункеры склада готовой продук-
ции, где они полностью остывают и получают самоотпуск.
Прокатка шаров — непрерывный процесс и при однозаходном
винтовом калибре за каждый оборот валка прокатывается
один шар. Валки стана вращаются со скоростью от 40 до
180 об!мин, что обусловливает высокую производительность.
С целью дальнейшего повышения производительности наре-
зают двух-, трех- и четырехзаходные винтовые калибры. При
этом за каждый оборот валков прокатывается соответствен-
но 2, 3 и 4 шара.
Одним из основных вопросов освоения процесса прокат-
ки шаров является калибровка валков, которая разрабаты-
валась на основе изучения условий течения металла при фор-
мовке шара. Теоретическое обобщение этого нового процесса
прокатки позволило установить основные закономерности,
обеспечивающие получение шаров правильной формы с хо-
рошим качеством поверхности, на основании которых разра-
ботана методика расчета калибровки валков.
На формующем участке калибры валков рассчитываются
таким образом, чтобы обеспечивалось постоянство объема
металла в калибре, и изменение ширины реборды валков со-
ответствовало бы вытяжке обжимаемой части заготовки.
Кроме того, для предотвращения разрыхления металла в
сердцевине заготовки, обычно возникающей при поперечной
прокатке, ограничивается ширина реборды. Все эти условия
191
обеспечиваются нарезкой калибра переменным шагом. При
производстве мельничных шаров конструкция отделочного
участка калибра выполнена таким образом, чтобы обеспечить
полное отделение и обкатку шаров в валках для получения
шаров в виде готовой продукции непосредственно со стана.
Валки для прокатки мельничных шаров изготовляют из стали
35ХГСА, подвергают термообработке до твердости 45—50 Rc
и затем реборды упрочняют электроискровой обработкой.
Это повышает стойкость валков, которая при многозаходных
винтовых калибрах достигает 1500—6000 т шаров.
Исходным металлом для производства заготовок шаров
подшипников служат круглые прутки калиброванной стали
ШХ15 длиной до 5 м и диаметром на 1—2 мм меньше разме-
ра шара. Металл нагревается в индукционной печи до тем-
пературы 850°. Процесс формовки такой же, как и при про-
катке мельничных шаров, а к отделке заготовок шаров под-
шипников предъявляются другие требования. Так как на по-
верхности заготовок шаров подшипников не допускается на-
личие закатов, то на отделочном участке калибра перемыч-
ки не полностью срезаются, а лишь утоняются до небольшо-
го диаметра и затем, после остывания шаров, отбиваются в
галтовочных барабанах. По выходе из валков заготовки ша-
ров подшипников равномерно охлаждаются на воздухе, что
обеспечивает необходимую структуру металла. Прокатанные
шары имеют правильную форму, точные размеры, хорошее
качество поверхности и после отжига подвергаются шлифов-
ке. На подшипниковых заводах прокатываются заготовки
шаров диаметром от 25 до 45 мм.
Для широкого внедрения в промышленность прокатки ша-
ров ВНИИМЕТМАШем разработана конструкция нескольких
типоразмеров станов, которые успешно работают на многих
заводах Советского Союза и идут на экспорт. Техническая ха-
рактеристика этих станов приведена в табл. 1. Шаропрокат-
ный стан 25--50 (рис. 2) предназначен для прокатки загото-
вок шаров подшипников диаметром 25—45 мм и мельничных
шаров диаметром 25—50 мм. Это первый промышленный ша-
ропрокатный стан, созданный ВНИИМЕТМАШем в 1949 г.
В дальнейшем стан был модернизирован и в 1966 г. постав-
лен в Англию.
Прокатные валки установлены на подшипниках качения
и приводятся во вращение электродвигателем через редук-
тор и шпиндели с шарнирными муфтами на подшипниках ка-
чения. На одной из головок шпинделей установлена фрик-
ционная муфта, позволяющая поворачивать один из валков
вокруг оси до совпадения калибров.
В настоящее время имеются две модификации этого типа
стана. Один стан приводится электродвигателем постоянного
тока, у второго — установлен электродвигатель переменного
192
Рис. 2. Шаропрокатный стан 25—50
Табл ина 1
Техническая характеристика шаропрокатных станов
Параметры	Тип стана			
	25—50	40—80 (облегчен- ный)	40-80	60—125
Диаметр прокатываемых шаров, мм: наименьший	50	80	80	125
наибольший .	25	40	40	60
Длина заготовки, м	3—5	to со	3-5	3-6
Диаметр валков, мм: наименьший .	205	280	270	520
наибольший .	300	430	460	690
Скорость вращения вал- ков, об/мин .	75-180	46—140	80-160	40-85
Мощность электродвига- теля, кет ....	160	225	550	885
Производительность, шт/лщн; шары наибольшего ди- аметра ....	75	46	80	50
шары наименьшего ди- аметра	180	200	385	170
Вес стана, т .	27	30	42	104
13 Зак. здсп	103
тока, а требуемое изменение скорости вращения валков по
трем ступеням осуществляется переключением зубчатых
муфт, соединяющих валы редуктора и шестеренной клети.
Рабочая клеть стана снабжена механизмами для регулирова-
ния угла наклона, сближения валков, а также осевой регу-
лировки. В рабочей клети установлены также устройства для
крепления и регулировки проводок, поддерживающих заго-
товку на оси прокатки, Желоб для задачи прутков в стан
расположен между шпинделями Привода валков. Станы этого
типа установлены на ГПЗ-1, ГПЗ-4, заводе им. 1-го Мая
(г. Калинин).
Шаропрокатные станы 40-80 (рис. 3) и 80-125 предназна-
чены для прокатки мельничных шаров. Конструкция их ана-
логична стану 25-50, отличаются они размерами, а также
мощностью привода. Привод валков осуществляется электро-
Рис. 3. Шаропрокатный стан 40—80
194
двигателями постоянного тока. Шаропрокатный стан 40-80
упрощенной конструкции (рис. 4) также применяется для
прокатки мельничных шаров. Он отличается тем, что задача
прутков в валки осуществляется не между шпинделями, а с
Рис. 4. Шаропрокатный стан 40—80 упрощенной конструкции
противоположной стороны рабочей клети. Это позволяет уве
личить диаметры головок шпинделей, что соответственно по-
вышает их долговечность. Однако при таком расположении
механизмов несколько затрудняется обслуживание стана при
его настройке и подналадке. В этом стане конструкция рабо-
чей клети упрощена благодаря отсутствию устройств для пла-
вной регулировки угла наклона осей валков, что допустимо
только для стана, прокатывающего мельничные шары.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И СТАНЫ ДЛЯ ПРОКАТКИ ИЗ
ПРУТКОВОГО МЕТАЛЛА ЗАГОТОВОК ДЛЯ ВТУЛОЧНЫХ
И КОЛЬЦЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ1
Впервые этот новый способ прокатки разработан и внед-
рен в промышленность применительно к производству заго-
товок велосипедных втулок. Исходным металлом для про-
катки служит горячекатаная круглая сталь 15Х. Прутки ру-
бятся на прессе на отрезки длиной 900 мм, которые в проход-
ной газовой печи нагреваются до 1300°. Схема прокатки при-
ведена на рис. 5. Нагретая заготовка подается к двухвалко-
1 Авт. свид-то № 107607, бюлл. изобр. № 6, 1957.
Авт. свид-во .№ 153266, бюлл. изобр. № 5, 1963.
1-3*
195
Рис. 5. Схема агрегата для прокатки из прутков профилированных труб
вому прошивному стану, где из прутка прошивается гильза
диаметром 60X34 мм и длиной 1300 мм. Без дополнительного
подогрева гильза передается в приемный желоб формовочно-
го стана, через нее продевается длинная оправка, и гильза
вместе с отправкой задаются между тремя непрерывно вра-
щающимися валками.
На валках (рис. 6) нарезан винтовой калибр, профиль
которого негативен профилю втулочной заготовки. Перед
Рис. 6. Схема прокатки втулочных заготовок
винтовыми калибрами установлены конусные кольца, с по-
мощью которых гильза редуцирует по диаметру и толщине
стенки. Затем откалиброванный участок гильзы поступает в
винтовой калибр, где на оправке формуется требуемый про-
филь заготовки. Отформованная заготовка выходит из вал-
ков, соединенная с остальной заготовкой сравнительно тон-
кой кольцевой перемычкой. Подача металла в валки протека-
ет непрерывно, пока не прокатается вся гильза. Затем из про-
катанной профильной трубы извлекается оправка, которая
охлаждается, смазывается и транспортируется к входной сто-
роне стана. Прокатанные трубы также охлаждаются и затем
по перемычкам разделяются на штучные заготовки, травятся
и поступают на механическую обработку.
Технологический процесс прокатки заготовок колец кони-
ческих роликоподшипников аналогичен описанному выше.
Исходным металлом является круглый пруток стали ШХ15,
который на металлургическом заводе подвергают обдирке
197
Для удаления дефектного слоя металла. Нагрев заготовок
осуществляется в индукционной печи, что предотвращает
обезуглероживание поверхностного слоя металла. На формо-
вочном стане прокатывается два вида заготовок: а) профи-
лированные трубы для внутренних колец и б) штучные коль-
цевые заготовки с коническими торцами для наружных колец
(рис. 7). Прокатка обоих видов заготовок осуществляется
на закрепленной по оси оправке. Вследствие этого профиль-
ная труба постепенно стягивается валками с оправки и отпа-
дает надобность в ее извлечении.
Рис. 7. Схема прокатки штучных заготовок для колец подшипников
При прокатке штучных кольцевых заготовок в конце фор-
мовки тонкая перемычка, соединяющая кольцо с остальной
заготовкой, перерезается ребордами валков, которые пересе-
кают отверстие заготовки. После выхода из валков заготовки
охлаждаются и контролируются с целью отсортировки де-
фектных колец. Прокатанные заготовки отжигаются и галту-
ются в барабанах. При этом остатки перемычек и заусенцы
на кромках отверстия забиваются во внутрь кольца. Отож-
женные заготовки растачиваются, одновременно удаляются
перемычки и заусенцы, а затем производится полугорячая
калибровка их, при которой заготовке придается требуемая
форма и уточняются ее размеры.
Для внедрения в промышленность новой технологии про-
катки втулочных и кольцевых заготовок ВНИИМЕТМАШем
разработана конструкция двух типоразмеров станов, их тех-
ническая характеристика приведена в табл. 2.
Агрегат для прокатки профилированных трубных загото-
вок для велосипедных втулок (рис. 8) состоит из двухвалко-
вого прошивного стана и трехвалкового формовочного стана.
Особенностью первого стана является прошивка гильз мало-
го диаметра (60X34 мм). Для предотвращения остывания та-
кой малой гильзы предусмотрена ее осевая выдача подающи-
ми роликами, осуществляемая с большой скоростью. Формо-
вочный стан состоит из рабочей клети, механизмов привода
198
валков, входной и выходной сторон стана, а также уст-
ройств для охлаждения, смазки и транспортировки оправок.
Рабочая клеть имеет три валка с винтовыми калибрами. Ме-
ханизмы установки валков обеспечивают их радиальную и осе-
вую регулировки, а также изменение углов наклона осей вал-
ков. Привод валков осуществляется электродвигателем пере-
менного тока мощностью 160 кет через редуктор, шестерен-
ную клеть, трансмиссионные валы и универсальные шпинде-
ли. Входная сторона оборудована устройствами для продева-
ния через гильзу длинной оправки и задачи гильзы с оправ-
кой во вращающиеся валки стана. На выходной стороне ста -
на по цилиндрическим направляющим перемещаются две ка-
ретки.
Рис. 8. Стан для прокатки втулочных заготовок
199
Таблица 2
Техническая характеристика станов для прокатки втулочных и кольцевых
заготовок
Параметры	Стан для прокатки заготовок велоси- педных втулок	Стан для про- катки загото- вок колец подшипников
Наружный диаметр прокатываемых заготовок, мм ......	60	60—105
Минимальный внутренний диаметр, мм: профилированных труб	31	31 50
штучных заготовок ....	—	
Наибольшая длина прокатываемых труб или пакета колец, м	2,5	4,0
Диаметр валков, мм: прошивного стана ....	270	450
формовочного стана ....	240	250; 335
Производительность, шт/лшн .	. .	30	45-150
Мощность электродвигателей глав- ных приводов, кет		320	2500
Вес стана, т ......	65	175
На первой каретке, перемещающейся от двух пневмоци-
линдров, установлен патрон, через который продевается пе-
редний конец оправки. Этот патрон с кареткой служит для
поддержания вращающейся профильной трубы в процессе ее
прокатки, а также задачи конца оправки в патрон извлекате-
ля. Последний установлен на второй каретке, перемещающей-
ся по цилиндрическим направляющим с помощью гидравли-
ческих плунжеров. Перед началом прокатки передний патрон
располагается вблизи валков. Толкателем при задаче гильзы
в валки передний конец оправки продевается через этот пат-
рон. В процессе прокатки передний патрон отходит от вал-
ков синхронно с выходом прокатываемой трубы и поддержи-
вает оправку с трубой. После выхода заднего конца трубы из
валков каретки с передним патроном продолжает переме-
шаться и задает конец оправки в патрон извлекателя. Затем
передний патрон упирается в неподвижную стойку, губки
патрона, удерживающие оправку, раскрываются, и оправка
извлекается. При этом профильная труба упирается в корпус
переднего патрона.
Прокатанная труба сбрасывается на транспортер-холо-
дильник, а оправка охлаждается в водяной ванне, смазыва-
ется и транспортируется на входную сторону стана. Перед
началом прокатки следующей трубы передняя и задняя ка-
ретки возвращаются в исходное положение.
200
Агрегат для прокатки втулочных заготовок спроектиро-
ван ВНИИМЕТМАШеМ, установлен на Харьковском велоси-
педном заводе и успешно эксплуатируется с 1961 г., выпуская
ежегодно более 4 млн. заготовок для всех велосипедных за-
водов Советского Союза.
Агрегат для прокатки кольцевых заготовок также состоит
из прошивного и формовочного станов (рис. 9). Отличитель-
ной особенностью последнего является наличие механизмов
Рис. 9. Стан для прокатки заготовок колец подшипников
для перемещения стержня с оправкой при продевании послед-
ней через гильзу и фиксации оправки в очаге деформации
при прокатке. Стан оборудован также устройствами для ме-
ханизированной замены изношенной оправки, находящейся в
труднодоступной зоне, где располагаются вращающиеся де-
тали привода валков.
Опытно-промышленный агрегат, созданный ВНИИМЕТ-
МАШем, установлен на ГПЗ-1, где осуществляется его опыт-
ная эксплуатация.
При внедрении прокатки мельничных шаров диаметром
40—125 мм производительность повысилась с 0,2—0,7 до
5,1—17,3 т/ч. При прокатке шаров сократились также затра-
ты на инструмент и энергетические расходы. При годовом
выпуске на указанных выше трех металлургических заводах
320 тыс. т катаных шаров годовой экономический эффект со-
ставил 5240 тыс. руб. Станы для прокатки мельничных ша-
ров, установленные на машиностроительных заводах, дают
экономию около 470 тыс. руб. в год. На Ждановском метал-
лургическом заводе, благодаря внедрению прокатки шаров,
получена дополнительная экономия в размере 220 тыс. руб. в
201
год за счет частичного использования головной обрези для
прокатки прутковой шаровой заготовки. Таким образом,об-
щий экономический эффект от внедрения прокатки мельнич-
ных шаров составил 5930 тыс. руб. в год. Кроме того, благо-
даря закалке шаров с прокатного нагрева повысилась их из-
носостойкость и сократился в среднем на 15% расход шаров
на горнообогатительных комбинатах.
Внедрение прокатки заготовок шаров подшипников повы-
сило производительность труда в 3—5 раз, одновременно со-
кратился расход металла и инструмента. Общая экономия от
внедрения прокатки заготовок шаров подшипников на круп-
нейших подшипниковых заводах ГПЗ-1 и ГПЗ-4 составляет
около 316 тыс. руб. в год. При этом наибольший эффект до-
стигнут на шарах крупного размера (113/32 —13/4"), где про-
катка заменила ковку и последующую токарную обработку
шаров. Внедрение в промышленность первого агрегата для
прокатки из пруткового металла втулочных заготовок позво-
лило сократить расход металла на 2680 т в год, производи-
тельность возросла по сравнению с ковкой заготовок на го-
ризонтально-ковочных машинах со 145 до 1000 заготовок в
час, кроме того уменьшились затраты на инструмент. Годо-
вой экономический эффект от внедрения указанного агрегата
составил 312 тыс. руб. Общий экономический эффект, полу-
ченный от внедрения новой технологии и станов для прокат-
ки шаров и втулочных изделий, созданных ВНИИМЕТМА-
Шем, составил 6558 тыс. руб. в год. Новые станы позволили
резко повысить производительность и ликвидировать тяжелый
физический труд.
Кандидаты техн. наук. КАЗАНСКАЯ И. И.
и МИЛЮТИН С. П.
ТРЕХВАЛКОВЫЕ СТАНЫ ДЛЯ ПРОКАТКИ КРУГЛЫХ
ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ
При автоматизации производства основным является вы-
бор оптимального технологического процесса. Изыскание же
новых высокопроизводительных процессов дает возможность
претворить в жизнь прогрессивные тенденции в развитии тех-
ники и создает основу для развития новых направлений тех-
нического прогресса. Наиболее просты и надежны при авто-
матизации способы, характеризующиеся непрерывностью про-
цессов деформации. Поэтому широкое применение процес-
сов прокатки является одним из важнейших направлений при
автоматизации обработки металлов давлением.
Отечественный и зарубежный опыты показывают, что про-
каткой можно получить множество различных изделий, при-
ближающихся по форме и размерам к изделиям, обычно из-
готавливаемым штамповкой, ковкой и резанием.
Так, например, для различных отраслей машиностроения
в большом количестве требуются сплошные детали значи
тельной длины круглого сечения с изменяющимися по длине
диаметрами. К такого рода изделиям относятся ступенчатые
и конические валы и оси, полуоси для автомобилей, торсион-
ные валы, шпиндели текстильных веретен и др.
Эти детали обычно изготавливают механической обработ
кой из круглого проката или из заготовок, получаемых ков-
кой или штамповкой. В первом случае до 35% металла ухо-
дит в стружку, и большой парк металлорежущих станков за-
гружается непроизводительными обдирочными работами. Во
втором — много металла уходит в заусенец-«облой» при
штамповке и в стружку при последующей механической об-
работке.
Наиболее выгодным способом изготовления заготовок та-
ких деталей является поперечно-винтовая прокатка на трех-
валковых станах, обеспечивающая высокую производитель-
ность, хорошее качество изделий и легко поддающаяся авто-
матизации.
203
В течение длительного времени считалось общепризнан-
ным, что процесс поперечной прокатки применим только при
производстве бесшовных труб и главным образом для обра-
зования полости (прошивки).
В результате теоретических и экспериментальных иссле-
дований, проведенных во ВНИИМЕТМАШе под руководством
академика Целикова А. И., были найдены условия, при ко-
торых устраняются явления поперечной раскатки и не обра-
зуется разрыхления сердцевины, наблюдаемые при обычных
процессах поперечной прокатки.
Сущность процесса поперечно-винтовой прокатки периоди-
ческих профилей на трехвалковых станах заключается в том,
что нагретая заготовка, натянутая в осевом направлении, об-
жимается тремя приводными валками дисковой или коничес-
кой формы (рис. 1).
Рис. 1. Схема прокатки круглых периодических профилей коническими
(а) и дисковыми (б) валками
204
Технические характеристики станов
Параметры	Станы							Стан для прокатки тракторных полуосей
	10	20	50	70	80	120*	220*	
Диаметр заготовки наибольший, мм	12	20	50	70	80	120	220	100
Наибольшая длина заготовки, м	0,4	0,9	1,6	1,75	2,0	2,2	4,0	0,8
Диаметр проката, м	5-12	8-20	15-20	20-70	30-80	40—120	135-220	60-100
Наибольшая длина проката, м	0,7	1,2	2,0	2,5	2,6	4	5,1	1.2
Расчетная скорость выхода металла из валков (наибольшая), м/мин	2	2	4	5	5	6	6	6
Производительность, т!ч	0,024	0,092	0,583	0,83	1,33	5	33	4
Наибольшее давление металла на валки, т	2	2	5	15	15	25	80	30
Наибольшее усилие натяжения, т	1	1	4	8	10	20	60	12
Мощность главного привода, кет	7	14	60	60	105	435	1350	160
Давление в гидросистеме, кг/см2	60	60	60	60	60	80	80	60
Вес стана, т	3	3,6	15	23	20,4	36	170	18
* Веса станов 120 и 220 указаны без вспомогательного оборудования.
Для облегчения вытяжки валки развернуты на небольшой
угол, что создает осевую составляющую скорости, направлен-
ную в ту же сторону, что и осевое натяжение. Диаметр про-
ката практически равен диаметру окружности, вписанной в
раствор валков по их калибрующим участкам. Для измене-
ния диаметра проката валки во время прокатки раздвигают-
ся или сближаются с помощью гидравлических цилиндров.
Управление гидравлическими цилиндрами осуществляется
специальной следящей системой.
В Советском Союзе разработана и внедрена гамма авто-
матизированных трехвалковых станов для прокатки круглых
периодических профилей диаметром 10—140 мм и длиной
до 4000 мм (станы 10, 20, 50, 70, 80, 100» 120). Технические
характеристики трехвалковых станов приведены в таблице. За
создание комплекса этих станов данная работа в 1964 г. удо-
стоена Ленинской премии *.
На трехвалковых станах могут быть получены изделия
любой формы, образованные из соосно расположенных ци-
линдрических, конических, сферических и других поверхно-
стей вращения.
Несмотря на различие размеров и конструкций станов, ра-
ботающих в промышленности, на них сохраняется следую-
щая последовательность операций и действий отдельных ме-
ханизмов.
Заготовки, нагретые до температуры прокатки, подаются
через вводную проводку стана и разведенные валки в авто-
матический зажим. Включается копировальная система. Вал-
ки сближаются до соприкосновения с заготовкой. Начинается
рабочий ход натяжного устройства, при котором зажим сав
томатически регулируемой скоростью движется от рабочей
клети. При помощи гидравлической системы вращающиеся
валки в соответствии с формой копира то сближаются, то
расходятся, обжимая заготовку. После прокатки заготовка
освобождается от губок автоматического зажима и транспор-
тером или по наклонной решетке выдается за пределы стана.
КОМПЛЕКСНЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕРИОДИЧЕСКИХ
ПРОФИЛЕЙ МЕТОДОМ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ
В технологический процесс производства заготовок пере-
менного по длине диаметра методом поперечно-винтовой про-
катки включаются следующие операции:
1.	Подготовка заготовок перед прокаткой. В качестве ис-
ходной заготовки для поперечно-винтовой прокатки исполь-
* Ленинской премии удостоены Целиков А. И., Милютин С. П., Ле-
вин Е. И., Панфилов М. Т., Казанская И. И., Романчиков Б. Ф. и Греч-
кин Н. А.
206
зуется круглая горячекатаная сталь. Заготовки с глубокими
поверхностными дефектами отбраковываются или зачища-
ются. Разрезка заготовок на нужные длины производится в
соответствии с объемом или весом штанг периодического про-
ката. Выгоднее всего разрезать их пресс-ножницами или фа-
сонными ножами в холодном состоянии.
2.	Нагрев заготовок перед прокаткой. В зависимости от
размера стана, места его установки и других особенностей
производства применяются различные способы нагрева.
Опыт эксплуатации трехвалковых станов показал, что
наиболее целесообразным для заготовок диаметром 10—
50 мм является контактный нагрев, для заготовок диаметром
50—100 мм — индукционный, диаметрами свыше 100 мм —
пагрев в газопламенных печах.
3.	Прокатка на трехвалковом стане.
4.	Охлаждение периодического проката. Способ охлажде-
ния и конструкция холодильников определяются размерами
проката, материалом прокатываемых деталей, производи-
тельностью стана и требованиями к точности проката (во
время охлаждения искривление проката не должно превы-
шать допустимого).
Станы 10 и 20 оборудованы холодильниками в виде нак-
лонных плоскостей, на которые скатываются прокатанные за-
готовки, постепенно заполняя их.
На станах 50, 70, 80 и 100 остывание периодического про-
ката предусмотрено в специальных коробах или печах, что-
бы уменьшить скорость охлаждения и предотвратить подка-
ливание проката, так как на большинстве станов прокатыва-
ются легированные стали.
Станы 120 и 220 оборудованы цепными холодильниками,
рассчитанными на большую производительность.
5.	Разрезка периодического проката на отдельные детали
и отрезка технологических концов. В связи с тем, что перио-
дический прокат по своей форме и размерам приближается к
готовой детали и имеет небольшие припуски под последу-
ющую механическую обработку, к разрезке периодического
проката предъявляются повышенные требования: прокат при
резке не должен изгибаться, не допускается смятие концов,
рез должен быть ровным и перпендикулярным к оси детали,
при резке не допускается образование трещин, идущих в
глубь детали.
На трехвалковых станах в настоящее время применяется
резка на пресс-ножницах, пилах холодной резки (фрезерно-
отрезных станках), пилах горячей резки.
Пресс-ножницы могут применяться для сечений не выше
50 мм диаметром, так как для больших сечений получается
некачественный рез. Пилы холодной резки дают хороший рез,
применимы для различных сечений, но обладают низкой про-
207
изводительностью. Пилы горячей резки применяются для про-
ката больших сечений и устанавливаются непосредственно за
станом перед холодильниками.
6.	Осмотр проката и зачистка поверхностных дефектов.
Эта операция производится с целью выявления и удаления
поверхностных дефектов проката в виде плен, трещин, полу-
чающихся от использования недоброкачественных заготовок.
Для лучшего выявления поверхностных дефектов на про-
кате крупных размеров осмотру должна предшествовать опе-
рация удаления окалины, образовавшейся после прокатки.
Следует отметить, что операции осмотра и зачистки ока-
жутся ненужными, если для прокатки использовать заготов-
ку, по качеству соответствующую требованиям технических
условий ГОСТа.
КОНСТРУКЦИЯ ТРЕХВАЛКОВЫХ СТАНОВ
В настоящее время разработано восемь размеров станов,
некоторые из них имеют общие конструктивные решения по
входной стороне, другие — по клети, третьи — по натяжному
устройству и выходной стороне.
Произвести четкую классификацию конструкций в целом
не представляется возможным.
Для дальнейшего рассмотрения разделим станы по конст-
руктивным особенностям их главного узла — рабочей клети—
на три группы.
К первой группе можно отнести станы 10, 20, 70, ко вто-
рой — станы 50, 80, специализированный стан для прокатки
тракторных полуосей и стан 220 для прокатки вагонных осей,
к третьей группе — стан 120.
Несмотря на различие размеров и конструкций, в этих
станах сохраняется следующая последовательность операций
и действий~механизмов.
Нагретые до температуры прокатки заготовки подаются
через вводную проводку стана и разведенные валки в авто-
матический зажим. Включается копировальная система. Вал-
ки сближаются до соприкосновения с заготовкой. Одновре-
менно начинается рабочий ход натяжного устройства, при
котором автоматический зажим с регулируемой скоростью
движется от рабочей клети. Вращающиеся рабочие валки при
помощи гидравлических нажимных цилиндров сближаются
или расходятся в зависимости от профиля копира и обжима-
ют перемещающуюся в осевом направлении заготовку, к пе-
реднему концу которой приложено усилие натяжения. Во из-
бежание обрыва заготовки во время прокатки тонкие места
проката подвергаются интенсивному охлаждению водой или,
в случае прокатки сталей, не допускающих резкого местного
охлаждения, — сжатым воздухом. По мере выхода металла
208
из валков гидравлическими или пневматическими цилиндра-
ми поднимаются поддерживающие лотки, ограничивающие
колебания вращающегося проката. После окончания прокат-
ки заготовка освобождается от губок автоматического зажи-
ма и поддерживающими лотками опускается на непрерывно
движущийся транспортер или наклонную решетку. Транспор-
тером или по наклонной решетке заготовка выдается за пре-
делы стана.
Станы первой группы
Как показано выше, в первую группу входят станы 10, 20
и 70. Станы 10 и 20 аналогичны по своей конструкции. В ка-
честве примера рассмотрим конструкцию основных узлов
стана 20 (рис. 2).
Стан состоит из установки контактного нагрева, трехвал-
кового стана, холодильника. Эти установки объединены вод-
ном агрегате.
На сварном основании стана монтируются рабочая клеть,
привод рабочих валков, натяжное устройство и транспортер
готовых изделий. Внутри основания установлен гидропривод
стана.
В станине рабочей клети, перпендикулярно оси прокатки,
выполнены три расточки, в которых установлены три под-
вижных гидравлических цилиндра. Штоки цилиндров закреп-
лены в крышках рабочей клети. В наружных пазах цилиндров
клиньями крепятся корпусы рабочих валков. В этих корпусах
на подшипниках качения монтируются полые шпиндели, в ко-
торых при помощи цанг закрепляются рабочие валки.
Для увеличения срока службы и улучшения поверхности
проката рабочие валки выполнены с наконечниками из твер-
дого сплава. Цанговое крепление валков позволяет произво-
дить осевую регулировку валков при их перешлифовках и
полнее использовать материал наконечников. Рабочие валки
приводятся во вращение от асинхронного двигателя мощно-
стью 14 кет.
Кинематическая цепь привода валков состоит из коробки
скоростей, шестеренной клети, карданных и конических пе-
редач.
При таком расположении и конструкции привода рабочих
валков передняя часть клети остается не занятой деталями
привода, что позволяет поместить нагревательное устройство
непосредственно у рабочей клети.
Разворот валков на угол 3—5° осуществляется путем по-
ворота корпусов цилиндров в расточках клети за выступы с
последующей фиксацией в ползунах, установленных в пазах
станины клети.
14 Зак. здсп 209
Рис. 2. Расположение оборудования стана 20
Закрепление выступов внутри ползунов производится
клиньями, которыми также осуществляется настройка валков
относительно оси прокатки. Эта настройка и перемещение
валков в цанге (под углом 45°к оси прокатки) позволяет ус-
тановить их симметрично относительно оси прокатки. Наст-
ройку, необходимую для получения гладкой поверхности про-
ката, достаточно производить с точностью порядка ±0,5лш.
Натяжное устройство состоит из автоматического зажи-
ма, тележки, перемещающейся по направляющим станины,
упора и цилиндра натяжения.
В конце рабочего хода тележки, под действием упора,
губки автоматического зажима раскрываются, и прокатан-
ная заготовка выталкивается из зажима. Подготовленный та-
ким образом к захвату следующей заготовки автоматический
зажим при помощи цилиндра натяжения совершает холостой
ход в переднее положение.
При подаче в автоматический зажим очередной заготов-
ки губки автоматически зажимают ее. В первый момент про-
катки, благодаря натяжению, происходит самозатягивание
заготовки, губки еще глубже внедряются в металл, обеспечи-
вая передачу натяжения прокатываемой заготовке.
При прокатке копировальная линейка, двигаясь вместе с
тележкой, действует на ролик следящей системы и переме-
щает рабочие валки в строгом соответствии со своим профи-
лем.
Поскольку следящий клапан целесообразно связывать с
общим для трех цилиндров коллектором, в конструкции ста-
на предусмотрена шарнирная связь между цилиндрами, обе-
спечивающая равенство их перемещений, но не загруженная
давлением металла на валки.
Изменение положения валков, по мере изменения профи-
ля копира, продолжается в течение всего рабочего хода, при-
чем в конце рабочего хода производится значительное разве-
дение рабочих валков, при котором рычаг следящего клапа-
на фиксируется защелкой.
После того как автоматический зажим поочередно прохо-
дит зоны поддерживающих лотков, кулачок, укрепленный на
корпусе копировальных линеек, действуя на клапаны управ-
ления поддерживающими лотками, заставляет их поднимать-
ся с помощью цилиндров.
После того как прокатанная заготовка вышла из автома-
тического зажима, поддерживающие лотки опускают ее, ук-
ладывая на транспортер. После этого происходит холостой
ход натяжного устройства.
Прокатанные заготовки удаляются из стана транспорте-
ром готовых изделий, который приводится в действие двига-
телем через двухступенчатый червячный редуктор. В конце
транспортера установлен холодильник, представляющий со-
бою настил, наклоненный к горизонту под углом 6°.
За время длительной эксплуатации станов первой группы
в промышленных условиях выявились некоторые недостатки
их конструкции. Основным из них является значительный из-
нос круглых направляющих расточек корпуса рабочей кле-
ти, по которым перемещаются подвижные цилиндры рабочих
валков. Износ направляющих происходит вследствие попада-
ния окалины на трущиеся поверхности. Эффективного сред-
ства для защиты направляющих от окалины при данной кон-
струкции клети пока найти не удалось.
В последующих станах этой конструкции для сохранения
от износа дорогостоящего корпуса рабочей клети были при-
менены сменные чугунные гильзы, которые вставлялись в на-
правляющую расточку ее корпуса.
Чтобы избавиться от этого недостатка при конструирова-
нии других типоразмеров станов, конструкция рабочей кле-
ти была изменена.
Станы второй группы
Станы этой группы — 50, 80 и специализированный стан
для прокатки тракторных полуосей установлены на машино-
строительных заводах. В проектах станов заложено мини-
мальное количество вспомогательного оборудования в расче-
те на то, что все подготовительные и отделочные операции
должны производиться на существующем заводском обору-
довании.
Стан 220 предназначен для прокатки вагонных осей и ус-
танавливается на металлургическом заводе. Проект цеха это
го стана включает все вспомогательное оборудование, обес-
печивающее комплексный технологический процесс получе-
ния заготовок вагонных осей.
Станы второй группы отличаются от описанных раньше в
основном конструкцией рабочей клети (рис. 3).
В рабочих клетях станов корпусы рабочих валков закреп-
лены на рычагах, поворачивающихся для изменения межвал-
кового расстояния относительно осей, параллельных оси про-
катки.
С целью создания осевой составляющей скорости валков^
корпусы прикреплены к рычагам шарнирами, позволяющими
поворачивать их относительно осей, расположенных в плос-
кости, проходящей через очаг деформации, перпендикулярно
к оси прокатки. Рычаги связаны между собой тягами, обес-
печивающими равенство перемещений рабочих валков.
Рычаги у станов 50 и 80 перемещаются при помощи двух
плунжеров различных диаметров. Цилиндр плунжера малого
212
Рис. 3. Продольный разрез стана 80
to
Сс
диаметра находится под постоянным давлением масла. Ци-
линдр плунжера большого диаметра соединен со следящим
клапаном.
При подъеме профиля копировальной линейки цилиндр
плунжера большого диаметра соединяется со сливной маги-
стралью, малый плунжер поворачивает рычаги против часо-
вой стрелки. При этом диаметр проката увеличивается. При
снижении профиля копировальной линейки цилиндр плун-
жера большого диаметра соединяется с магистралью высо-
кого давления. Рычаги поворачиваются по часовой стрелке--
диаметр проката уменьшается.
При проектировании станов, предназначенных для прокат-
ки больших диаметров, прокатки тракторных полуосей и ста-
на 220, с целью разгрузки рычагов, тяг и шарниров от верти-
кальной составляющей давления металла на валки, стано-
вится целесообразным применение трех плунжерных цилинд-
ров, действующих через шарнирные связи на плечи рычагов,
несущих валки.
Конструкция рабочей клети станов второй группы облада-
ет следующими преимуществами:
1.	Трение скольжения цилиндров по направляющим рас-
точкам станины рабочей клети заменяется трением качения
в подшипниках рычагов. Поскольку подшипники, в отличие
от направляющих, легко защитить от попаданий воды и ока-
лины, повышается надежность работы стана.
2.	Упрощается изготовление рабочей клети, так как отпа-
дает необходимость в расточках отверстий большого диамет-
ра для цилиндров, расположенных под углом 120° друг к
другу, а также потому, что цилиндры с поршнями заменя-
ются системой плунжеров.
3.	Уменьшается вес рабочей клети.
Параметры трехвалкового стана определяются диаметром
прокатываемой заготовки, обжатием и величиной подачи ме-
талла на один оборот заготовки, а допустимая скорость вы-
хода металла из валков (скорость прокатки) — точностью ко-
пирования. Скорость снижается на участках, имеющих рез-
кие переходы профиля при большой скорости выхода. Поэто-
му для увеличения производительности стана целесообразно
производить увеличение числа оборотов изделия на участках,
имеющих плавные очертания (например, на участках вагон-
ных осей, расположенных между подступичными частями).
С этой целью на стане 220 предусматривается установка тре-
тьей линейки, изменяющей число оборотов двигателя в функ-
ции пройденного тележкой пути.
Перемещение тележки с автоматическим зажимом произ-
водится при помощи плунжерной системы, указанной в опи-
сании станов первой группы, причем для станов больших раз-
меров (например, у стана 220) питание плунжеров осущест-
214
вляется регулируемым насосом. Изменение производительно-
сти насоса — скорости движения тележки производится при
помощи одной из трех копировальных линеек.
Станы третьей группы
В станах первой и второй групп валки перемещаются в
направлении перпендикулярном к оси прокатки.
При прокатке с высокими скоростями выхода металла на
этих станах трудно получить резкие перепады профиля про-
ката с одного диаметра на другой, выполняемые во время
сближения валков.
Для повышения скорости прокатки без увеличения быст-
родействия копировальной системы и нажимного устройства
Рис. 4. Внешний вид рабочей клети стана 120
215
была разработана новая схема и конструкция клети трехвал-
кового стана, отличающаяся тем, что валки при внедрении и
разведении движутся не в радиальном направлении по отно-
шению к оси прокатки, а под углом к ней, т. е. вдоль своей
оси.
Этот принцип заложен в конструкцию станов третьей
группы, которые отличаются также конструкцией привода
валков, механизмом настройки угла подачи и натяжным уст-
ройством.
К этой группе относится стан 120, установленный на за-
воде им. Дзержинского (Рис. 4).
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ КРУГЛЫХ
ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ
На основании данных о качестве периодического прока-
та и опыта эксплуатации трехвалковых станов можно сделать
следующие выводы о преимуществах процесса поперечно-
винтовой прокатки периодических профилей.
1.	Детали, имеющие круглое сечение и изготавливаемые
в настоящее время из обычного круглого проката механиче-
ской обработкой, могут быть успешно получены из периоди-
ческого проката обработкой на токарных или шлифовальных
станках, в зависимости от требуемой точности и чистоты по-
верхности. При этом места деталей, не сопрягаемые с други-
ми деталями, вследствие высокой точности периодического
проката не нуждаются в механической обработке.
В этом случае процесс поперечно-винтовой прокатки дает
экономию металла, определяемую разностью между объема-
ми цилиндра, имеющего диаметр, равный наибольшему диа-
метру детали (с учетом припуска на обработку по этому диа-
метру), с длиной, равной длине детали, и объемом заготов-
ки под периодическую прокатку. Эта экономия металла не-
редко достигает 30—35%. Одновременно с этим большое ко-
личество рабочих освобождается от непроизводительной ра-
боты по обдирке заготовок деталей на металлорежущих
станках.
2.	При применении периодического проката для получе-
ния деталей круглой формы вместо штамповки отпадает рас-
ход металла на образование заусенца (облоя) и сокраща-
ются припуски на механическую обработку вследствие более
высокой точности поперечно-винтовой прокатки и правильной
формы тела вращения. Разгружается дорогостоящее кузнеч-
но-прессовое оборудование, сокращается механическая обра-
ботка. Абсолютная экономия металла как в первом, так и во
втором случаях растет по мере увеличения размеров прока-
тываемых изделий.
216
3.	Заготовки деталей, имеющие некруглую форму, могут
получаться из периодического проката путем штамповки. В.
этом случае получается значительная экономия металла вви-
ду сокращения заусенца (облоя). Тяжелое кузнечно-прессо-
вое оборудование разгружается от непроизводительных опе-
раций по штамповке подката. В этом случае экономический
эффект от применения периодической прокатки особенно вы-
сок, если прокатка и штамповка производятся с одного на-
грева.
4.	Трехвалковые станы позволяют полностью механизи-
ровать и автоматизировать процесс получения заготовок де-
талей, начиная от загрузки в приемную часть нагревательно-
го устройства и кончая уборкой готового периодического про-
ката.
5.	Переход от прокатки одного профиля к другому совер-
шается без замены валков за счет смены линеек профиля и
скорости перемещения тележки (при изменении диаметра
исходной заготовки заменяются также вводная проводка и
губки автоматического зажима). Этот переход может быть
сделан за 15—45 мин. Такая универсальность процесса поз-
воляет прокатывать широкий сортамент заготовок деталей
при малом парке инструмента.
6.	Изготовление валков простой формы и копиров не-
сравненно проще производства штампов. Весят они гораздо
меньше, чем штампы, а служат намного дольше. Таким об-
разом, стоимость инструмента и расходы по эксплуатации
трехвалковых станов значительно меньше, чем на кузнечно-
прессовое оборудование.
7.	Ввиду того, что трехвалковые станы производят прокат-
ку по винтовой линии с малым шагом и за один оборот из-
делия производится сравнительно небольшое обжатие, дав-
ление металла на рабочие валки сравнительно невелико, и
для привода их потребуются небольшие крутящие моменты,
поэтому вес стана и установочная мощность приводов чрез-
вычайно малы по сравнению со станами продольной про-
катки.
8.	Трехвалковые станы имеют сравнительно малые уста-
новочные мощности, занимают малые площади, позволяют
быстро переходить от одного профиля к другому, поэтому они
могут устанавливаться не только на металлургических, но и
на машиностроительных заводах с массовым или серийным
производством. На металлургических заводах целесообразно
строить специализированные цехи, предназначенные для
снабжения машиностроительных заводов периодическим про-
катом круглого сечения, включающие установку нескольких
типоразмеров станов.
9.	На некоторых машиностроительных заводах, помимо
рассмотренных выше станов, прокатывающих всю длину за-
217
готовки, могут найти также применение трехвалковые ста-
ны, предназначенные для прокатки концов различных ступен-
чатых валов. Такой процесс должен обладать тем преимуще-
ством, что отпадает отход на зажатие заготовки в автомати-
ческом зажиме и сокращается расход тепла на нагрев заго-
товки, поскольку нагревается только та часть заготовки, ко-
торая подвергается интенсивному обжатию.
В заключение следует остановиться на том обстоятельст-
ве, что экономический эффект поперечно-винтовой прокатки
будет увеличиваться не только по мере совершенствования
конструкции трехвалковых станов и их внедрения для изго-
товления существующих в производстве деталей, но также и
в том случае, если конструирование машин серийного и мас-
сового производства будет производиться с учетом этого
прогрессивного способа формообразования заготовок дета-
лей.
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МЕТАЛЛА И ИСПЫТАНИЕ
ПРОКАТАННЫХ ЗАГОТОВОК
Прокатка круглых периодических профилей на трехвал-
ковых станах наряду с резким повышением производитель-
ности труда и экономией металла за счет устранения отходов
металла в стружку одновременно обеспечивает значительное
повышение прочности, износостойкости и долговечности ра-
боты, что, в свою очередь, равносильно сокращению необхо-
димого количества запасных частей.
Исследования показали, что:
1.	Свойства металла заготовок, полученных на трехвал-
ковых станах, по сечению однородны.
2.	В прокатанном металле нет внутренней рыхлости.
3.	В продольном сечении металл имеет волокнистую
структуру, которая повторяет наружный контур деталей.
4.	Прочностные характеристики периодических профилей
в результате прокатки не изменяются.
5.	Пластичность металла прокатанных профилей выше,
чем у образцов из исходной заготовки. Особенно это сказы-
вается на угле закручивания при испытании на кручение.
Ударная вязкость металла повышается на 14—20% по срав-
нению с исходной заготовкой.
6.	Предел выносливости при знакопеременном изгибе
прокатанных образцов по сравнению с точеными выше на
10%, а прокатанных и затем обработанных — на 14%. Пре-
дел выносливости прокатанных заготовок по сравнению с
коваными повышается на 5—6%.
218
ПРОКАТКА ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ НА ТРЕХВАЛКОВЫХ
СТАНАХ С ПОДПОРОМ
В настоящее время в промышленности работает только
один трехвалковый стан — стан для прокатки тракторных по-
луосей, где применен подпор, действующий в момент про-
катки переднего конца заготовки, захватываемого автомати-
ческим зажимом.
При прокатке на трехвалковых станах с натяжением не
представляется возможным прокатывать заготовки с обжа-
тием по диаметру больше 2 (конические валки) и больше 1,7
(дисковые валки), поскольку с увеличением обжатия увели-
чивается усилие натяжения и прочность выходящего прока-
танного сечения заготовки оказывается недостаточной — за-
готовка обрывается. Это обстоятельство значительно сужает
сортамент заготовок, которые могут быть получены прокат-
кой.
Прокатанные штанги требуют либо последующей разрез-
ки на штучные заготовки и отрезки переднего и заднего не-
прокатанных концов, либо только обрезки последних. При
этом, если заготовка предназначена под последующую штам-
повку, совместить операции прокатки и штамповки без вто-
ричного нагрева прокатанных заготовок невозможно, что сни-
жает экономическую эффективность их производства.
Применение прокатки с подпором по всей длине заготов-
ки позволяет:
а)	упростить конструкцию стана (отсутствует сложное
натяжное устройство — плунжеры тележки, автоматический
зажим, направляющие тележки);
б)	прокатывать изделия с перепадами по диаметру до
2,5, так как устраняется опасность утяжки малого прокаты-
ваемого диаметра от усилия натяжения при прокатке после-
дующего сечения;
в)	расширить номенклатуру деталей, прокатываемых на
трехвалковых станах.
На рис. 5 показана схема прокатки штучных заготовок с
подпором, а на рис. 6 — прокатанная заготовка шатуна.
Рис. 5. Схема прокатки с подпором
219
Нагретая заготовка 1 подается в раскрывающуюся ввод-
ную проводку 2 и толкателем 3 до упора — в рабочие вал-
ки 4.
Толкатель обеспечивает осевую подачу заготовки во вре-
мя прокатки, развивая заданное усилие. Прокатка ведется по
копировальной линейке 5, связанной либо с задним, либо с
передним концом заготовки.
После выхода из валков прокатанная заготовка попадает
в приемную проводку 6 и затем передается на операцию
штамповки, а толкатель занимает исходное положение.
Рис. 6. Заготовки, прокатанные с подпором
ИССЛЕДОВАНИЕ И ОСВОЕНИЕ ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ
ЗАГОТОВОК ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ НА ТРЕХВАЛКОВОМ
СТАНЕ
Известно, что титан и титановые сплавы в качестве лег-
кого коррозийностойкого конструкционного материала нахо-
дят все более широкое применение в авиамоторостроении, ра-
кетостроении, морской технике, химическом машиностроении
и ряде других производств. Использование титана как кон-
струкционного материала способствовало освоению космичес-
кого пространства.
В настоящее время накоплен определенный опыт по об-
работке заготовок из титана и его сплавов резанием, давле-
нием (ковка, штамповка, продольная прокатка), сваркой.
Опыта же поперечно-винтовой прокатки экономических фа-
сонных заготовок из титановых сплавов до сих пор не было.
Так, например, фасонные заготовки из титановых сплавов
ОТ4, ВТЗ, ВТ8 и других для штамповки лопаток получают
всесторонней ковкой за несколько операций. Эти операции
трудоемки, коэффициент использования металла равен 0,45—
0,5. В связи с этим опробование экономического процесса по-
220
перечно-винтовой прокатки заготовок из титановых сплавов
представляет большой практический интерес.
Ориентировочный расчет технико-экономических показа-
телей процесса прокатки титановых заготовок на трехвалко-
вом стане показывает, что перевод их на прокатку позволя-
ет уменьшить расход металла и снизить себестоимость про-
катанных фасонных заготовок по сравнению с коваными.
Годовая экономическая эффективность при этом составит
приблизительно 450 тыс. руб.
Изучение структуры сплавов титана после поперечно-вин-
товой прокатки дало возможность установить их мелкозер-
нистую структуру и выбрать наиболее благоприятные режи-
мы прокатки. Для прокатки использовались катаные прутки
040,45 мм. Температура прокатки изменялась от 750 до 1150°.
Заготовки прокатывались с подпором с различной вытяжкой
и различной скоростью деформации.
Рис. 7. Зависимость от размера зерна прокатанных
прутков титана от расстояния до поверхности:
—О~* ВТЗ-1, образец № 10; —X— ОТ-4 образец № 17;
4b* —	-ВТ-8 образец № 18;	л-1 образец № 20
221
При этом установлено, что процесс прокатки протекает
наиболее устойчиво при температуре 900—1150°. Технологи-
ческой смазки не требуется. Размер зерна в поперечном се-
чении прокатанных заготовок не одинаков.
На рис. 7 приведена зависимость размера зерна прока-
танных прутков титана от расстояния до поверхности. Наибо-
лее интенсивная деформация сосредоточивается в зоне, глу-
бина которой находится от поверхности на расстоянии мень-
ше половины радиуса. Изменение балла зерна зависит от
температуры прокатки, степени и скорости деформации.
Так, например, прокатка заготовок из сплава ВТ8 с обжа-
тием е = 2,5, со скоростью деформации и = 0,6 if сек дала воз-
можность изменить величину зерна до 1—3 баллов на глуби-
не до 1/6 радиуса от поверхности заготовки, 6 баллов — на
расстоянии от 1/6 до 1/2 радиуса и до 6—7 баллов — на рас-
стоянии от 1/2 радиуса до центра заготовки. В исходной за-
готовке зерно имело радиус 8—9 баллов.
В то же время при прокатке заготовок из сплава ВТЗ-1 с
обжатием е=1,14 величина зерна осталась без изменения да-
же у края прутка.
Установлено, что максимальное изменение зерна наблю-
дается при меньших скоростях деформации.
Так, например, уменьшение скорости деформации с
« = 0,6 1/сек до и~0,31/се/с (при обжатии 8 = 2,25) позволило
получить у края заготовки зерно величиной 1—3 балла на
расстоянии 1/4 радиуса от поверхности — 5 баллов, а на рас-
стоянии 1/2 радиуса до центра зерно осталось без измене-
ния.
На основании проведенных исследований рекомендуется
прокатку титановых сплавов ОТ4, ВТ31, ВТ8 производить при
температуре 900°.
ПРОКАТКА ПОЛЫХ СТУПЕНЧАТЫХ ЗАГОТОВОК
По существующей технологии ряд полых ступенчатых за-
готовок изготавливается штамповкой на гидравлических
прессах с последующей черновой механической обработкой.
Данные операции очень трудоемки, коэффициент исполь-
зования металла при этом очень низок и колеблется в преде-
лах 0,25—0,35. Однако короткие полые изделия с дном, с ко-
нической внутренней поверхностью и сложным наружным
профилем обычным способом поперечно-винтовой прокатки
на трехвалковых станах с натяжением получить нельзя.
В лаборатории ВНИИМЕТМАШа опробована прокатка
подобных заготовок дисковыми валками как с натяжением,
так и с подпором.
Схема прокатки показана на рис. 8.
222

Рис. 8. Схема прокатки полых ступенчатых заготовок с дном:
1 — рабочий валок; 2 — хвостовой цилиндр; 3 — подвижной упор; 4 — цилиндр свода валков; 5 — нагретая заготов-
ка; 6 — рабочая оправка; 7 — каретка; 8 — головной гидроцилиндр; 9— копировальный ролик; 10— копировальная
линейка
Заготовка предварительно прошивается на прессе. За-
тем она нагревается, надевается на оправку, повторяю-
щую контур детали, и подается в зону деформации до упо-
ра, который з атем двигается вместе с прокатываемой дета-
лью со скоростью прокатки и вместе с тем обеспечивает плот-
ный прижим дна заготовки к оправке, которая имеет возмож-
ность свободного вращения.
Прокатка производится по копиру, связанному с оп-
равкой. Привод сближения и разведения валков и привод
движения оправки гидравлические.
После выхода из валков прокатанная часть детали попа-
дает в жесткую приемную проводку, которая устанавливает-
ся в непосредственной близости от валков. После окончания
прокатки оправка возвращается в исходное положение. Од-
новременно изделие с оправки снимается (край изделия упи-
рается в специальный упор). Затем цикл прокатки повторя-
ется.
На рис. 9 показана одна из заготовок, полученная дан-
ным способом.
Рис. 9 Прокатанная полая заготовка
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ПЕРСПЕКТИВЫ
ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ МЕТОДА ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ
ПРОКАТКИ КРУГЛЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ
Созданные ВНИИМЕТМАШем трехвалковые промышлен-
ные станы 10, 20, 50, 70, 80, 120, стан для прокатки трактор-
ных полуосей, стан для прокатки вагонных осей представля-
ют полный комплекс, охватывающий весь потребный в маши-
ностроении сортамент круглых профилей переменного сече-
ния.
В настоящее время в промышленности работают 10 трех-
валковых станов:
1.	На металлургическом заводе им. Дзержинского
(г. Днепродзержинск) работает с 1959 г. стан 120 для про-
катки круглых периодических профилей диаметром до 130—
140 мм.
224
На стане освоено изготовление свыше 100 деталей раз-
личных наименований для 30 заводов Советского Союза, в
том числе железнодорожные оси узкой колеи, полуоси
тракторов и другие.
2.	На заводе «Текстильмаш» (г. Коломна) с 1952—
1955 гг. работают пять трехвалковых станов 10 и 20 для про-
катки шпинделей текстильных веретен, из них четыре — для
прокатки шпинделей диаметром до 10 мм и один для изделий
диаметром до 20 мм.
3.	На заводе «Красный металлист» (г. Конотоп) с 1960 г.
действует стан 20 для прокатки торцовых ключей.
4.	На Московском заводе им. Ленинского Комсомола
в 1953 г. пущен стан 70 для прокатки полуосей автомобилей
и других заготовок.
5.	На Минском тракторном заводе с 1963 г. работает спе-
циализированный стан для прокатки тракторных полуосей.
6.	На электромашиностроительном заводе в г. Челябинске
с 1963 г. работает стан 50 для прокатки валов электродвига-
телей легких серий.
Эти станы обеспечивают машиностроительные заводы с
наиболее массовым и крупносерийным производством — заго-
товками, близкими по форме к готовым изделиям.
Установка трехвалковых станов на металлургических за-
водах дает возможность наладить централизованное снабже-
ние машиностроительных заводов экономичными заготовка-
ми.
Согласно данным Коломенского завода текстильного ма-
шиностроения годовая экономическая эффективность от
внедрения трехвалковых станов для прокатки шпинделей ве-
ретен по сравнению с изготовлением шпинделей методом то-
карной обработки составляет 35 тыс. руб. По данным, полу-
ченным лишь с семи заводов, где применяется периодический
прокат со стана 120, годовой экономический эффект состав-
ляет 300 тыс. руб. при экономии металла 2000 т. Экономиче-
ский эффект от внедрения на Минском тракторном заводе
прокатанных заготовок полуосей с минимальными припуска-
ми под механическую обработку взамен получения их мето-
дом свободной ковки дает ежегодно заводу 100 тыс. руб. эко-
номии.
Годовая экономическая эффективность от внедрения в про-
мышленность периодических профилей, полученных на трех-
валковых станах, составляет 450 тыс. руб. при годовой эконо-
мии металла около 2500 т.
В настоящее время ВНИИМЕТМАШем разработан про-
ект осепрокатного стана для прокатки сплошных и полых ва-
гонных осей.
Основные преимущества метода прокатки сплошных ва-
гонных осей — высокая производительность при небольших
15 адап	225
удельных трудовых и капитальных затратах и более низкая
себестоимость осей. Изготовление сплошных вагонных осей
методом поперечно-винтовой прокатки даст ежегодно 660 тыс.
руб. экономии и позволит высвободить остродефицитное куз-
нечно-прессовое оборудование.
Показатели способа производства полых вагонных осей
методом поперечно-винтовой прокатки намного превосходит
показатели не только способа штамповки, но даже производ-
ства сплошных осей.
Прокатка полых вагонных осей взамен сплошных позво-
лит получить значительную экономию металла (свыше 60
тыс. т в год) и снизить себестоимость осевых заготовок при
невысоких удельных трудовых и капитальных затратах. Го-
довая экономия от снижения себестоимости по сравнению со
штампованными осями составит свыше 3000 тыс. руб.
Применение полых осей, кроме того, облегчит вес вагона
и в значительной мере уменьшит вес неподрессорных масс
вагона, что позволит улучшить условия эксплуатации и сни-
зить расходы на топливо и содержание путей.
Украинским институтом металлов выявлена отраслевая
потребность в новых профилях проката, для производства ко-
торых требуется строительство новых станов.
В 1970 г. потребность только в круглых периодических
профилях составит 450 тыс. т, годовая экономия при внедре-
нии периодического проката составит 100 тыс. т или в денеж-
ном выражении 10000 тыс. руб.
Дальнейшее развитие трехвалковых станов будет прово-
диться в следующем направлении: создание и внедрение ста-
на для прокатки вагонных осей, станов для прокатки спец-
изделий из легированных марок сталей, станов для прокатки
с подпором заготовок под штамповку с одного нагрева, ста-
нов для прокатки полых ступенчатых заготовок.
Следует отметить, что созданные и освоенные в СССР
трехвалковые станы для прокатки круглых периодических
профилей не имеют себе равных в мировой практике.
Иностранные фирмы проявляют большой интерес к новой
технологии и оборудованию. В 1967—1968 гг. ВНИИМЕТ-
МАШ получил запросы на выдачу технической документа-
ции, информации на трехвалковые станы от Франции, Ита-
лии, Англии, Западной Германии и других стран.
Трехвалковый стан 20 демонстрировался на международ-
ных выставках и ярмарках в ЧССР, ГДР, Англии и Японии.
Канд. техн, наук ВАСИЛЬЧИКОВ М. В.,
д-р техн, наук КУЗЬМИН А. Д.
и канд. техн, наук БАРБАРИЧ М. В.
ПРОКАТКА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
На машиностроительных заводах СССР изготавливаются
в год более 120 миллионов зубчатых колес. Занято на этом
производстве около 16 тыс. зуборезных станков. Технология
изготовления зубчатых колес резанием достигла высокой сте-
пени совершенства. Однако при этом наблюдаются низкий
коэффициент использования металла (около 50%) и малая
производительность. За год в Союзе при изготовлении зуб-
чатых колес уходит в стружку около 150 тыс. т стали и рас-
ходуется около 3 тыс. т быстрорежущей стали на зуборез-
ный инструмент. Производительность станков в среднем око-
ло 2 шт/ч.
Идея применить при изготовлении зубчатых колес вме-
сто резания обработку давлением давно привлекает внима-
ние специалистов.
Первый патент на изготовление зубчатых колес прокаткой
был выдан в Англии в 1876 г. В нем содержалась идея этого
процесса лишь в общем виде. Затем в 1889 г. фирма «Сай-
мондс Стил» получила патент на изготовление шестерен по-
средством прокатывания заготовки между двумя зубчаты-
ми рейками, движущимися навстречу друг другу. В США в
1912 г. выдан патент Андерсону Г. Н. на стан для прокатки
зубчатых колес, осуществляющий деформацию зубчатыми
валками.
В дальнейшем появилось много предложений на производ-
ство зубчатых колес прокаткой. К ним относятся предложе-
ния Степанова (1927 г.), Гасюлиса (1928 г.), Агапова
(1929 г.), Якиманского и Ануфриева (1936 г.), Стивина
(1946 г.), Воробьева (1946 г.).
В 1939 г. ЦНИИТМАШ разработал проект стана для про-
катки зубчатых колес, но изготовлен он не был.
Большинство изобретателей шло в направлении изыска-
ния наиболее совершенной конструкции стана, тогда как сам
технологический процесс прокатки не был отработан. Этим,
вероятно, объясняется то обстоятельство, что ни одно из
предложенных прокатных устройств в течение почти 100 лет
не нашло практического применения. Лишь в 1952 г. новый
процесс оказалось возможным внедрить в производство. Ис-
следование его проводилось в Центральном конструкторском
бюро металлургического машиностроения (ЦКБММ) и про-
водится до настоящего времени во ВНИИМЕТМАШе, кото-
рый был организован на базе ЦКБММ.
Первым, кто доказал возможность образования зубьев на
заготовке холодной и горячей прокаткой, был инженер Во-
робьев С. В. На небольшом лабораторном стане он в 1946 г.
прокатывал шестерни с модулем до 1,5 мм из латуни и алю-
миния в холодном состоянии и из стали в горячем состоя-
нии.
Прокатка производилась между двумя валками с осе-
вой и радиальной подачами. Валки имели нормальный по
размерам зубчатый венец с эвольвентным профилем зубьев.
При прокатке никаких специальных технологических приемов
не применялось. Качество прокатанных зубьев оценивалось
только визуально. Эта работа показала, что технологический
процесс заслуживает более обстоятельного изучения и отра-
ботки.
В 1947 г. в ЦКБММ был построен лабораторный стан для
прокатки цилиндрических шестерен с модулем до 3 мм, на
котором было начато изучение технологического процесса.
Эта работа позволила определить надлежащие размеры заго-
товки, необходимые для формирования зубчатого венца, в
первом приближении измерены силовые параметры: усилие
и крутящий момент на валках при прокатке шестерни с ма-
лыми модулями.
Процесс прокатки зубчатых колес заключается в том* что
нагретая заготовка, помещенная между двумя вращающими-
ся зубчатыми валками, обжималась таким образом, что зубья
валков вдавливались в тело заготовки, формировали на ней
зубья подобно тому, как это делается фрезой при зубофре-
зеровании способом обкатки с той лишь разницей, что фреза
удаляет металл из впадины в виде стружки, а валок вытес-
няет его в головки зубьев прокатываемой шестерни.
Все кинематические соотношения между движением ин-
струмента и заготовки, а также другие закономерности, при-
сущие процессу обкатки, в полной мере относятся и к про-
цессу прокатки зубчатых колес.
Поэтому скорости вращения прокатных валков и заготов-
ки устанавливаются такими, какими они были бы при зацеп-
лении валков с уже прокатанной шестерней. Это соотноше-
228
ние скоростей поддерживается в течение полного цикла про-
катки жесткой кинематической связью между валками и
заготовкой, осуществляемой сменными шестернями.
Зубья на прокатываемой заготовке увеличиваются по вы-
соте за счет углубления зубьев валков в тело заготовки и вы-
теснения металла из впадины в головку зубьев. При этом про-
филь зубьев заготовки за все время прокатки сохраняется
эвольвентным. Изменяется лишь форма эвольвенты в зави-
симости от межцентрового расстояния.
Процесс прокатки шестерен осуществлялся двумя спосо-
бами. Первый способ прокатки с осевой подачей заготовки
состоит в том» что заготовка прокатывается между двумя
вращающимися зубчатыми валками,
ределенное межцентровое рас-
стояние. Заготовка, представ-
ляющая собой стопку дисков,
зажимается в суппорте и подает-
ся в валки вдоль их оси (рис. 1).
Для облегчения захода заго-
товки на валках сделаны заход-
ные конусы. До того как заго-
товка попадает в валки, она про-
ходит кольцевой индуктор т.в.ч.,
которым по мере подачи нагре-
вается до температуры прокатки
1200°. На верхнем зажиме суп-
установленными на оп-
Рис. 1. Прокатка шестерни с
осевой подачей заготовки
порта укреплена делительная
шестерня с модулем и
числом зубьев, равным моду-
лю и числу зубьев про-
катываемой шестерни. Посредством этой шестерни, сцеплен-
ной с валками, задается вращение заготовки в начальный
период прокатки. При подаче заготовки делительная шестер-
ня постепенно выходит из зацепления с валками, а надлежа-
щее число оборотов заготовки поддерживается уже сформи-
рованными на ней зубьями. После того, как зубья образова-
лись на всей длине стопки и она вышла из зацепления с дру-
гой стороны валков, зажимы суппорта разводятся и стопка
прокатных шестерен убирается со стана.
Прокатка шестерен по второму способу с радиальной по-
дачей валков осуществляется следующим образом. Заготов-
ки прокатываются по одной штуке. Перед прокаткой заго-
товка зажимается в суппорте и располагается между разве-
денными валками. После ее нагрева секторным индуктором
До температуры прокатки 1200° вращающимся валкам дает-
ся подача по направлению к заготовке. Зубья валков, вдав-
ливаясь в тело заготовки, вытесняют металл из впадин, фор-
229
мируя постепенно зубья шестерни. Прокатываемая заготов-
ка при этом приводится во вращение через жесткую кинема-
тическую связь с валками. Число оборотов ее подбирается по
передаточному числу между валками и прокатываемой шес-
терней (рис. 2).
Рис. 2. Прокатка шестерни с радиальной
подачей валков
Чтобы воспрепятствовать вытеканию металла в торцы за-
готовки, валки снабжены боковыми ребордами, диаметр ко-
торых несколько больше диаметра окружности выступов вал-
ка.
После того, как зубья на заготовке достигли полной вы-
соты, валки разводятся, прокатанная шестерня освобожда-
ется и вынимается из стана.
Каждый из этих двух способов имеет свои достоинства.
Способ с радиальной подачей валков является более универ-
сальным. Посредством его можно прокатывать шестерни с
прямыми, косыми и шевронными зубьями, с модулями, не ог-
раниченными по величине, и с различной конфигурацией тела
шестерни.
Способом с осевой подачей заготовки можно прокаты-
вать шестерни только с прямыми и косыми зубьями, с ма-
лым модулем до 4 мм. Зато производительность последнего
больше, чем у первого, и деление заготовки на заданное чи-
сло зубьев достигается более простыми средствами, чем при
прокатке с радиальной подачей валков.
Все особенности технологического процесса прокатки зуб-
чатых колес, разумеется, не могли быть обнаружены при ра-
боте на лабораторном стане. Однако полученные результаты
были достаточными, чтобы строить более крупные станы и
на них продолжать освоение и изучение технологического
процесса.
Первым промышленным станом был стан ЦКБММ22 для
прокатки шестерен с осевой подачей заготовки. Он был уста-
новлен на заводе «Красный Металлист» в г. Конотопе и в
1952 г. сдан в эксплуатацию. На стане прокатываются шес-
терни для электробуров с модулем до 3 мм, диаметром до
230
200 мм. Зубья прокатываются на окончательный размер и
дальнейшей обработке не подвергаются. Производительность
стана 150—200 шт!ч.
В начальный период разработки технологического про-
цесса на этом стане заполнение зубьев, особенно по концам
заготовки, а также чистота поверхности зубьев были весьма
посредственными. Для улучшения зубьев была применена тех-
нологическая смазка, состоящая из смеси серебристого гра-
фита и минерального масла. Это резко повысило качество
зубьев. С того времени эта технологическая смазка приме-
няется на всех зубопрокатных станах. На станах для прокат-
ки звездочек ее значение оказалось еще более решающим.
На Таганрогском комбайновом заводе для смазки вместо
серебристого графита случайно был применен графит другой
марки (черный). На этой смазке не смогли прокатать ни од-
ной звездочки до тех пор, пока не заменили графит на сере-
бристый.
Дальнейшее развитие технологический процесс получил в
1956—1957 гг. при наладке стана ЦКБММ 13 на Челябинском
тракторном заводе (ЧТЗ). Этот стан предназначен для про-
катки изделий с модулем до 10 мм, диаметром до 700 мм, с
радиальной подачей валков. Производительность его 20 ше-
стерен в час.
На основе проведенных ранее работ размеры заготовки
для прокатки шестерен определялись правильно, но надле-
жащее соотношение между размерами заготовки и прокат-
ных валков еще не было выявлено. Поэтому качество прока-
танных шестерен было низким, наблюдались закаты на про-
фильной поверхности и ножке зубьев, слоистость впадины,
трещины в основании зубьев, а иногда плохая форма зубьев
вследствие неправильного деления заготовки.
Здесь, на ЧТЗ, впервые было применено коррегирование
зацепления валков в отрицательном направлении с таким
расчетом, чтобы шаги зубьев на наружных диаметрах заго-
товки и валков совпадали. Это дало положительный эффект.
Повысилось качество зубьев на прокатанных шестернях, бы-
ли устранены дефекты неправильного деления заготовки. С
этого времени все прокатные валки делаются коррегирован-
ными, с коэффициентом коррекции, зависящим от диаметра
заготовки и передаточного отношения между валками и про-
катываемой шестерней.
Было также введено закругление вершин зубьев радиу-
сом наибольшим, который позволяла сделать толщина голов-
ки зуба. Благодаря этому были значительно уменьшены де-
фекты во впадинах прокатываемой шестерни.
Следующим этапом в развитии технологического процес-
са прокатки зубчатых колес было введение операции обкат-
ки заготовки перед прокаткой зубьев. Сначала этот процесс
231
Рис. 3. Прокатка шестерни с обкат-
кой заготовки
был отработан в лаборатории ВНИИМЕТМАШа и в 1960 г.
внедрен на ЧТЗ. Процесс заключается в следующем.
Штампованная заготовка, зажатая в суппорте, сначала
устанавливается против гладких валков и обкатывается в
них до необходимого диа-
метра, а затем сдвигается
в позицию против зубчатых
валков, где на ней накаты-
ваются зубья (рис. 3).
Введение обкатки заго-
товки позволило прокаты-
вать шестерни из необрабо-
танных штамповок. Это
упростило технологический
процесс, так как отпала
предварительная механичес-
кая обработка заготовок и
связанные с этим транспортные операции, а также значи-
тельно снизился их вес, соответственно уменьшилась стои-
мость шестерен.
Операция обкатки вошла в технологический процесс про-
катки зубчатых колес с радиальной подачей как ее неотъем-
лемая составная часть и применяется на всех действующих и
предусматривается на вновь строящихся станах. Сейчас идет
совершенствование процесса в направлении повышения точ-
ности и качества зубчатого зацепления. Новый процесс зна-
чительно эффективнее зубофрезерования и получит широкое
промышленное применение.
Действующие станы для прокатки цилиндрических зубча-
тых колес и строящиеся охватывают производство шестерен с
модулем от 1,5 до 10 мм, диаметром от 50 до 1000 мм и ши-
риной от 30 до 160 мм—практически все размеры шестерен,
изготавливаемых в серийном порядке.
Все эти станы спроектированы во ВНИИМЕТМАШе и
большинство из них изготовлено на его опытном заводе, а
некоторая их часть — непосредственно на заводах-потреби-
телях. Внедрение их в производство осуществлено ВНИИ-
МЕТМАШем.
12 станов для прокатки конических зубчатых колес рабо-
тают на автозаводе им. Лихачева, Минском заводе запасных
частей, Горьковском, Уральском и Ульяновском автомобиль-
ных заводах. Станы спроектированы и внедрены в производ-
ство НИИТавтопромом. На станах прокатано около 2 млн.
шестерен.
Вопросом прокатки зубчатых колес занимаются не только
в СССР, но также и в зарубежных странах.
В Пражском научно-исследовательском институте стан-
костроения инженер Стивин построил лабораторный стан для
232
прокатки шестерен с модулем до 5 мм и разработал техноло-
гический процесс, отличный от применяемого в Советском
Союзе тем, что течение металла при прокатке не ограничи-
вается ни в вершины зубьев, ни в торцы, а образующийся об-
лой срезается резцами в процессе прокатки. Однако этот
процесс в Чехословакии не был внедрен. Но в Венгрии он
был внедрен в промышленность профессором Ференцем Ва-
рошом в 1955 г. для прокатки мотоциклетных шестерен с мо-
дулем 2,5 мм. Дальнейшего распространения этот процессне
получил.
В Японии, в университете Тахоку, были проведены в
1969 г. исследования процесса прокатки мелкомодульных зуб-
чатых колес с положительным результатом. Об этом сооб-
щено в статье Синагевы в журнале «Масинари» в сентябрь-
ском номере за 1969 г.
Деловые круги Англии, Франции, Италии и Японии про-
являют большой интерес к процессу прокатки зубчатых ко-
лес, неоднократно присылали свои делегации в СССР для оз-
накомления с ним непосредственно на заводах, где произво-
дится прокатка шестерен. Можно сделать вывод, что в про-
мышленном масштабе этот процесс нигде за рубежом еще не
осуществлен.
В изучении процесса, в разработке технологии прокатки и
внедрении процесса в промышленное производство принима-
ло участие большое число сотрудников ВНИИМЕТМА-
Ша и заводов, где внедрялся этот процесс. Кроме исследова-
телей, большую творческую работу выполнили конструкторы,
электрики, наладчики и работники заводов, осваивающие
технологический процесс.
Необходимо отметить творческую работу исследователей
и экспериментаторов: инженеров Капитонова И. М., Сураж-
ского П. М., Жирикова Л. Б., Рычкова Л. П., техников Гор-
шкова В. Н., Авилкина Н. П., инженеров Гришуткина А. И.,
Эрзяйкина Г. И. и Кумачева В. А.
В процессе освоения и внедрения в производство техноло-
гического процесса прокатки зубчатых колес были созданы
несколько типов конструкций прокатных станов, один из ко-
торых принят Государственной комиссией для серийного про-
изводства. Создателями конструкции станов являются: канд.
техн, наук Милютин С. П., Софинский П. И., инженеры Му-
кон|1н В. Ф>, Быкасов В. И., Взнуздаев Л. Д., Виноградов
Г. А. и Коленко Н. И.
Неоценимую помощь при внедрении процесса в промыш-
ленность оказал ряд работников заводов. В первую очередь
среди них следует назвать бывшего главного инженера за-
вода «Красный Металлист» Барзиловича П. П., инженеров
этого же завода Третьякова А. И., Носача В. А., Сиряко-
233
ва С. А. и Лурье Б. С. Много способствовал успеху директор
завода Зайцев В. И.
На Челябинском тракторном заводе большая работа по
освоению процесса прокатки крупномодульных зубчатых ко-
лес из необработанных штамповок была выполнена инжене-
рами Бединым Н. А. и Хазиным С. М., на Уралвагонзаводе
инженерами Ройтманом Л. К. и Чистяковым И. И.
Способ изготовления зубчатого венца прокаткой является
значительно более производительным, чем способ механичес-
кой обработки. Как показала практика, производительность
при прокатке мелкомодульных колес (т=1,5—3 мм) с осевой
подачей составляет 200—150 шт[ч; для крупномодульных
(т—5—10 мм) с радиальной подачей 30—20 шт/ч. Соответ-
ствующая производительность при механической обработке
составляет для первых 8 шт!ч, для вторых— 1—6 шт/ч.
Новый процесс зубообразования, во-первых, менее трудо-
емок, во-вторых, экономичен (заготовка под прокатку дела-
ется диаметром, равным, приблизительно, диаметру начальной
окружности шестерни, а для зубофрезерования — на два мо-
дуля больше); в-третьих, повышаются прочностные качества
прокатанных зубьев благодаря пластической деформации
зубьев во время прокатки, создающей благоприятное распо-
ложение волокон металла по контуру зубьев.
С целью получения хотя бы ориентировочных данных о
рентабельности нового процесса была изучена структура се-
бестоимости шестерен при изготовлении их на Челябинском
тракторном заводе.
Шестерни с модулем 7 мм и числом зубьев 28 изготавли-
вались на ЧТЗ тремя способами:
1)	только механической обработкой;
2)	горячей прокаткой и механической обработкой;
3)	горячей обкаткой заготовки, прокаткой зубьев и меха-
нической обработкой.
В первом случае стоимость шестерни составляет 4,02 руб.,
во втором — 3,87 руб. и в третьем — 3,48 руб. Это уменьше-
ние стоимости определяется в основном экономией металла.
Для первого технологического процесса на одну шестерню
расходуется 12 кг стали при весе готовой детали 6,4 кг, коэф-
фициент использования металла 53%; для второго—11,2/сг
(57%) и для третьего — 9,32 (69%).
В табл. 1 приведены сведения об экономии металла при
прокатке, с применением обкатки, шестерен различных раз-
меров.
Этот технологический процесс обеспечивает не только са-
мую низкую стоимость шестерен, но и упрощает организацию
их производства. В этом случае все горячие операции: штам-
повка, прокатка зубьев, отжиг сосредотачиваются в кузнеч-
234
ном цехе. Отсюда заготовка с накатанными зубьями поступа-
ет в механический цех, где производятся все операции меха-
нической обработки до полной готовности шестерен. Коли-
чество транспортных операций при этом минимальное.
Таблица I
Модуль, мм	Число зубьев	Вес штамповки, кг	Экономия металла на шт, кг
7	30	25	3,5
9	24	15	3,6
9	28	.51,6	4,5
6,5	63	33	5,3
10	17	41	12,5
10,5	53	125	22
Образование зубьев при этом способе изготовления раз-
деляется на две операции: черновую, которая выполняется
на прокатном стане, и чистовую, которая выполняется на
обычном зубофрезерном станке.
Принцип разделения этих функций уже давно применя-
ется при механической обработке зубьев, и нет никаких ос-
нований пренебрегать им при изготовлении зубьев посредст-
вом пластической деформации.
Приведенный анализ экономических аспектов нового тех-
нологического процесса изготовления зубчатых колес пока-
зывает, в каких пределах возможно ожидать снижения стои-
мости изготовления их и как следует организовать техноло-
гически операции, чтобы достигнуть наилучших результатов.
Для выполнения технологического процесса прокатки зуб-
чатых колес во ВНИИМЕТМАШе спроектированы и изготов-
лены восемь типоразмеров прокатных станов. Три из них
(ЦКБММ 13, ЦКБММ 22 и ЦКБММ 58) проектировались
как опытно-промышленные, а пять (ЗПС-30-200, ЗПС-350,
ЗПС-450, ЗПС-700 и ЗПС-1700) — как промышленные. Стан
ЗПС-1200 находится в настоящее время в стадии проектиро-
вания. Первые станы потеряли свое значение и повторяться
не будут, вторые же постепенно совершенствуются и изго-
тавливаются.
Конструктивная схема станов ЗПС-ЗО, 200, 350, 450 и 1200
одинаковая. Эти станы вертикального типа, двухвалковые
(рис. 4). Один валок укреплен на станине, второй—на
подвижной каретке. Каждый валок состоит из двух частей:
нижняя часть, гладкая, служит для обкатки штампованной
235
заготовки, верхняя, зубчатая — для прокатки на обкатанной
заготовке зубьев.
Рис. 4. Схема устройства зубопрокатного стана ЗПС-350:
1—.станина; 2 — механизм настроечной установки подвижной каретки;
<7— неподвижная бабка; 4 — съемный подшипник вала; 5— неподвижная
каретка; 6 — прокатный зубчатый валок; 7 — вал прокатных валков
Подвижная каретка перемещается двумя гидроцилиндра-
ми: одним, внешним, — при обкатке заготовки, вторым,
внутренним, — при прокатке зубьев.
Одновременно с кареткой перемещается рамка с суппор-
том, в котором гидравлическим цилиндром зажимается за-
готовка. Движение передается реечным механизмом таким
образом, что заготовка перемещается на расстояние в два
раза меньшее, чем каретка. Этим достигается одновремен-
ность подхода заготовки к правому и левому валкам. Пере-
становка заготовки из позиции обкатки в позицию прокатки
зубьев делается гидроцилиндром. Вращение валкам пере-
дается через червячные редукторы и синхронизирующие
шестерни. Синхронизация вращения заготовки с валками
осуществляется сменной парой шестерен.
Заготовку перед прокаткой нагревают непосредственно в
стане секторным индуктором т.в.ч. с задней стороны стана.
Техническая характеристика станов представлена в табл. 2.
Сравнивая способ изготовления зубчатых колес прокаткой
в горячем состоянии с механической обработкой, с точки зре-
ния точности зацепления, необходимо констатировать, что
первый способ, в силу своей специфичности не может обеспе-
чить той точности, которая получается механической обра-
боткой. Это обусловливается, во-первых, тем, что при про-
236
катке деталь получает окончательные размеры только после
ее остывания, а всякая тепловая обработка искажает перво-
начальные размеры на величину, вполне соизмеримую со
стандартными допусками на зацепление, и во-вторых, уси-
лия, действующие при прокатке, значительно больше, чем при
резании.
Шестерни ш—1,5 мм и z = 35, прокатанные с осевой пода-
чей заготовки и не подвергавшиеся механической обработке
по зубьям, имели следующие показатели по точности: по ра-
диальному биению зубчатого венца — точнее девятой степе-
ни и приближались к восьмой, по колебанию длины общей
нормали — большинство из них ниже девятой степени, а по
отклонению направления зуба — значительно ниже девятой
степени. Эти шестерни без дополнительной финишной опера-
ции находят применение в машинах, в которых окружные
скорости шестерен небольшие.
Шестерни, прокатанные с радиальной подачей валков
(/72>5 мм), имеют невысокую точность зубчатого зацепления,
поэтому отпадает всякая возможность применять их без до-
полнительной обработки. В качестве последней принята чис-
товая механическая обработка, точность которой может быть
заранее заданной. Прокатка в этом случае должна обеспе-
чить более полные зубья с припуском в пределах 0,5—1,5жж
на сторону.
В процессе обкатки заготовки и прокатки зубьев металл
на поверхности зубьев уплотняется, в особенности во впади-
нах и в основании зубьев. Глубина уплотненного слоя во впа-
динах достигает 0,5 модуля, а на боковых сторонах зубьев —
0,25—0,3 модуля.
Волокна металла расположены в основном вдоль высоты
зубьев, а не поперек, как это имеет место в фрезерованных
шестернях.
Уплотнение поверхности зубьев и продольное расположе-
ние волокон металла обеспечивают более высокую прочность
прокатанных шестерен по сравнению с фрезерованными.
Для определения прочностных свойств зубьев прокатан-
ных шестерен были произведены две серии сравнительных
лабораторных испытаний на усталость. В первой серии испы-
танию подвергались шестерни с модулем 2 мм, изготовленные
из стали 45.
Предел усталостного разрушения поверхности прокатан-
ных шестерен оказался равным 70 кг/жж2, а фрезерован-
ных — 53 кг/мм2, т. е. на 30% выше.
Вторая серия испытаний проведена с шестернями т=9 мм
и г = 36, которые после прокатки подвергались чистовому
Фрезерованию. Испытания на усталость проводились при из-
гибе зубьев.
Вибрационная нагрузка создавалась пульсаторной маши-
ной ГРМ-2.	947
Таблица 2
Техническая характеристика зубопрокатных станов
Параметры	Наименования станов				ЗПС 1700
	ЗПС 120	ЗПС 350	ЗПС 450	ЗПС 700	
Наибольший модуль прокатываемых колес, мм	3	7	6,5	10	10—12
Наибольший диаметр прокатываемых колес, мм	300	320	600	350	1000
Наибольшая ширима обода колеса, мм	Осевая подача	50	70	90	160
Наибольшее произведение модуля и ширины колеса, мм2	120	350	450	700	1700
Наибольшее усилие на валок, г	15	30	40	60	150
Наибольший крутящий момент на од- ном валке, кгм	60	500	1300	2500	4000
Мощность главного привода, кет	17 -36	36/55	100	125	200
Габаритные размеры стана, м	4,7X1,9x2,8	4,5X2,9X1,4	8x4,5X3,8	6x4x3	—
Вес стана, т	14,6	14,5	38	17	102
Производительность расчетная, шт/'ч	50—90	24	20	20	5—10
Испытания показали, что предел выносливости для прока-
танных шестерен лежит выше, чем для фрезерованных. Если
сравнивать нижний предел выносливости прокатанных шес-
терен с верхним пределом фрезерованных, то первый оказал-
ся больше второго в 1,38 раз, т. е. на 38%.
Сравнительные испытания прочности прокатанных и фре-
зерованных шестерен проводились не только во ВНИИМЕТ-
МАШе, но и в Белорусском политехническом институте, на
Харьковском и Челябинском тракторных заводах и на Горь-
ковском автозаводе.
Испытания показали, что механические качества у про-
катанных шестерен выше, чем у фрезерованных на 20—30%.
Дальнейшее развитие технологического процесса прокат-
ки зубчатых колес идет в двух направлениях: в направлении
совершенствования самого процесса и в направлении исполь-
зования его для изготовления других видов зубчатых изде-
лий.
Разработаны процессы прокатки зубчатых колес с зацеп-
лением Новикова, зубчатых колес с внутренним зацеплением,
однорядных и двухрядных звездочек; разрабатывается новый
технологический процесс планетарной прокатки цилиндриче-
ских зубчатых колес.
Зубчатые колеса с зацеплением Новикова благодаря боль-
шой несущей способности и износостойкости находят широ-
кое применение в промышленности.
Валки для прокатки колес с зацеплением Новикова кор-
регировать нельзя, так как на них значительно искажается
профиль зубьев. Некоррегированные же валки не позволяют
правильно разделить заготовку на нужное число зубьев.
Для правильного деления заготовки процесс прокатки
зубьев разбит на две стадии. В первой стадии коррегирован-
ными надлежащим образом валками производится деление
заготовки, при этом зубья прокатываются примерно на поло-
вину высоты. Во второй стадии некоррегированными валка-
ми производится докатка зубьев до полной высоты.
В настоящее время получают распространение зубчатые
колеса с несколько модифицированным зацеплением Новико-
ва. Это зацепление называется «Урал 2Н» или «с двумя ли-
ниями зацепления». Для прокатки зубчатых колес с этим ви-
дом зацепления требуется сравнительно небольшая коррек-
ция валков, чтобы выполнить условие правильного деления
заготовки. Благодаря этому искажение профиля на корреги-
рованных валках также становится незначительным, что поз-
воляет прокатывать некоторые зубчатые колеса за одну опе-
рацию.
При прокатке зубчатых колес с зацеплением Новикова
обоих видов операция обкатки штампованной заготовки сох-
раняется.
239
Зубчатые колеса с внутренним зацеплением обладают ря-
дом существенных преимуществ перед колесами с наружным
зацеплением. Кривизна профилей обоих колес внутреннего
зацепления имеет одно и то же направление, что обеспечи-
вает большую дугу контакта, чем при наружном зацеплении.
При прочих равных условиях внутреннее зацепление имеет
большую длину линии зацепления, чем наружное. Зубья
вступают в зацепление и выходят из него с меньшей величи-
ной скольжения, благодаря чему уменьшается трение между
зубьями и их износ. Передачи с внутренним зацеплением име-
ют более высокий к.п.д. и, наконец, конструктивно они более
компактны, поскольку ведущая шестерня располагается внут-
ри ведомого колеса.
Эти преимущества объясняют растущее с каждым годом
распространение передач с внутренним зацеплением в маши-
ностроительной промышленности.
В настоящее время колеса с внутренними зубьями изго-
тавливаются в основном посредством зубодолбления. Этот
способ малопроизводителен, трудоемок и дорог.
При прокатке шестерен с внутренним зацеплением валки
делаются не с полной коррекцией, чтобы избежать значи-
тельного уменьшения эвольвентной части профиля зубьев.
В самом начале прокатки валку дается быстрая подача
на глубину, при которой соотношение диаметров заготовки и
вершин зубьев валка отвечает условию правильного деления,
и подача выключается. В таком положении заготовка дела-
ет два-три оборота, после чего подача валка возобновляется
со скоростью, обычной для колес с наружным зацеплением.
К концу прокатки подача снижается до минимальной.
Такой режим прокатки обеспечил хорошее деление заго-
товки и последующую доброкачественную прокатку колес до
полной высоты зубьев.
Штампованные заготовки перед прокаткой на них зубьев
подвергались обкатке по внутренней поверхности, аналогично
обкатке заготовок для колес с наружным зацеплением.
Стан для прокатки зубчатых колес с внутренним зацеп-
лением для Таганрогского комбайнового завода в настоящее
время изготавливается во ВНИИМЕТМАШе.
Технологический процесс прокатки звездочек, разработан-
ный на лабораторном стане, в основном сходен с процессом
прокатки зубчатых колес с наружным зацеплением. Схема
прокатки звездочек представлена на рис. 5. Разница заклю-
чается в том, что у звездочек объем впадин больше, чем объ-
ем зубьев. Вследствие этого диаметр заготовки под прокатку
должен быть относительно меньшим, чем для зубчатых колес.
Вторым отличием является малая ширина зубчатого вен-
ца. Зубья валков при прокатке звездочек подвергаются боль-
240
той нагрузке и для того, чтобы они не деформировались,
концы их плотно врезаются в реборды.
Рис. 5. Схема прокатки звездочки:
7- индуктор; 2— валки с ребордами; 3—верхний при-
жим; 4—заготовка; 5—нижний прижим
Наружный диаметр валков определяется, как для цилин-
дрических зубчатых колес, из условия правильного деления
заготовки.
Точность прокатанных звездочек оказалась высокой, в
пределах третьего класса. Это позволило использовать их, не
подвергая чистовой обработке по зубьям.
Многие звездочки для сельскохозяйственных машин дела-
ются из стального диска, ступица к нему приклепывается или
приваривается. Диски в этом случае делаются толщиной,
равной ширине зубчатого венца. По условию прочности диск
мог бы быть значительно тоньше. При изготовлении звездо-
чек прокаткой такое уменьшение толщины диска возможно.
В этом случае заготовка для прокатки звездочки делается из
тонкого листа, а зубчатый венец получает уширение до же-
лаемой толщины при прокатке зубьев. Толщина венца опре-
деляется расстоянием между ребордами валков. При таком
исполнении звездочек экономия металла получается особенно
большой. Например, на Херсонском комбайновом заводе
звездочки с шагом 19,05 мм и числом зубьев 34 изготавлива-
лись из диска толщиной 14 мм. После перехода на прокатку
зубьев звездочки стали делаться из диска толщиной 8 мм.
На каждой звездочке экономится 3 кг стали, что составляет
43% от веса заготовки.
Снижение трудоемкости при изготовлении звездочек про-
каткой по сравнению с фрезерованием составляет приблизи-
тельно 55%.
Перечисленные преимущества прокатанных звездочек по-
зволили быстро внедрить этот технологический процесс в про-
241
мышленность. Станы для прокатки звездочек, изготовленные
во ВНИИМЕТМАШе, в настоящее время работают на Таган-
рогском, Херсонском комбайновых заводах, два стана — на
Рязанском заводе сельхозмашин и один — на Тульском ком-
байновом заводе.
Освоена также прокатка двухрядных звездочек, которые
за последнее время начинают применяться вместо одноряд-
ных, благодаря их прочности и долговечности.
В настоящее время разрабатывается новый технологичес-
кий процесс для прокатки зубчатых колес, при котором об-
жатие металла совершается роликами, вмонтированными во
вращающуюся оправку. Заготовка закреплена на централь-
ном шпинделе стана. Расстояние между осями шпинделя и
оправки устанавливается постоянным так, чтобы зубья шес-
терни формовались до полной их высоты. Подача осуществ-
ляется относительным движением оправки с роликами вдоль
зубьев заготовки.
Ролики имеют принудительное вращение для того, чтобы
в момент соприкосновения с заготовкой он имел надлежа-
щее вращательное движение. Это достигается посредством
зубчатой передачи, состоящей из шестерен, насаженных на
концы валов прокатных роликов, и неподвижной шестерни с
внутренним зацеплением.
Принудительное вращение роликов устраняет удар между
заготовкой и роликом в момент их соприкосновения. Ролики
имеют кольцевые зубья трапецеидального сечения с модулем,
равным модулю прокатываемой шестерни. Вместо кольцевых
зубьев возможно применить винтовые такого же профиля.
Такая кинематика стана обеспечивает в процессе зубооб-
разования ряд преимуществ по сравнению с поперечной про-
каткой шестерен. Во-первых, деформация металла осущест-
вляется небольшими порциями, вследствие чего и усилие,
действующее на прокатный ролик, становится небольшим. Во-
вторых, равнодействующее усилие прокатки действует точно
по оси заготовки и не создает момента, который стремится
изменить относительное положение заготовки и оправки с ро-
ликами.
Кроме того, положительным качеством нового процесса
является его большая универсальность. Перестройка стана с
одного размера шестерен на другой производится очень бы-
стро, примерно как на зубофрезерном станке. Для производ-
ства с малой серийностью изготовления шестерен и даже для
индивидуального производства становится экономически це-
лесообразным применять этот процесс. В частности, он будет
весьма эффективен для металлургического машиностроения,
где шестерни обычно имеют большой модуль и большую дли-
242
ну зубьев, для которых замена чернового фрезерования про-
каткой обеспечит значительную экономию по трудоемкости.
Существенным преимуществом процесса планетарной про-
катки является также значительное уменьшение габаритов и
веса стана. Особенно заметно это преимущество проявляется
в станах для прокатки зубчатых колес большого размера.
Инженеры СЕРЕБРЕННИКОВ А. М.
и КОТЕРЕВ А. А.
ДВУХШПУЛЬНАЯ МОТАЛКА
Внедрение агрегатов непрерывного литья и прокатки алю-
миния и его сплавов позволило при резком сокращении про-
изводственных площадей, уменьшении веса оборудования, со-
кращении обслуживающего персонала получить на одной ус-
тановке непосредственно из жидкого металла катанку и не-
которые фасонные профили. Большим преимуществом нового
процесса явилась возможность получения продукции практи-
чески неограниченной длины, что позволило резко увеличить
развесы бухт, ограничивая их исключительно условиями
транспортировки и дальнейшей переработки.
Отсутствие надежных намоточных устройств было тормо-
зом при создании высокопроизводительных линий непрерыв-
ного литья и прокатки. На первых агрегатах катанка сматы-
валась в контейнеры. Бухты получались рыхлые и использо
вались при волочении на станах, установленных рядом с аг-
регатами. Транспортировка же их представляла трудности и
была экономически невыгодна из-за больших размеров при
сравнительно малом весе. Поэтому начали создавать непре-
рывные намоточные устройства для получения бухт с плот-
ной намоткой и рядовой укладкой, обеспечивающих удобст-
ва при транспортировке и хранении.
На агрегатах с производительностью 2 т/ч можно было
применять моталки с ручной заправкой на шпулю переднего
конца катанки за счет снижения скорости прокатки. Но для
повышения производительности агрегатов непрерывного литья
и прокатки требовалось принципиально новое решение намо-
точного устройства.
Во ВНИИМЕТМАШе спроектирован и изготовлен опытно-
промышленный образец моталки, которая обеспечила надеж-
244
ную непрерывную намотку алюминиевой катанки, автомати-
ческую заправку переднего конца проката на шпулю, плот-
ную рядовую укладку и перевод намотки со шпули на шпулю
без снижения скорости.
Моталка (рис. 1) установлена в составе агрегата непре-
рывного литья и прокатки производительностью 4,5 т/ч и на-
матывает бунты алюминиевой катанки 9; 11,3 и 14 мм весом
до 1400 кг при скорости намотки до 9 м!сек.
Рис. 2. Последовательность работы шпуль моталки:
а — положение карусели при намотке на правую шпулю; б — положение
карусели при переходе намотки с правой шпули на левую; в — карусель
в начале намотки на левую шпулю; г — положение карусели при намотке
на левую шпулю. Правая заменяется; д — намотка на левую шпулю. Пра-
вая наготове; с — положение карусели при переходе намотки с левой
шпули на правую
245
Она представляет собой вращающуюся платформу — ка-
русель 6, на которой смонтированы две разъемные шпули 2
с вертикальными валами и индивидуальным приводом от дви-
гателя постоянного тока мощностью 14 кет, обеспечивающим
постоянное натяжение катанки при намотке. Здесь же уста-
новлены механизмы подъема штырей 3 и убирающихся про-
водок 4, необходимых при заправке переднего конца прока-
та на шпулю.
Раскладчик 5 с регулируемым шагом обеспечивает рядо-
вую укладку. Механизм поворота карусели 1 устанавливает
последнюю в требуемые для работы положения (рис. 2).
В самом начале процесса при заправке переднего конца
катанка, проходя через раскладчик и убирающуюся провод-
ку, попадает в зону, образуемую вертикальными штырями,
установленными по периферии диска несъемной части шпули,
которые увлекают ее, наматывая на барабан шпули. После
появления натяжения штыри и проводка опускаются, вклю-
чается раскладчик и начинается процесс намотки.
При наполнении шпули карусель поворачивается в поло-
жение перевода намотки на пустую шпулю (см. рис. 2, б, е),
которая предварительно разгоняется до рабочей скорости, и
процесс перевода осуществляется при помощи механизма ре-
за (рис. 3, а, б), смонтированного на нижнем диске несъем-
ной части шпули.
Механизм работает следующим образом. При вращении
пустой шпули ролик 6 маятника 2 обкатывается по поверхно-
сти неподвижного кулака 7, при этом с каждым оборотом
Рис. 3. Работа механизма реза:
а. — положение деталей механизма до попадания металла под нож;
б — положение деталей после разрезки металла и захвата конца
246
шпули маятник совершает колебательное движение. Ролик
прижимается к кулаку пружиной 5 и центробежными сила-
ми. При каждом наклоне маятника происходит холостой ход
ножа, причем кулак установлен так, что движение ножа вниз
происходит в зоне охвата катанкой барабана шпули. Рас-
кладчик подводит прокат под верхний нож, который разреза-
ет его. Одновременно верхний нож через катанку нажимает
на нижний прижим 1, освобождая затвор 3, который под дей-
ствием пружины 4 поворачивается и запирает маятник, за-
жимая тем самым конец катанки. Намотка начинается на но-
вую шпулю. Карусель поворачивается в положение намотки.
Бухта снимается при помощи съемной части шпули, выполнен-
ной в виде грейфера. После снятия бухты шпуля ставится на
место и закрепляется поворотом гайки-штурвала. При этом
происходит взведение затвора режущего механизма.
Моталка успешно эксплуатируется на Иркутском алюми-
ниевом заводе с 1966 г. В настоящее время ВНИИМЕТМАШ
спроектировал и приступает к внедрению в промышленность
новых моталок такого же типа, позволяющих поднять ско-
рость прокатки на агрегатах до 15 м/сек.
СТАНЫ
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
ТРУБ
Д-р техн. наук. И ОСАЛЬ В. В. и канд. техн, наук
ВЕРДЕРЕВСКИИ В. А.
РОЛИКОВЫЕ СТАНЫ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ
Тонкостенные и специальные прецизионные трубы долж-
ны быть надежны в условиях сложной длительной эксплуа-
тации, поэтому к ним предъявляются чрезвычайно высокие
требования не только по механическим свойствам металла,
но и точности размеров и качеству поверхности.
Существующие способы производства труб — волочение и
холодная прокатка на валковых станах — при нормальных
условиях работы не могут обеспечить этих требований в силу
своих специфических особенностей.
На станах холодной прокатки из-за большого диаметра
валков невозможно получить трубы с тонкими стенками, так
как значительное упругое сплющивание валков в месте кон-
такта их с прокатываемой трубой не позволяет достичь не-
обходимых удельных нагрузок. На этих станах практически
невозможно осуществить прокатку с жесткими допусками из-
за сложности точного изготовления рабочего инструмента пе-
ременного профиля. Применение же в этом процессе кониче-
ской оправки и калибров сложного профиля затрудняет по-
лучение труб с высоким качеством наружной и внутренней
248
поверхностей. Кроме того, на валковых станах нельзя прока-
тывать трубы диаметром меньше 15—16 мм из-за возникнове-
ния чрезмерно больших усилий, разрушающих тонкую оправ-
ку-
Процесс волочения, даже с применением специальных сма-
зок и дорогостоящего инструмента, также не обеспечивает
ни необходимого качества поверхности труб, ни требуемых
допусков по толщине стенок.
Целый же ряд труднодеформируемых сплавов вообще не
поддается обработке этим способом. Процесс волочения не
допускает больших обжатий, поэтому связан с большим ко-
личеством переделов, низким коэффициентом выхода годного
металла, т. е. малоэффективен.
Не удовлетворяли перечисленным требованиям и извест-
ные способы поперечной прокатки. Необходимо было создать
новый способ производства, позволяющий изготавливать тру-
бы высокого качества при отношении диаметра к толщине
стенки 100 и более.
Изыскание нового способа прокатки базировалось на опы-
те производства тонкого листа. Известно, что при прокатке
тонких листов используют валки возможно меньшего диа-
метра в целях снижения удельного давления и уменьшения
влияния упругого сжатия валков. Естественно, при создании
станов для холодной прокатки тонкостенных труб следовало
идти по этому же пути. Однако прокатка труб вследствие
замкнутости профиля изделия значительно сложнее процесса
прокатки тонкого листа.
Необходимость применения при прокатке труб валков с
врезными калибрами^ вместо гладких цилиндрических валков
приводит к возникновению скольжения поверхности калибров
по прокатываемой трубе. Лишь в двух точках ручья валков,
определяемых катающим диаметром, скорость скольжения
снижается до нуля. На всей остальной части ручья имеет ме-
сто либо опережение трубы поверхностью калибров, либо от-
ставание. Скольжение валков по прокатываемой трубе созда-
ет благоприятные условия для протаскивания частиц металла
по поверхности трубы и налипания их на калибры, в резуль-
тате чего ухудшается поверхность готовых труб. Особенно
отрицательно сказывается скольжение валков при прокатке
тонкостенных труб, когда удельные давления достигают
больших величин.
Снизить величину скольжения возможно лишь уменьшени-
ем глубины вреза ручья в валки, что достигается увеличени-
ем их количества. Таким образом, определилось второе необ-
ходимое условие в конструкции стана тонкостенных труб —
многовалковость. Расчеты показывают, что наиболее интен-
сивно снижается скольжение при переходе с двухвалковой
схемы прокатки на трехвалковую. Дальнейшее увеличение
249
числа валков в меньшей степени уменьшает величину сколь-
жения.
Применение врезных калибров отличает прокатку труб от
прокатки листов не только наличием скольжения, но и нерав-
номерностью деформации металла, а также более сложным
влиянием упругой деформации клети на разнотолщинность
проката. Как выяснилось, при отработке технологии прокат-
ки тонкостенных труб два последних фактора имеют решаю-
щее значение в части точности геометрических размеров труб.
Однако увеличение числа валков и в этом случае благопри-
ятно сказывается на качестве готовых труб.
Жесткие допуски на толщину стенки труб, определяемые
0,02—0,03 мм, обусловили третье требование к конструкции
стана: обеспечение возможности изготовления рабочего ин-
струмента с такими же жесткими допусками.
Калибры переменного профиля, применяемые на валко-
вых станах, не могли быть изготовлены в производственных
условиях с необходимой степенью точности. Поэтому для
прокатки труб с тонкими стенками оказалось целесообразным
применение валков с постоянным сечением профиля ручья.
Это позволило изготовить ручей с требуемой точностью и
высокой чистотой поверхности, кроме того, отпала необхо-
димость строгой синхронизации привода валков, что значи-
тельно упростило конструкцию рабочей клети и снизило вес
подвижных частей.
Таким образом, были сформулированы основные требова-
ния к конструкции стана холодной прокатки тонкостенных
труб: многовалковая схема, малый диаметр валков, точное
изготовление рабочего инструмента.
Исходя из этих требований, ВНИИМЕТМАШем предло-
жен новый способ холодной прокатки труб, получивший наз-
вание роликового способа, и разработаны конструкции ро-
ликовых станов.
При роликовом способе прокатки (рис. 1) заготовка об-
жимается на цилиндрической оправке 1 тремя или более ро-
ликами 2 малого диаметра, заключенными в сепаратор 3.
Рабочий ручей (калибр) ролика имеет постоянное сечение по
окружности. Своими цапфами ролики опираются на направ-
ляющие планки 4 швеллерообразного вида. Рабочие поверх-
ности планок имеют специальный профиль, благодаря кото-
рому заготовка обжимается в соответствии с заданным за-
коном, зависящим от исходного размера заготовки и готовой
трубы, материала труб, режимов прокатки и т. п.
Опорные планки установлены на клиновых прокладках
5 в жесткой толстостенной втулке 6, которая воспринимает
и гасит в себе усилие прокатки. Этой втулке, заменяющей ра-
бочую клеть, сообщается возвратно-поступательное движение
кривошипно-шатунным механизмом 7. Ролики получают воз-
250
вратно-поступательное движение благодаря одновременному
контакту с прокатываемой трубой и направляющими план-
ками. Обкатывая рабочую поверхность планок, они в соот-
ветствии с профилем планок обжимают поданную часть за-
готовки. Подача и поворот заготовки осуществляется в край-
нем положении втулки-клети аналогично валковым станам
холодной прокатки. Во время подачи заготовки, когда роли-
ки выходят из контакта с трубой, а также до прокатки при
Рис. 1. Роликовый способ прокатки
холостом ходе клети, необходимое соотношение скоростей
движения втулки и роликов обеспечивается рычагом 8, боль-
шое плечо которого соединено с втулкой, а к малому при-
соединен сепаратор с роликами. Таким образом, сепаратор
выполняет две функции: удерживает ролики в одной верти
калькой плоскости и сообщает им необходимую скорость дви-
жения при холостом ходе клети. Величина скорости, опреде-
ляемая отношением катающего диаметра к диаметру цапф,
подбирается соответствующей установкой на рычаге места
закрепления тяг сепаратора. Настройка калибра производит-
ся регулировочными клиньями, ими же компенсируется упру-
гая деформация деталей, воспринимающих усилие прокатки,
и возможная неточность изготовления рабочего инструмента
На основе изложенного принципа прокатки ВНИИМЕТ-
МАШем создано четыре типоразмера станов, успешно рабо-
тающих на металлургических заводах. Это так называемые
станы холодной прокатки труб роликами ХПТР типоразме-
ров ХПТР 8-15, ХПТР 15-30, ХПТР 30-60 и ХПТР 60-120,
прокатывающие тонкостенные трубы диаметром от 8 до
120 мм. Основные технические показатели станов приведены
в таблице.
251
Наименование	ХПТР 8-15	ХПТР 15-30	ХПТР 30—60	ХПТР 60-120
Диаметр готовых труб, мм Максимальный диа-	8-15	15-30	30- 60	60-120
метр заготовки, мм	17	35	68	128
Длина заготовки, мм Величина обжатия за	1000- 4000	2500-5000	2500-5000	2500-5000
один проход, %	50-80	50-80	50-80	50-80
Диаметр роликов, мм	36	62	83	180
Вес рабочей клети, т Число ходов рабочей	0,18	0,5	1,2	3,6
клети, ход!мин Величина подачи за	70—140	65-130	60—120	60-100
один ход, мм Мощность привода,	1-9	2-12	3—15	2 15
кет	7	28	40	100
Вес стана, т	5,5	14,0	20,0	35,0
Станы ХПТР (рис. 2) состоят из отдельных механизмов,
соединенных в одну общую конструкцию. Станина 1 служит
Рис. 2. Стан ХПТР
направляющей рабочей клети. К ней примыкает кривошип-
но-шатунный механизм 2, объединенный со станиной общей
рамой. Привод рабочей клети осуществляется через текстроп-
ную передачу от электродвигателя 3. Механизм подачи и по-
ворота заготовки 4 соединен с кривошипно-шатунным меха-
низмом промежуточной рамой 5, которая используется как
направляющая для движения патрона заготовки 6. На про-
межуточной раме установлен электропривод 7 зажима заго-
товки в патроне. Стержень оправки крепится в двух зажимах
8, причем расстояние между ними позволяет разместиться за-
готовке максимальной длины. Наличие двух зажимов дает
возможность подавать очередную заготовку к рабочей клети
без остановки стана. Подача производится задающими роли-
252
ками 9. Заготовки, предназначенные для прокатки, уклады-
ваются на стол загрузки 10 и по мере необходимости автома-
тически передаются на линию стана.
Последовательность технологических операций при про-
катке труб на роликовых станах примерно такая же, как на
валковых станах ХПТ, однако, из-за специфических условий
прокатки труб с тонкими стенками и использования для про-
катки сравнительно тонкостенных заготовок механизмы ста-
нов принципиально отличаются по конструкции от механиз-
мов станов валкового типа.
Как видно из рис. 2, в роликовых станах принята торцо-
вая загрузка заготовок, так как прокатка ведется на цилинд-
рической оправке. Жесткие требования предъявляются к ста-
бильности заданной величины подачи вследствие большего
влияния разброса подач на разностенность тонкостенных
труб. Поэтому во всех станах подача и поворот заготовки
осуществляются с помощью мальтийских механизмов, а ве-
личины подач устанавливаются переключением шестерен ко-
робок скоростей.
Подача и поворот заготовки в роликовых станах совмеще-
ны по времени и производятся в конце обратного — начале
прямого хода клети.
По-новому решена конструкция механизмов транспорти-
ровки труб. Заготовки укладываются на линию прокатки сто-
лом загрузки реечного типа, исключающим возможность смя-
тия тонкостенных труб. Продвижение заготовок в сторону ра-
бочей клети осуществляется подающими роликами.
В качестве главных приводов станов ХПТР используются
дешевые асинхронные электродвигатели.
Патрон приводится в движение ходовым винтом, смещен-
ным с оси прокатки. Зажатие трубы осуществляется с пуль-
та управления в любом месте нахождения патрона, а при оче-
редной зарядке — автоматически. На станах ХПТР 15-30,
ХПТР 30-60 и ХПТР 60-120 предусмотрена полная автома-
тизация технологического процесса прокатки, на стане ХПТР
8-15—частичная. Два стана любого типоразмера могут обслу-
живаться одним рабочим.
Длительная эксплуатация большого количества станов
ХПТР в промышленных условиях позволяет объективно оце-
нить их достоинства при прокатке тонкостенных труб.
К достоинствам в первую очередь относятся:
1.	Малый диаметр рабочих валков-роликов, благодаря
чему значительно снижается удельное давление, величина
контактной поверхности, упругое сплющивание роликов, что
в совокупности дает возможность прокатывать трубы с очень
тонкими стенками. В приведенной таблице показаны толщи-
ны стенок труб, прокатываемых с гарантированной произво-
дительностью 35—40 m/ч. При некотором уменьшении про-
253
изводительности можно прокатывать трубы со значительно
более тонкими стенками. Например, из нержавеющей стали
были прокатаны трубы очень высокого качества 100X0,1 мм
и 20X0,025 мм.
2.	Применение трех и более роликов с небольшой глуби-
ной вреза ручья резко снижает поперечное скольжение ин-
струмента о прокатываемую трубу, а наличие точно настраи-
ваемой системы рычагов исключает продольное скольжение.
Благодаря этому значительно улучшается качество поверхно-
сти готовых труб, ликвидируется налипание металла на ра-
бочий инструмент. Чистота поверхности соответствует 10—
12 классу (0,1—0,05 мк).
3.	Симметричная схема нагружения при трех и более ро-
ликах, жесткая система, воспринимающая усилие прокатки и
применение цилиндрической оправки, в совокупности обеспе-
чивают получение труб с высокой точностью геометрических
размеров. Обычная точность прокатанных на станах ХПТР
труб составляет по толщине стенки ±7—10%, высокая точ-
ность ±0,02 мм. Внутренний диаметр труб точно соответству-
ет диаметру оправки.
4.	Малые габариты рабочего инструмента и простота его
изготовления с большой точностью, которая совершенно не-
обходима для получения труб с тонкими стенками.
5.	Возможность прокатки труб малого диаметра, вплоть
до 5—6 мм.
6.	Простота конструкции и небольшой вес рабочей клети,
вследствие чего роликовые станы легче валковых станов
более чем в 4 раза и имеют примерно в 2 раза меньшую ус-
тановочную мощность приводов.
Особенностями нового способа прокатки являются ограни-
ченная возможность редукции труб по диаметру и меньшая
протяженность очага деформации по сравнению с валковы-
ми станами при одинаковом ходе рабочей клети. Первое
обусловлено роликами малого диаметра и постоянным сече-
нием ручья роликов, второе — самой схемой прокатки. Одна-
ко ни первое, ни второе не имеют существенного значения при
прокатке тонкостенных труб. Более того, многими исследова-
ниями показано, что большая редукция по диаметру на ста-
нах холодной прокатки отрицательно сказывается на качест-
ве внутренней поверхности труб, а сравнительно небольшое
абсолютное обжатие при прокатке труб с тонкими стенками
не требует большой протяженности очага деформации.
За время эксплуатации станов ХПТР были проведены все-
сторонние исследования нового способа прокатки с целью оп-
ределения его практических возможностей. В частности, под-
робно изучены вопросы калибровки рабочей поверхности на-
правляющих планок, влияния настройки системы рычагов на
254
качество поверхности труб, исходной разностенности загото-
вок на точность размеров готовых труб и др.
Исследования показали, что для прокатки большинства
сталей наиболее эффективно профилировать направляющие
планки, исходя из наибольшего допустимого усилия, которое
может воспринять конструкция рабочей клети. В этом слу-
чае достигается наибольшая производительность станов.
Лишь для некоторых труднодеформируемых сплавов в осно-
ву расчета должны быть положены пластические свойства
прокатываемого материала.
Настройка системы рычагов, удерживающих сепаратор с
роликами, оказывает очень большое влияние не только на
величину усилий в самой рычажной системе, прокатываемой
трубе и стержне оправки, но и на качество готовых труб. Ус-
тановлено, что для нормального течения процесса прокатки
настройка должна быть однозначна для каждого конкретного
размера прокатываемых труб. Исходным параметром для
расчета настройки является средний катающий диаметр, ко-
торый при наиболее распространенной, трехроликовой, схе-
ме прокатки может быть приближенно определен как
DK - Dp 4 0,145 d.
где D —диаметр ролика по дну ручья;
d — диаметр готовой трубы.
Весьма интересные результаты получены при изучении
причин, влияющих на точность размеров прокатываемых
труб. В этих экспериментах исследовалось влияние разно-
стенности исходных заготовок, точности изготовления рабо-
чего инструмента, величины подачи и угла поворота заготов-
ки и другие технологические параметры. Многочисленными
замерами труб установлено, что с помощью роликовой про-
катки абсолютная и относительная разностенности заметно
уменьшаются. Обычно при прокатке тонкостенных труб заго-
товки имеют разностенность 10—18%, готовые трубы — 5—
10%, а при необходимости еще меньше. Этому способствует
высокая дробность деформации, многократный поворот за-
готовки, жесткость системы, воспринимающей усилие прокат-
ки, и цилиндрическая оправка. Благодаря последней, внут-
ренний диаметр точно соответствует заданному размеру, а по-
верхность труб имеет зеркальный вид.
Большое значение имеет точность изготовления рабочего
инструмента и исходная разностенность заготовок. Выпол-
нить простой рабочий инструмент роликовых станов с высо-
кой точностью не трудно. Значительно сложнее получить за-
готовки с малой разностенностью. Однако, если при волоче-
нии или прокатке на валковых станах исходная разностен-
ность полностью определяет разностенность готовых труб, то
255
при роликовой прокатке она оказывает меньшее влияние на
конечную точность стенки.
Но чем больше разностенность заготовок, тем меньше
должна быть производительность процесса при одинаковом
качестве готовых труб.
В процессе работы станов выявлена закономерность вли-
яния на разностенность нестабильной подачи и угла поворо-
та заготовки. Существующие типы механизмов подачи валко-
вых станов холодной прокатки труб могут давать разброс ве-
личин подач до 30%. Это совершенно недопустимо при про-
катке тонкостенных труб, так как изменение подачи приводит
к соответственному изменению усилия прокатки и, следова-
тельно, упругой деформации клети, т. е. разностенности. Вли-
яние разброса подач настолько существенно, что выводит
толщину стенок труб из поля допуска.
Величина угла поворота также не безразлична с точки
зрения разностенности труб. Для получения труб с минималь-
ной разностенностью необходим совершенно определенный
угол поворота заготовки. Поэтому все станы ХПТР оборудова-
ны специальными механизмами, обеспечивающими абсолютно
стабильную подачу заготовки и точно заданный угол поворо-
та, причем, последний должен быть некратным числу роликов
стана.
Как известно, холодная прокатка труб связана с неравно-
мерной деформацией металла, поскольку заготовка неодина-
ково обжимается по периметру. Дно калибра и его реборды
деформируют рабочий конус с разной степенью обжатия, а
межвалковые участки «усы» вообще подвержены внеконтакт-
ной деформации. Степень неравномерности деформации, на-
ряду с вышеперечисленными факторами, также влияет на ка-
чество и точность прокатываемых труб, особенно тонкостен-
ных. Неравномерная деформация приводит к растрескиванию
концов труб, надрывам в теле трубы, поперечной разностен-
ности, не говоря уже о снижении качества поверхности.
Исследования показали, что она особенно опасна на от-
делочных и калибровочных участках рабочего конуса, где
формируется размер готовой трубы. Именно здесь, в месте
наибольшего наклепа металла, неравномерная деформация
приводит к искажению профиля трубы, образуя на поверхно-
сти характерную волнистость. В начале рабочего конуса ее
влияние незначительно сказывается на качестве труб. Двух-
валковая схема, присущая обычным станам холодной прокат-
ки труб, не может обеспечить требуемой равномерности де-
формации. По мере увеличения числа валков-роликов нерав-
номерность деформации прогрессивно уменьшается, и при
условии специальной калибровки профиля роликов и направ-
ляющих планок приобретает допустимую величину, позво-
25.6
ляющую прокатывать тонкостенные и особотонкостенные тру-
бы.
Перечисленные особенности роликовой прокатки обусло-
вили быстрое распространение станов ХПТР на заводах Со-
ветского Союза и за пределами страны. Изготовленные
ВНИИМЕТМАШем станы успешно работают во Франции,
Швеции, Японии, ФРГ и на фирмах других технически раз-
витых стран мира.
17 г
-як. здсп
Кандидаты техн, наук СЕИФУЛИН Г. К,
ЛАВРОВ П. П. и АНИСИФОРОВ В. П.
ОСВОЕНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО ТРУБОПРОКАТНОГО
АГРЕГАТА 30-102
Трубопрокатный агрегат предназначен для производства
труб диаметром 30-102 мм, толщиною стенки 2—8 мм из уг-
леродистых и легированных марок сталей. Проектная произ-
водительность агрегата 430 тыс. т труб.
Для обеспечения заданной производительности агрегата,
полной механизации и автоматизации основных технологиче-
ских операций потребовалось решение ряда проблем как по
технологии производства труб, так и по конструкции отдель-
ных машин.
Принятые в проекте схема технологического процесса, со-
став и расположение оборудования, а также конструкции по-
следнего в ряде случаев являются новыми прогрессивными
решениями.
Проект непрерывного трубопрокатного агрегата 30-102
разработан во ВНИИМЕТМАШе с участием ЭЗТМ, ВНИТИ
и ряда других организаций и предприятий.
Весь технологический процесс производства труб на агре-
гате 30-102, начиная от нагрева исходной заготовки и кончая
отделкой труб, основан на принципе непрерывного потока,
который обеспечивается ступенчатым расположением станов
и применением транспортных рольгангов, шлепперов, наклон-
ных решеток и других устройств.
Агрегат полностью механизирован, а технологический про-
цесс автоматизирован.
Оборудование агрегата 30-102 расположено в пятипро-
летном П-образном здании цеха общей площадью 97880 м2.
Для получения труб на агрегате 30-102 пакеты штанг-за-
готовок подаются на загрузочные устройства печей. После
взвешивания пакеты развязываются, и при помощи дозато-
258
ров и укладывателеи производится поочередная укладка
штанг на сдвоенный рольганг перед каждой печью, осущест-
вляющий загрузку рольгангов печи. Нагретые в печах штанги
выдаются поочередно с каждого из четырех рольгангов пе*
чей к делительным ножницам, установленным в непосредст-
венной близости от камеры выдачи каждой печи.
Ножницы снабжены передвижными упорами для отрезки
заготовок необходимой длины. Перед прошивкой заготовки
проходят зацентровку. Прошитая в гильзу заготовка переда-
ется на входную сторону 9-клетевого непрерывного стана, где
производится введение длинной оправки в гильзу и задача их
в стан.
Прокатанная труба вместе с оправкой с рольганга после
непрерывного стана передается шлеппером на один из двух
оправко-извлекателей. После извлечения оправки труба с
предварительно обрезанными на дисковых пилах концами,
нагретая в специальных проходных индукционных печах, по-
ступает, в зависимости от требуемых размеров готовой тру-
бы, либо на 19-клетевой, либо 11-клетевой редукционные ста-
ны.
Извлеченные оправки передаются рольгангом к охлади-
тельной ванне, затем смазываются и снова поступают в ли-
нию непрерывного стана.
Трубы, прокатанные на 19-клетевом редукционном стане,
имеют длину до 135 м. Они разрезаются летучими ножница-
ми в зависимости от заказной длины на части длиною от 16
до 24 м и передаются отводящим рольгангом к сбрасывате-
лю холодильника.
Трубы, прокатанные на ll-клетевом редукционном стане,
в зависимости от вытяжки, могут иметь длину до 40 ж. Так
как холодильник рассчитан на прием труб длиною максимум
25,5 м, то трубы большей длины разрезаются пополам дис-
ковой пилой. Затем они передаются при помощи клапанного
выбрасывателя и решетки с линии 11-клетевого стана на от-
водящий рольганг 19-клетевого стана. Сбрасыватель бара-
банного типа передает трубы на шнековую секцию холодиль-
ника. Далее трубы охлаждаются на цепной части холодиль-
ника, состоящей из пяти секций. Общая длина холодильника
около 90 м. С холодильника трубы поступают на распреде-
лительное устройство, которое направляет их на шесть по-
точных линий отделки труб.
Каждая поточная линия состоит из правильной машины,
труборазрезного станка, торцовочного и продувочного много-
позиционных станков. Трубы после прохождения инспекции
промасливаются и передаются на пакетирование и увязку в
специальные машины, а. затем поступают на склад готовой
продукции.
Характеристика основного оборудования агрегата 30-102,
спроектированного в 1956—1957 гг. и установленного в
1962 г., приведена в табл. 1.
ЭЛЕМЕНТЫ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ,
ВВЕДЕННЫЕ НА ТРУБОПРОКАТНОМ АГРЕГАТЕ 30-102
Новый агрегат выполнен с учетом последних достижений
отечественной и зарубежной техники в области трубопрокат-
ного производства. При его проектировании были предложе-
ны и осуществлены следующие принципиально новые техно-
логические решения, ранее не применявшиеся в СССР и за
рубежом.
1. Для производства труб всего сортамента использова-
ны заготовки одного диаметра при постоянных диаметрах
гильзы и черновой трубы. Это позволило значительно умень-
шить парк прокатного инструмента и увеличить производи-
тельность агрегата благодаря уменьшению количества пере-
валок и перенастроек и прокатке черновых труб максималь-
ного сечения. Одновременно упростилась конструкция значи-
тельного числа механизмов, так как отпала необходимость их
регулировать при изменении наружного диаметра заготовок,
гильз и черновых труб.
2. На всех трубных заводах Советского Союза и за рубе-
жом трубопрокатные агрегаты обычно снабжены заготовка-
ми определенной длины, заранее отрезанными в холодном со-
стоянии на специальных прессах и ножницах.
В трубопрокатном агрегате 30-102 заготовки длиной до
12 м нагреваются в секционных проходных печах и разреза-
ются на заготовки необходимой длины при помощи ножниц
горячей резки.
Это дает следующие технико-экономические и эксплуата-
ционные преимущества:
а)	уменьшается потребная площадь склада заготовок, так
как не нужно хранить разрезанные мерные заготовки, рас-
сортированные по длине (1,3—3,2 ж), маркам стали и плав-
кам. На складе требуется хранить по маркам стали и плав-
кам только пакеты длинных штанг;
б)	уменьшается в 3,5—4 раза вес оборудования для рез-
ки заготовок, так как усилие горячей резки примерно в 10
раз меньше, чем при разрезке в холодном состоянии (100 т
вместо 1000 т);
в)	упрощается организация труда, уменьшается объем
крановых операций и количество обслуживающего персонала
на складе заготовок.
3.	Новой является поточная технология прошивки сплош-
ных заготовок на водоохлаждаемых несменяемых оправках с
новой конструкцией выходной стороны прошивного стана.
260
Таблица 1
Характеристика основного оборудования агрегата 30-102
Показатели	Прошивной стан	Непрерывный	Редукционный стан	Калибровочный стан
Количество станов, шт.	! 1	1	1	1
Количество клетей, шт.	1	9	19	11
Шаг между клетями, мм	—	1150	300-340	300 - 340
Рабочая клеть				
Количество валков, шт.	2	2	3	3
Диаметр бочки валков, мм	800	550	330	330
Длина бочки валка, мм	500	280	180	180
Окружная скорость валков, м/сек	3,5-7,95	9-я клеть 3,9—6	19-я клеть 6,2—11,8	11-клеть 1,67-2,9
Вытяжка	ДО 3	до 6	до 6,7	ДО 1,6
Наибольшее давление металла на				
валок, т	до 80	200	10	16
Наибольший крутящий момент, тм Редуктор	20	13	1,8	1.5
Тип	—	Комбинированный (ко- нически-цилиндричес- кий	Дифференциально-групповой между дифференциалами	
Межосевоё расстояние, мм	—•	—-	300-340	300- 340
Электродвигатель				
Количество, шт.	1	9	3	3
Тип	—	ПБК 400/375 ПБК 1200/375	ПБК 180/45	ПБК 10-27
Род тока	пост.	пост.	пост.	пост.
кз Мощность, кет 2	3680	1, 8, 9 клети - 450 2, 3, 4, 5, 6, 7 двиг. 1400	1400X2	420X2
Производительность при этом достигает 360 заготовок в час.
Зарубежные фирмы не располагают оборудованием и
технологией для прошивки заготовок с такой высокой про-
пускной способностью.
Так, на новом трубопрокатном агрегате с непрерывным
станом, введенном в эксплуатацию в 1966 г. фирмой «Демаг»
(ФРГ) для обеспечения годовой производительности в
270 тыс. т установлено два прошивных стана.
4.	Новым в технологической линии агрегата 30-102 явля-
ется подогрев труб перед редукционным и калибровочным
станами в проходных высокочастотных индукционных печах.
Применение индукционных печей позволило снизить угар
металла с 1 —1,5% до 0,3—0,5% по сравнению с подогревом
труб в газовых камерных печах. Это значительно улучшило
качество наружной поверхности труб.
Применение индукционного нагрева в проходных секцион-
ных печах и безымпульсного барабанного выбрасывающего
устройства позволило организовать беспаузное редуцирова-
ние и калибровку труб, вследствие чего производительность
агрегата увеличилась на 8—10% по сравнению с другими
трубопрокатными агрегатами, на которых редуцирование и
калибровка труб происходит с паузой 2—5 сек.
5.	В новом агрегате впервые реализован наиболее совер-
шенный технологический процесс отделки труб, осуществляе-
мый в шести автоматизированных поточных линиях, связан-
ных непрерывным потоком с горячей линией агрегата.
Общая характеристика агрегата 30*102
Производительность:
годовая тыс. т...............................430
часовая т .................................48—80
шт................................. 300
Сортамент прокатываемых труб, мм:
диаметр................................... 30—102
толщина стенки............................. 2—8
Вес оборудования, тыс. т:
общий........................................ 10
горячей части ................................ 6
трубоотделки .................................. 4
Мощность приводов:
общая, кет............................... 107760
главных приводов, тыс. кет .	.	.	.	16850
вспомогательного оборудования,	кет	90910
Площадь цеха, м2:
общая..................................... 97880
горячей части .............................. 25920
трубоотделки ............................. 44280
Число обслуживающего персонала,	чел. .	.	1716
Годовая производительность:
на 1 трудящегося, т/чел..................... 250
на 1 т оборудования, т/т..................... 42
Расходный коэффициент металла, т/т ...	1,1
262
СРАВНЕНИЕ НОВОГО АГРЕГАТА С ЗАРУБЕЖНЫМИ
В настоящее время за рубежом работают семь современ-
ных непрерывных трубопрокатных агрегатов: в США—два, в
ФРГ — один, в Италии — два, в Японии — один и в Англии —
один агрегат. Техническая характеристика этих агрегатов
приведена в табл. 2.
Годовая производительность отечественного агрегата 30-
102 в 1,5 раза превышает проектную производительность но-
вейшего непрерывного агрегата 27-114, установленного в ФРГ
в 1966 г., вдвое больше производительности американского
агрегата и более чем в 2,5 раза превосходит производитель-
ность итальянского агрегата (расчеты произведены при оди-
наковом фонде рабочего времени для сравниваемых агрега-
тов) .
Часовая производительность американского агрегата
50-114 и немецкого агрегата 27-114 при прокатке труб диа-
метром 108—114 мм не превышает 40 т. Между тем на агре-
гате 30—102 при максимальном размере труб 102 мм часовая
производительность составляет более 80 т.
Увеличению производительности агрегата 30-102 способ-
ствовало применение повышенных скоростей прокатки. Ок-
ружная скорость валков последней клети непрерывного ста-
на этого агрегата на 10% выше, чем на американском стане,
и на 40% выше, чем на итальянском.
Применение несменяемой оправки на прошивном стане и
новое конструктивное решение его выходной стороны позво-
лило сократить цикл прошивки на агрегате 30-102 до 10,0—
10,5 сек и полностью автоматизировать работу всех механиз-
мов стана.
На всех зарубежных агрегатах при ручной смене оправок
и боковой выдаче прошитой гильзы цикл прошивки составля-
ет более 18 сек. Поэтому на агрегате 27-114 ФРГ для обеспе-
чения часовой производительности в 240—250 шт. фирма
«Демаг» была вынуждена установить второй прошивной стан.
На отечественном агрегате впервые в мире применены
проходные индукционные печи, которые позволили умень-
шить образование окалины на трубах и осуществить беспа-
узное редуцирование при входной скорости труб 2—2,5 м/сек.
Внедрение на агрегате 30-102 безымпульсного устройства
для сбрасывания труб на холодильник дает возможность уби-
рать трубы с линии прокатки при скоростях около 13 м/сек
без паузы между ними.
На всех зарубежных агрегатах установлены сбрасываю-
щие устройства, производительность которых ограничена ча-
стотой их включения.
263
Таблица 2
to
C5
4^
Характеристика зарубежных трубопрокатных агрегатов с непрерывным оправочным станом
Параметры	Агрегат 50-114	Агрегат 25-89	Агрегат 16-60	Агрегат 16-90	Агрегат 27-114	Агрегат 25-127	Агрегат 25-140
1	2	3	4	6	5	7	8
Страна	США	США	Италия	Италия	ФРГ	Англия	Япония
Фирма	Нэшенл Тьюб Ко г. Лорейн	Нэшенл Тьюб Ко, г. Гери	Инноченти	Инноченти	Демаг	Тыоб Инвесменст	СумМИТОМо металл, инд.
Завод		_	Г-	Дальмине, г. Бергамо	Итальяни г. Сестри	Тиссен Рорен- верк, г. Мюль- гейм	Вэлдлес Стил Ко, г. Унднес- фпльд	г. Кай на н
Год установки	1949	1951	1961	1964	1966	1968	1968
Сортамент труб:							
диаметр, леи	50-114	25-89	16-60	16-90	27—114	25-127	27-140
толщина стенки, мм	—	—	мин. до 2,2	2,35-4	2,7-12	нет св.	2,5-15
Производительность:							
часовая, шт	140	-—.	макс, 240		до 260	нет св.	макс. 240 ср. 215
часовая, т	40		сред. 22	17-35 сред. 29	до 50	нет св.	макс. 165 сред. 120
2
3
месячная, тыс. т	18	—
Заготовка	прокат	прокат
диаметр, мм	140	—-
длина, м	0,9—4,9	—
Нагревательная печь	Кольцевая	Проходная секционная
Производительность, т	75	14 W
Прошивной стан		
Размер гильз:		
диаметр, мм	146	—
толщина стенки, мм	10-25	—
длина, м	до 7,2	—
Количество станов, шт.	1	1
Продолжение табл. 2
4	5	6	7	8
9,5	12,1	22,5	нет св.	макс. 45
литая	прокат	прокат	прокат	прокат
квадрат, или круг 140—165	круг 100— -110-130	140—160	—	128-175
—	1,76-1,93	—	до 3,8	до 5,0
Колцевая	Кольцевая	Кольцевая	Кольцевая	Кольцевая
30	35	до 100	70	165
—	110-120— —130	—	-*	135-180
—	17-17,5	—	—	—
—	3,19-3,93	—	—	и
——	1	2	1	1
1	2	3
Тип валка	Двухвалковый грибовидный двухопорный	—-
Диаметр валка, мм	968	—
Мощность двигателя, кет	3320	—
Род тока	перем.	—
Непрерывный стан		
Количество клетей, шт	9	8
Диаметр валков, лш	660	--
Окружная скорость вал- ков макс., м/сек	1,85—5,5	-—-
Суммарная мощность двигателей, кет	6250	—
Редукционный стан		
Количество клетей, шт.	12	12
Количество валков, в клети, шт.	! 2	2
Продолжение табл. 2
4	5	6 1	7	8
-—	Двухвалко- вый диско- вый	Двухвалковый бочкообразный	Трехвалко- вый бочко- образный	Двухвалко- вый бочко- образный
—	950	—	—	1143
—	1250	—	2650	3000
	пост.		—	перемен.
9	9	9		8
28О-340	300—350	—		600
до 4	до 5	до 5		до 5,6
5'00	4950	9800	8820	12600
22	20	24	24	24
2	3	О	3	3
КОНСОЛЫ-1.
Продолжение табл. 2
1	2	3	4	5	6	7	8
Диаметр валков, мм	355	—	—	300	—	—-	406
Скорость прокатки, м/сек	3,6—7,4	—	—	до 7	до 9		до 11,2
Вид привода	Индивидуаль- ный	Индивиду- альный	На 2 клети один привод	Дифферен- цированный гидравличе- ский	Индивидуаль- ный	—	Индивиду- альный
кэ
Существенное значение имеет также применение на агре-
гате 30-102 горячей резки заготовок ножницами. На единст-
венном американском агрегате, где используют эту техноло-
гию, нагретые штанги разрезаются на заготовки дисковыми
пилами со всеми присущими этому способу техническими и
эксплуатационными недостатками.
На описываемом агрегате впервые реализован наиболее
совершенный технологический процесс отделки труб, осуще-
ствляемый на агрегатных линиях, связанных непрерывным
потоком с горячей частью агрегата.
Применение новых технологических и конструктивных ре-
шений позволило советским инженерам создать самый высо-
копроизводительный трубопрокатный агрегат в мире.
ОСВОЕНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО ТРУБОПРОКАТНОГО АГРЕГАТА
30-102
Эксплуатация трубопрокатного агрегата 30-102 началась
в феврале 1962 г. В процессе его освоения были проведены
исследовательские работы, позволившие проверить правиль-
ность принятых в проекте основных параметров станов. С
целью устранения недостатков или улучшения работы от-
дельных узлов, были внесены изменения в их конструкции.
СЕКЦИОННЫЕ ГАЗОВЫЕ ПЕЧИ ДЛЯ НАГРЕВА ЗАГОТОВОК
Реконструкция нагревательных печей, произведенная в
1964 г., позволила повысить стойкость футеровки секций,
обеспечить уборку окалины из камер, увеличить стойкость
печных рольгангов. Проведенные мероприятия увеличили
производительность печей за счет ликвидации аварий и
уменьшения простоев печи. В настоящее время секционные
печи работают на природном газе и обеспечивают полностью
заданную проектную производительность. Максимальная про-
изводительность двух печей достигла 90 т/'ч.
Однако в связи с отсутствием утилизации отходящих га-
зов стоимость нагрева заготовок превышает почти в два ра-
за стоимость нагрева заготовок в кольцевых печах.
ПРОШИВНОЙ СТАН
Эксплуатация и исследования прошивного стана подтвер-
дили правильность принятых в проекте решений по основным
параметрам стана и вопросу снабжения стана заготовками,
порезанными перед станом на ножницах горячей резки.
В процессе освоения стана, с целью сокращения времени
вспомогательных операций, работники ПНТЗ внесли допол-
нения в конструкции входной и выходной сторон прошивно-
го стана.
268
Входная сторона стана дооборудована шибером, который
установлен в станине рабочей клети на расстоянии 800 мм от
пережима валков. При опущенном шибере очередная заго-
товка подается до упора в него независимо от готовности вы-
ходной стороны стана к следующей прошивке и в таком со-
стоянии под давлением вталкивателя удерживается до полу-
чения сигнала на подъем шибера. После этого заготовка про-
должает свое движение до валков под действием вталкивате-
ля. Такое усовершенствование позволило сократить время
вталкивания с 1,5 до 0,3—0,5 сек.
По проекту фиксация положения стержня перед открыва-
нием упорной головки осуществлялась первым центровате-
лем после прохождения заднего конца гильзы за ролики
центрователя. С целью сокращения пути передвижения гиль-
зы, фиксация стержня производится «перехватчиком», смон-
тированным на выходной проводке прошивного стана.
Перехватчик выполнен в виде рычажного зажима. Привод
рычагов осуществляется от пневмоцилиндра. Внедрение это-
го предложения позволило сократить время на передвижение
гильзы с 1,33 до 0,5 сек.
Дальнейшее сокращение вспомогательного времени вьъ
ходной стороны прошивного стана произошло в результате
увеличения скорости выдающих роликов с 3 до 6 м!сек.
После внедрения указанных усовершенствований был про-
веден методом киносъемки хронометраж работы стана брига-
дой сотрудников ВНИИМЕТМАШа и ПНТЗ.
В процессе освоения прошивного стана выявилась необ-
ходимость улучшить конструкцию некоторых его узлов. Бы-
ли разработаны и изготовлены во ВНИИМЕТМАШе и ЭЗТМ
принципиально новые конструкции механизма уравновешива-
ния шпинделей при помощи вертикальных кассет с пружи-
нами и центрователей с кольцеобразными станинами и под-
шипниками качения для опор рычагов. Также была изготов-
лена более мощная шестеренная клеть.
НЕПРЕРЫВНЫЙ СТАН
Освоение непрерывного стана можно разбить на два эта-
па:
а)	освоение технологии и режимов прокатки;
б)	освоение проектной производительности.
Основные затруднения при проектировании были связаны
с определением требований к электроприводу в части систе-
мы регулирования. При разработке проекта непрерывного
стана требования к системе электропривода были заданы, ис-
ходя из имеющихся в то время зарубежных литературных
данных по первому непрерывному стану с индивидуальным
приводом, работающему в США.
269
Электропривод должен был обеспечить ударное падение
скорости при приложении номинальной нагрузки не более
3—2,5%, время восстановления скорости 0,2—0,3 сек, стати-
ческое падение скорости при номинальной нагрузке около
1%.
В соответствии с этим в проекте были выбраны и рассчи-
таны двигатели типа МП-2500-375 для привода рабочих кле-
тей стана. Однако при рабочем проектировании электропри
водов двигатели, принятые в задании, были заменены на
двигатели ПБК-120-60. Эти два типа двигателей при одина-
ковых номинальных данных отличаются тем, что маховой мо
мент якоря у двигателей ПБК-120-60 в 3 раза меньше, чем у
двигателей МП-2500-375, и равен 4 тм2.
С целью проверки вышеуказанных требований при ис-
пользовании в качестве приводных двигателей типа ПБК-120-
60 электроотделом были проведены исследования работы
регулятора скорости с помощью моделирования системы
электропривода. Эти исследования показали, что динамичес-
кие и статистические характеристики привода с двигателями
типа ПБК-120-60 значительно хуже, чем двигатели типа
МП-2500-375.
В связи с этим перед монтажом стана было принято ре-
шение увеличить маховой момент приводов 2, 3, 4, 5, 6, 7-ой
клетей на 9,5 тм2, каждый за счет установки маховиков.
Для проверки калибровки валков клетей (круглые с пря-
мыми выпусками) и предварительной установки скоростных
режимов прокатки до пуска агрегата была проведена опыт-
ная прокатка укороченных гильз 0 136X14X2100 мм.
Нагревались гильзы в индукционной печи, временно уста-
новленной около стана. Сначала они прокатывались в первой
клети, затем одновременно в двух клетях и дальше с после-
довательным увеличением количества клетей до одновремен-
ной прокатки во всех девяти клетях.
Чтобы выявить оптимальные технологические режимы
прокатки для различных размеров труб, бригада сотрудников
ВНИИМЕТМАШа и ПНТЗ в 1962—1964 гг. после пуска агре-
гата провела комплексное исследование непрерывного стана.
Результаты проведенных исследований показали:
а.	Минимальное колебание диаметра по длине труб имеет
место при работе на жестких механических характеристиках
двигателей с маховиками. Увеличение механических харак-
теристик при работе без маховиков не привело к заметному
изменению качества труб из-за появления колебательного ха-
рактера переходных процессов электропривода.
б.	Значения максимальных крутящих моментов не превы-
шают значений, принятых в проекте.
в.	Проведенные ВНИТИ замеры давлений металла на
валки также показали, что они не превышают расчетных.
270
В процессе освоения непрерывного стана оыли внесены
следующие улучшения и изменения в конструкцию некоторых
его узлов:
1.	С целью увеличения работоспособности комбинирован"
ных редукторов привода клетей было произведено усиление
конических пар путем увеличения модуля зубцов. Для увели-
чения скорости валков рабочих клетей позднее были разра-
ботаны новые проекты редукторов с измененными передаточ-
ными числами и дальнейшим усилением конструкции кони-
ческих пар за счет применения двухопорной конструкции вал-
ков.
2.	Чтобы устранить возвратно-поступательное движение
механизма при уборке прокатанной трубы с линии стана, ка-
натный шлеппер заменили на цепной.
3.	Холостой рольганг с тормозными клапанами на выход-
ной стороне стана заменен на наклонную плоскость. Такая
конструкция выходной стороны позволила производить убор-
ку труб с линии по мере ее выхода из стана.
4.	Для ускорения процесса извлечения оправки из трубы
реконструированы извлекатели оправок. Волочильные тележ-
ки с захватами сняты и заменены на захваты (по 2 шт.),
вмонтированные непосредственно в цепи.
5.	Для прокатки черновых труб длиною до 27 м увеличе-
на длина выходной стороны стана и всех примыкающих к ней
механизмов.
РЕДУКЦИОННЫЙ И КАЛИБРОВОЧНЫЙ СТАНЫ
Эксплуатация первого в Советском Союзе редукционного
стана с дифференциально-групповым приводом подтвердила
большие преимущества прокатки труб с натяжением.
В настоящее время трубы размером 45X4 и 57X3,5 реду-
цируются с утонением исходной стенки на 0,5 мм.
Освоение станов включало в себя отработку калибровки
валков клетей станов с целью получения качественной трубы
и рационального распределения нагрузок по клетям.
В первый период освоения редукционного и калибровочно-
го станов выявилась недостаточная работоспособность узлов
приводов станов и рабочих клетей. Слабыми оказались кони-
ческие шестерни на распределительных трансмиссиях приво-
дов, вал-шестерни привода дифференциалов, конические па-
ры и подшипники рабочих клетей.
С целью определения фактических нагрузок по клетям ста-
на и определения наиболее рациональной калибровки валков
рабочих клетей и распределения нагрузок, ВНИИМЕТМА-
Шем совместно с заводом и трубными институтами ВНИТИ,
Уралнити было проведено большое количество исследований
редукционного стана.
271
Исследованиями установлено, что наибольшие пиковые
моменты на входном валу рабочих клетей не превышают
1,8 тм, а установившиеся — не более 0,5 тм.
На основании данных исследований были разработаны
проекты усиления узла дифференциала, конических зацепле-
ний трансмиссионных валов и усилена конструкция рабочих
клетей.
ОСВОЕНИЕ ПРОЕКТНОЙ МОЩНОСТИ АГРЕГАТА 30-102
Наладка и освоение технологического процесса производ-
ства труб на агрегате 30-102 производилась ПНТЗ с участи-
ем ВНИИМЕТМАШа, ЭЗТМ, ВНИТИ, ВНИИТВЧ и других
организаций.
Рост объема производства агрегата в период с 1962 по
1968 гг. характеризуется графиком на рисунке.
Динамика роста производительности
Из приведенных данных видно, что проектная годовая
производительность в 430 тыс. т была достигнута в 1966 г., а
в 1967—68 гг. была перекрыта и равнялась соответственно
448,53 и 460 тыс. т. Планом завода на 1969 г. предусмотрено
производство труб на агрегате 30-102 в объеме 490 тыс. т.
Некоторая задержка с выходом агрегата на проектную
производительность была связана с необходимостью провер-
ки и доработки новых конструктивных и технологических ре-
шений и касалась прежде всего впервые созданных секцион-
ных печей скоростного нагрева, уникальных по своим техни-
ческим характеристикам прошивного и непрерывного станов,
впервые созданного в Советском Союзе редукционно-растяж-
ного стана и ряда других узлов и механизмов агрегата, рабо-
тающих при высоких скоростях и повышенных нагрузках.
Увеличение объема производства труб на агрегате за пе-
риод 1962—-68 гг., происходило за счет увеличения часовой
272
производительности при одновременном уменьшении простоев
оборудования агрегата и расходного коэффициента металла.
Проектная часовая производительность была достигнута
еще в 1965 г., когда производительность за «горячий час» в
течение года была равна 60,7 т. Простои оборудования агре-
гата за время эксплуатации агрегата снизились с 34,2% до
16,8%, однако превышают предусмотренную в проекте вели-
чину (13%).
Одной из причин превышения величины фактических про-
стоев от проектного является неправильная загрузка агрега-
та, предназначенного для массового производства труб, мел-
кими партиями по 50—100 т. В среднем по этой причине
ежемесячно производится до 80 остановок агрегата, потери
времени при этом составляют около 4% от номинального
времени работы стана. Простои агрегата также связаны с
частыми перебоями в снабжении его заготовками.
Резервами для дальнейшего увеличения производительно-
сти агрегата являются:
1.	Уменьшение простоев, связанных с прокаткой мелких
партий труб и нормальным снабжением агрегата заготовка-
ми. На складе цеха должен находиться пяти-семидневный
неснижаемый запас заготовок.
2.	Увеличение пропускной способности непрерывного ста-
на за счет реконструкции входной стороны стана.
3.	Замена редукционного стана на новый, обеспечиваю-
щий входную скорость трубы в первую клеть до 3 м]сек.
4.	Увеличение пропускной способности отделения отделки
труб путем организации отрезки утолщенных концов труб на
холодильнике дисковыми пилами.
18 Зак. ЗДСП
Канд. техн, наук Г РУ М-Г РЖИ МАИ Л О Н. Л.
и инж. САРЫЧЕВ А. 4.
СОЗДАНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ ТРУБОСВАРОЧНЫХ
СТАНОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПИРАЛЬНОШОВНЫХ
ТРУБ БОЛЬШИХ ДИАМЕТРОВ
За последние годы в Советском Союзе, как и в мировой
практике, все большее распространение получает способ про-
изводства спиральношовных труб путем свертывания под уг-
лом рулонной полосы в цилиндрическую трубную заготовку
с одновременной сваркой спирально расположенного шва.
Этот способ обладает рядом преимуществ перед способом
производства прямошовных труб:
1)	возможность изготовления труб большого диаметра из
узкой и сравнительно дешевой полосы, полученной на высоко-
производительных непрерывных станах;
2)	возможность изготовления тонкостенных труб с отно-
шением диаметра к толщине стенки равным 100 мм и выше;
3)	получение труб повышенной прочности, так как напря-
жения в спирально расположенном шве определяющие
его прочность, меньше напряжений в сварном шве прямо-
шовных труб атна 20—40% в отношении ад/ат==—(3—cos 2а,),
4
где а — угол формовки. Металл в спиральношовных трубах
находится также в более благоприятных условиях вследствие
ориентации направления его волокон под углом к оси трубы;
4)	непрерывность процесса, обеспечивающая относитель-
ную легкость его механизации и автоматизации, и стабиль-
ность режимов сварки, повышающих качество сварного шва;
5)	точность геометрических размеров получаемых труб,
исключающая необходимость трудоемких и требующих уни-
кального оборудования отделочных операций правки и ка-
либровки;
274
6)	простота оборудования и меньшие капитальные затра-
ты на организацию производства;
7)	возможность строительства цехов небольшой мощности
(200—300 тыс. т в год), что позволяет максимально прибли-
зить производство труб к местам их потребления, снижая
тем самым нерациональные транспортные расходы по их пе-
ревозке.
ВНИИМЕТМАШ еще в 1947 г. начал проводить на ла-
бораторном стане экспериментальные работы по отработке
технологии и оборудования для их производства.
Экспериментальный стан (рис. 1 и 2) рассчитан на изго-
товление труб диаметром до 150 мм из горячекатаной рулон-
ной полосы шириной 300 мм и толщиной 2—4 мм. Сварка
дуговая под флюсом.
Рис. 1. Экспериментальный стан для изготовления труб со спиральным
швом диаметром 100—150 мм, со стенкой 2—4 мм
Значительную трудность представило отыскание способа
завивки стальной полосы по спирали в трубную заготовку.
При разработке соответствующего формовочного узла ис-
пользовали принцип проталкивания полосы с силой, доста-
точной для ее завивки, через лабиринт, образованный тремя
холостыми гибочными валками и двумя гладкими вкладыша-
ми, установленными на неподвижной оправке.
При выходе завитой в спираль трубной заготовки из фор-
мовочного узла стык ее на втором витке сваривается голым
электродом под флюсом. Для поддержания свободных витков
заготовки перед сваркой в правильном положении использо
вана выводная роликовая проводка (см. рис. 2).
Установлены конструктивные параметры процесса изго-
товления труб диаметром 160 мм, длиной около 16 м со стен-
кой 2—4 мм. На стане изготовили более 1,5 км труб. При гид-
равлических испытаниях труб прочность швов оказалась
Удовлетворительной, разрушение трубы, как правило, проис-
ходило по основному металлу (рис. 3).
18*	275
Рис. 2. Показан момент изготовления спиральношовной трубы диаметром
120 мм со стенкой 3 мм на экспериментальном стане
Рис. 3. Характер разрушения труб со спиральным швом при испытаниях
Исследования выявили и другие преимущества нового ме-
тода:
трубы получаются совершенно прямыми, с правильной гео-
метрией поперечного сечения и, следовательно, не требуют
дополнительной правки;
276
почти все трубы имели достаточно точные размеры по
диаметру (отклонения от номинала не превышали 0,12%).,
что позволяет исключить операцию по калибровке концов;
трубы можно изготовлять значительно большей длины по
сравнению с формовкой на листогибочных машинах или на
прессах.
Полученные результаты лабораторных работ позволили
наметить технологический процесс и установить ряд конст-
руктивных параметров первого промышленного стана для из-
готовления труб диаметром до 650 мм. Этот стан установлен
и пущен на Ждановском металлургическом заводе им. Ильи-
ча в 1952 г.
Результаты проведенных лабораторных работ позволили
установить некоторые конструктивные параметры формовоч-
ного устройства промышленного стана. Однако в лаборатор-
ных условиях нельзя было проверить остальные операции
технологического процесса и выявить рациональные конст-
рукции соответствующего оборудования стана. Это осложни-
ло проектирование оборудования и работы по пуску и налад-
ке стана, на котором было впервые организовано непрерыв-
ное производство труб больших диаметров.
Для осуществления непрерывного процесса необходимо
было создать прежде всего оборудование, на котором выпол-
няются следующие операции:
а)	разматывание полосы толщиной до 10 мм и шириной
до 1500 мм, причем отгибание конца и разматывание рулона
должно выполняться с минимальным разрывом во времени
между рулонами;
б)	дуговая сварка стыков полос для соединения рулонов
без изломов и перегибов с точным расположением шва пер-
пендикулярна оси полосы;
в)	непрерывная обрезка боковых кромок полосы с дос-
тижением точной калибровки ее по ширине и частичным уст-
ранением серповидности заготовки;
г)	непрерывная подача полосы в формовочную машину с
усилием проталкивания, достаточным для завивки полосы по
спирали с сохранением постоянства угла завивки;
д)	качественная формовка трубы с получением спираль-
ного стыка, годного для непрерывной сварки;
е)	резка непрерывно выходящей из формовочной маши-
ны трубы на ходу на мерные длины.
Схема расположения оборудования стана 650 построена
но принципу непрерывного поточного движения металла. Все
оборудование стана, предназначенное для выполнения основ-
ных операций — формовки, сварки, резки труб на ходу, и
вспомогательных — разматывания рулонов, правки полосы,
обрезки концов и кромок, чистки и строжки кромок и стыко-
вки концов полос — расположено в одну линию (рис. 4).
277
Рис. 4. Общий вид расположения оборудования стана 650
Наладкой и эксплуатацией стана 650 были отработаны
все указанные технологические операции и непрерывность
технологического потока.
Отработаны схемы и конструкции отдельных машин, та-
ких как впервые примененный разматыватель скребкового ти-
па, оказавшийся значительно проще по конструкции и в эк-
сплуатации и более надежным в работе по сравнению с ранее
применявшимися электромагнитными разматывателями; ти-
повые ножницы поперечной резки подверглись изменению в
связи с тем, что обычное расположение ножей — верхнего
наклонное, нижнего горизонтальное — не обеспечивало пра-
вильной обрезки концов полосы под стыковку. Расположение
ножей изменено на обратное, дисковые ножницы для обрезки
кромок полосы переработаны для работы в новом, не обыч-
ном, режиме — путем протягивания через них полосы усили-
ем, создаваемым подающей машиной. Работа ножниц в таком
режиме улучшает геометрию полосы при ее обрезке.
Все принципиальные уточнения подготовительных машин
стана 650 и схема последовательности выполнения технологи-
ческих операций в непрерывной линии нашли свое отражение
в конструкции последующих станов 720 и 1020.
Стан 720 был пущен также на Ждановском металлургиче-
ском заводе им. Ильича в 1959 г., а в 1963—1964 гг. еще два
новых стана для изготовления газопроводных труб диаметром
до 1020 мм (см. таблицу).
278
Техническая характеристика непрерывных станов 650, 720 и 1020
конструкции ВНИИМЕТМАШа
Основные параметры	Тип стана		
	650	720	1020
Размеры полосовой заготовки, ммг. ширина	1000-1500	1000—15С0	1350-1550
толщина	4-10	5-Ю	6-12
наружный диаметр рулона	до 1400	до 1400	до 1600
Вес рулона, m	до 10	до 10	до 15
Размер изготовляемых труб: диаметр, мм	426-650	426-720	720—1020
длина, м	до 18	до 18	до 24
Скорость сварки, м1ч Вес стана (без трубоотделки), тп	90-120	120-180	до 120
	750	750	250
Производительность, тыс. mjzod	55	85	75
Основным направлением при проектировании станов спи-
ральношовных труб в Советском Союзе, отличающимся от
тенденции их развития в Западной Европе, было создание
высокопроизводительных, полностью механизированных и
максимально автоматизированных агрегатов для массового
производства труб. Этим целям соответствовало применение
на станах схемы непрерывного процесса и более узкая их
специализация (т. е. сужение диапазона изготавливаемых на
станах труб).
Предшествовавший проектированию анализ работы ста-
нов, произведенный по формуле (1), показал, что относитель-
ная потеря и*х производительности (AQ), например, при ско-
рости сварки ЕСв =1,8 м!мин, длине 8-тонного рулона полосы
2=60 м и времени, затрачиваемом на стыковку полос
Гст =10—15 мин при работе стана по циклической схеме (с
остановкой на время стыковки концов полос) по сравнению с
непрерывной (с петлеобразователем) составит уже значитель-
ную величину около 20—25%
Д<2 =------Цт-----Ю0%.	(1)
— + Т„
V
v св
Поэтому на всех промышленных станах СССР принята
непрерывная схема производства труб.
По составу и расположению оборудования станы 650, 720
и 1020 мало отличаются друг от друга, принципиальное же
различие существует в конструкции формочно-сварных уст-
ройств.
На станах 650 и 720 были установлены формовочные ма-
шины валково-оправочного типа с верхней задачей полосы
(рис. 5), в которых изгиб полосы осуществляется тремя
валками 1, относительно установленных на неподвижной оп-
279
равке 2, наплавленных твердым сплавом отшлифованных
вкладышей 3. Особенностью формовки по такой схеме явля-
ется то, что радиус изгиба полосы в формовочном калибре,
Рис. 5. Принципиальные схемы формовки и сварки труб на:
а — стане 650 до его реконструкции; б — стане 650 после реконструкции
и стане 1020

образованном валками и вкладышами, вследствие пружине-
ния первого свободно сформованного витка 4 должен быть
меньше радиуса готовой трубы. Из-за несоответствия радиуса
кривизны первого витка с радиусом гиба в зоне формовки
сварка в месте схождения кромок полосы и первого витка
трубы невозможна, поэтому первый шов сваривается в точке
А, а второй — через шаг спирали трубы за первым в точке
Б. Первой сварочной головкой производится сварка корня
шва на флюсовой подушке, вторая головка осуществляет ча-
стичную переварку первого шва с формированием наружно-
го валика усиления.
Основными недостатками формовочной машины валково-
оправочного типа являются затруднения в обслуживании
внутренних сварочных устройств и в наблюдении за их рабо-
той из-за наличия в трубе оправки.
280
Эти неудобства осложняют изготовление труб с двухсто-
ронним швом. Для газопроводных же труб двухсторонняя
сварка является обязательным требованием.
В связи с этим на стане 650 были проведены работы по
реконструкции формовочно-сварочного узла.
В качестве формовочного устройства на указанном стане
было применено безоправочное устройство втулочно-ролико-
вого типа, что значительно облегчило доступ к сварочным
устройствам, размещенным внутри трубы, упростило их об-
служивание и наблюдение за этими устройствами в работе.
Формовочное устройство втулочно роликового типа, после
его отработки на стане 650, было применено и для последу-
ющих двух станов 1020.
Существующая с начала 60-х годов до настоящего време-
ни за рубежом технология изготовления спиральношовных
труб базируется на двухсторонней сварке: сначала, в месте
схождения кромок полосы и первого сформованного витка,
накладывается внутренний рабочий шов, а затем — наруж-
ный.
При такой схеме сварки, когда внутренний шов наклады-
вается в точке сближения кромок, то есть в месте, где проис-
ходит еще процесс формовки, и следовательно, взаимное пере-
мещение кромок, возможно образование горячих трещин.
Последнее, а также условия формирования шва не позво-
ляют применять относительно высокие скорости сварки. На-
пример, при сварке трубы 01020 мм с толщиной стенки
12 мм скорость сварки не превышает 0,9—1,1 м/мин.
Устранить серьезный указанный недостаток при одновре-
менном резком повышении скорости сварки позволило при-
менение на станах 1020 новой технологической схемы—трех-
слойной сварки спирального шва (см. рис. 5,6). По этой схе-
ме в месте схождения кромок полосы и первого сформован-
ного витка трубы накладывается первый внутренний техно-
логический шов 1, через пол витка спирали шва — наружный
рабочий 2, а затем через шаг спирали от первого внутрен-
него — второй внутренний рабочий шов 3, полностью перева-
ривающий технологический. Назначение технологического
шва — обеспечить соединение сходящихся при формовке кро-
мок и устранить возможность их взаимного перемещения при
сварке рабочих швов.
Малая мощность сварочной дуги технологического шва (с
глубиной провара 2—3 мм) определяет незначительную дли-
ну сварочной ванны, что способствует повышению скорости
сварки без опасности вытекания расплавленного металла из
ванны в связи с ее расположением на криволинейной цилинд-
рической поверхности трубы. Это в сочетании с расположе-
нием рабочих сварочных головок со смещением относитель-
но вертикальной оси трубы (для обеспечения расположения
281
их ванн на близких к горизонтальным участкам поверхности
трубы), позволило повысить скорости сварки на станах 1020
до 1,8—2,0 м/мин при изготовлении труб 01020X10,6 мм при
гарантированном отсутствии в швах кристаллизационных тре-
щин [3].
Состав и принципиальная схема расположения оборудова-
ния стана 1020 показан на рис. 6. Стан состоит из линии под-
готовки полосы, все машины и механизмы которой стацио-
нарно смонтированы на фундаменте, формовочно-сварочного
7	2 3	6	5	6	7	6	9 Ю 11
Рис. 6. Состав и принципиальная схема расположения оборудования не-
прерывного трубосварочного стана 1020 Ждановского металлургического
завода им. Ильича
устройства и поворотной выходной стороны стана, служащей
для приема готовой трубы. Настройка стана на нужный угол
формовки в зависимости от ширины полосы и диаметра изго-
тавливаемой трубы осуществляется разворотом формовочного
устройства и выходной стороны стана.
Полосы в рулонах мостовым краном подаются на разма-
тыватель 1, где передний конец полосы отгибается скребком,
захватывается тянущими роликами и задается в 5-роликовую
правильную машину 2. Выправленная полоса подается к нож-
ницам поперечной резки 3. В ножницах сначала обрезается
задний конец предыдущего рулона, а затем передний конец
последующего. После обрезки концы полос подаются в сты-
косварочную машину 4, где они выравниваются и затем сва-
риваются на медной подкладке электродуговой сваркой под
флюсом.
После стыковой сварки концов, полоса тянущими ролика-
ми 5 подается в петлеобразователь 6, необходимый для обес-
печения непрерывного процесса формовки и сварки труб. За-
пас петли расходуется во время операций обрезки и стыковой
сварки концов полос.
Из петлеобразователя полоса поступает в дисковые нож-
ницы 7 для обрезки боковых кромок и ее калибровки по ши-
рине. Для удобства уборки обрезанные кромки измельчают-
ся в кромкокрошителе.
282
Четырехвалковая подающая машина 8 предназначена для
создания тянущего усилия, необходимого для вытягивания
полосы из петлеобразователя, протягивания ее через холо-
стые дисковые ножницы, а также для создания усилия фор-
мовки трубы и ее перемещения по отводящему рольгангу
входной стороны стана.
Формовочно-сварочный стан состоит из сварной поворот-
ной рамы с установленными на ней формовочной машиной
полувтулочного типа 10, аппаратуры для сварки внутренних
9 и наружного И спиральных швов, люнета для направления
трубы по оси отводящего рольганга и летучего отрезного
станка 12.
Одним концом поворотная рама опирается на ролики ус-
тановленного на фундаменте опорного узла, а другим кон-
цом — на катки, перемещающиеся по криволинейным рельсо-
вым путям. Специальным механизмом рама поворачивается
относительно вертикальной оси опорного узла, расположен-
ной в точке пересечения оси линии подготовки полосы с про-
дольной осью трубы.
Формовочная машина, выполненная в виде оребренной
втулки (см. рис. 5, б) насажена на ось поворота выходного
моста и специальным отдельно стоящим на фундаменте ме-
ханизмом поворота фиксируется под нужным углом относи-
тельно головной линии стана. На первой половине цилиндри-
ческой внутренней поверхности втулки расположены наплав-
ленные твердым сплавом по спирали и отшлифованные пояс-
ки износа, а на противоположной стороне — регулируемые в
радиальном направлении ролики, служащие для поддержа-
ния первого сформованного витка трубы до его сварки с
кромкой полосы технологическим швом.
Внутренние швы выполняются сварочным аппаратом,
представляющим самоходную тележку, на длинной штанге
которой смонтированы две сварочные головки. На тележке
также установлены бункер для флюса, флюсоаппараты и ка-
тушки с электродной проволокой. Перемещением тележки
сварочные головки заводятся внутрь формовочной машины и
устанавливаются там в рабочем положении. Подача флюса
к головкам осуществляется расположенными внутри штанги
ленточными транспортерами.
Наружный шов выполняется сварочным аппаратом, уста-
новленным на стойке поворотной рамы стана.
В связи с неизбежной (хотя бы и малой) серповидностыо
исходной полосы, вызывающей колебания величины свароч-
ного зазора в месте наложения технологического шва, на
стане предусмотрена система регулирования путем поворота
трубы в горизонтальной плоскости, т. е. изменением угла фор-
мовки перекосом трубы в формовочном устройстве в преде-
лах около ±30'. Такая регулировка осуществляется поворо-
283
том выходной стороны стана вместе с зафиксированной на
ней трубой.
Имеющая вращательно-поступательное движение непре-
рывно выходящая из стана труба за время одного оборота
отрезается летучим станком посредством газокислородной
резки. Благодаря полной (механической) синхронизации ско-
рости перемещения станка и трубы достигается точная пер-
пендикулярность реза.
Отрезанная труба транспортным рольгангом передается в
трубоотделку, где из нее удаляют остатки флюса и шлаковую
корку, подрезают торцы и подвергают испытанию внутрен-
ним давлением на гидропрессе.
Благодаря примененным схемам непрерывного процесса и
трехслойной сварки спирального шва производительность ста-
нов 1020 при изготовлении газопроводных труб в два с лиш-
ним раза выше по сравнению с зарубежными станами такого
же типоразмера.
Качество изготавливаемых спиральношовных труб в ос-
новном зависит от качества исходной полосовой заготовки:
равномерности прочностных и пластических свойств металла
по ее длине, отсутствия дефектов (закатов, плен, расслоев и
т. п.), а также точности геометрических размеров по прямо-
линейности кромок.
Основным мероприятием для достижения равномерности
механических свойств полосы по длине является термоупроч-
нение ее металла с прокатного нагрева путем душирования
водой перед моталками для снижения температуры сматыва-
ния до 550—600°.
Поскольку в настоящее время отсутствуют способы конт-
роля качества поступающей на станы свернутой в рулоны по-
лосовой заготовки, единственным методом борьбы с поверх-
ностными и другими дефектами металла является строгий
контроль за соблюдением технологических требований при
изготовлении полосы на всех этапах передела, начиная со
сталеплавильных цехов и кончая прокаткой на непрерывном
стане.
Наличие у полосы серповидности приводит к изменению
угла ее захода в формовочное устройство и шага формовки,
следствием чего является колебание величины сварочного за-
зора в месте схождения кромок полосы и первого витка тру-
бы. Последнее приводит к необходимости постоянного регу-
лирования процесса корректировкой угла формовки для обе-
спечения нераскрытая стыка между кромками в точке нало-
жения первого внутреннего шва (точка А на рис. 7, а).
Так как при поддержании постоянным сварочного зазора
кромки серповидной полосы» имеющие разную длину, будут
иметь одинаковый шаг спирали t, то более короткая кромка
(с радиусом кривизны R на рис. 7, а) будет формоваться по
284
цилиндрической поверхности с радиусом г0, а более длинная
кромка (с радиусом кривизны R + B) по цилиндрической по-
верхности радиусом Го + П, где П — величина превышения бо-
лее длинной кромки.
600 800 W00 1200 КОО 1600 1600 2000 2200
В мм
Рис. 7. Влияние серповидности полосы на превышение кромок при фор-
мовке спиральношовных труб:
а — схема процесса формовки трубы из серповидной полосы; б — кривые
предельных значений серповидности полосы при производстве газопро-
водных труб
При равномерном распределении превышения на длине
одного витка, его величина определяется формулой
a210-sin2a
285
где h0 — стрела прогиба ребровой кривизны полосы радиуса
R на середине базы замеры а10 = 10 пог. м; В — ширина по-
лосы.
Принимая, что распределение превышения по длине вит-
ка может быть неравномерным и в одном месте равным 0, а
ь другом ПтаХ=2П, зная допускаемую величину превышения
кромок Птах при производстве газопроводных труб, равную
25% от толщины их стенки б, преобразуя формулу (3), мож-
но определить предельное значение серповидности [Лю] тео-
ретически, допускаемой при изготовлении любого типоразме-
ра спиральношовных труб по формуле:
где D — нормальный диаметр трубы.
На рис. 7, б приведен график построенных по формуле
(4) кривых предельных значений серповидности полосы при
производстве газопроводных труб, из которого видно, что:
а)	с уменьшением диаметра трубы и увеличением шири-
ны полосы требования к точности полосы по серповидности
ужесточаются;
б)	при изготовлении спиральношовных труб теоретически
возможно применение полос с относительно высокой серпо-
видностью.
Однако не следует забывать, что на практике появление
местных превышений кромок, выходящих за пределы допус-
каемых величин, возможно при изготовлении труб из полос
серповидностью меньшей теоретически допустимой, так как
на величину местных превышений может влиять ряд техно-
логических факторов, например: повышенная отбортовка кро-
мок при неправильно настроенных или тупых ножах дисковых
ножниц, наличие сколов металла или неровностей на кром-
ках, приводящих (при плотной формовке) к концентрации
превышений на небольшом участке витка трубы и т. п. По-
этому на практике величину допускаемой серповидности по-
лосы при производстве спиральношовных труб ограничивают
величиной 3—6 мм на длине 10 пог. м.
В результате обширных экспериментальных работ и про-
веденных работ по изготовлению, пуску и наладке промыш-
ленных станов 650 и 720 созданы первые в Советском Союзе
непрерывные трубосварочные станы 1020 для изготовления
спиральношовных газопроводных труб диаметром до 1020 мм,
позволяющие получать такие трубы удовлетворительного ка-
чества из дешевой полосовой заготовки в рулонах.
286
ЛИТЕРАТУРА
1.	Афанасьев В. Д. К вопросу о выборе угла формовки при произ-
водстве спиральношовных труб. «Сталь», № 12, 1965.
2.	Носаль В. В., Афанасьев В. Д. и Г рум-Гржимайло Н. А. Станы
для производства спиральношовных труб в СССР и за рубежом.
НИИИНФОРМТЯЖМАШ, № 1—67—9, 1967.
3.	Носаль В. В., Грум-Гржимайло Н. А. и Жигула А. В. Станы для
производства газопроводных спиральношовных труб диаметром 1020.
«Сталь», № 1, 1968.
4.	Целиков А. И. и Сарычев А. А. Новый стан для производства свар-
ных труб со спиральным швом «Сталь», № 9, 1955.
Д-р техн, наук НОС АЛЬ В. В., канд. техн, наук
БОГДАНОВ Н. Т., инженеры ДМИТРИЕВ Ю. А.,
САРЫЧЕВ О. А. и ДЕНИСОВ С. В.
ТРЕХНИТОЧНЫЙ СТАН ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ
ТРУБ
Во ВНИИМЕТМАШе спроектированы и изготовлены впе-
рвые в СССР два трехниточных стана ХПТ, в которых при-
менено грузовое уравновешивание рабочей клети, торцовая
загрузка заготовок в сочетании с двумя патронами подачи,
работающими с перехватом, и увеличенная на 20% по срав-
нению с существующими станами длина хода рабочей клети.
Техническая характеристика стана
Наружный диаметр заготовки, мм ....	25—35
Толщина стенки заготовки, мм..................1—3
Длина заготовки, м............................2—5
Наружный диаметр готовой трубы, мм .	.	.	12—20
Толщина стенки готовой трубы, мм ..	.	0,4—1
Число двойных ходов рабочей клети в минуту .	80—120
Подача, мм....................................3—14,5
Диаметр рабочего валка, мм.......................320
Расстояние между осями одновременно
прокатываемых труб, мм......................120
Ход рабочей клети, мм..........................541
Радиус кривошипа, мм...........................270
Дезаксиал, мм..................................120
Длина шатуна, мм..............................1800
Мощность электродвигателя главного привода
(постоянного тока), кет........................125
Вес механооборудования стана, т ...	.	52
Длина стана, м....................................35
Ширина стана, м...................................4
Материал прокатываемых труб .... медь и сплавы
на медной основе.
Процесс прокатки труб на стане осуществляется следую-
щим образом (рис. 1).
Партия заготовок, подготовленная к прокатке, подается
краном на загрузочный стол стана 1. Последний автоматиче-
288
ски загружает заготовку поочередно, в начале на линию тех-
нологической смазки внутренней поверхности трубы, а за-
тем — на три оси прокатки.
Рис. 1. Расположение оборудования трехниточного стана холодной про*
катки труб
После того, как три заготовки разложены по осям, пнев-
матический толкатель выталкивает их в зону действия пода-
ющих роликов 3, которые подают заготовки на стержни оп-
равок через задний механизм зажима стержня 2, находящий-
ся в данный момент в открытом положении. Последующий
ряд подающих роликов поочередно перемещает заготовки к
переднему механизму зажима стержня 4, который в этот мо-
мент закрыт и удерживает стержни оправок. Когда задние
торцы заготовок выйдут из зажима, последний закрывается
и удерживает стержни оправок. При этом передний зажим
стержней открывается, и заготовки подающими роликами
транспортируются дальше, по ходу прокатки до упора в зад-
ние торцы прокатываемых труб и перемещаются за ними до
тех пор, пока не попадут в зону действия патронов подачи 5.
Подаваемые патронами подачи три заготовки одновре-
менно деформируются на конусных оправках, каждая двумя
калибрами (верхним и нижним), установленными на валках
рабочей клети 8.
Прокатанные трубы после выхода из рабочей клети ре-
жутся на мерные длины летучими Дисковыми пилами 12 а
транспортируются тянущими роликами 15 на приемный стол
13, откуда сбрасываются в карманы 14.
Отличительной особенностью компоновки стана является
применение двух патронов подачи, работающих поочередно.
В том случае, когда первый патрон подает заготовку в зону
деформации, второй находится в крайнем заднем положении.
При подходе первого патрона к переднему положению от ко-
нечного выключателя дается импульс на включение второго
патрона, и оба они некоторое время одновременно произво-
дят подачу трубы. Это сделано с целью надежного перехвата
заготовок. Подойдя к крайнему переднему положению, пер-
вый патрон переключается на ускоренный отвод в исходное
положение. При подходе второго патрона к переднему поло-
жению цикл повторяется.
19 3:дсн	289
Другая особенность компоновки заключается в разделе-
нии подающе-поворотного механизма, что позволяет получить
стабильную подачу (от механизма подачи с некруглыми ше-
стернями 7) и неравномерный угол поворота заготовок) от
механизма с роликовыми муфтами обгона 6.
Рабочая клеть стана (рис. 2) представляет собой клеть
дуо. В вырез каждого рабочего валка 1 и 2, устанавливаются
Рис. 2. Рабочая клеть
три отдельных калибра 7. Применение отдельных калибров
вместо одного калибра с тремя ручьями позволяет использо-
вать для обработки ручьев существующие станки типа ЛР40
и ЛР41, а также сократить расход инструмента, поскольку
при износе одного ручья в общем калибре приходится вы-
брасывать весь калибр с тремя ручьями.
Крепление калибров к валкам осуществляется тремя бол-
тами 5, боковыми клиньями 8 и общей шпонкой 6. Для само-
установки валков, которая повышает стойкость подшипников,
предусмотрено четыре пяты 3 и подпятника 4, имеющих сфе-
рические поверхности контакта.
Механизм подачи (рис. 3) работает следующим образом.
Вращение от главного привода стана получает вал 1 с уста-
новленной на нем ведущей некруглой шестерней 2, имеющей
на угле 300° постоянный радиус начальной окружности, рав-
ный 145 мм. На угле 60°, который соответствует моменту по-
дачи заготовок в зону деформации, радиус начальной окруж-
ности в начале увеличивается до /?=170 мм (на угле 30е), а
затем уменьшается до R =145 мм.
Ведущая шестерня находится в зацеплении с ведомой не-
круглой шестерней 3, имеющей на угле 70° вначале уменьша-
290
ющийся радиус начальной окружности до У?—125 мм (на уг-
ле 35°), а затем увеличивающийся до /?=150 мм.
7	8 9
Рис. 3. Механизм подачи
На угле 290° радиус начальной окружности постоянный и
равен 150 мм:
Когда нет подачи, некруглые шестерни передают равно-
мерное вращение водилу дифференциала 4, которое вращает-
ся в два раза медленнее солнечного конического колеса 8.
Движение колесу 8 передается от вала 1. через синхронизи-
рующие шестерни 9. В этот момент второе солнечное колесо
5 дифференциала неподвижно.
В момент подачи ведомая некруглая шестерня, вследст-
вие уменьшения радиуса начальной окружности, получает ус-
корение, которое передается водилу дифференциала и приво-
дит к рассогласованию поворота водила с поворотом солнеч-
ного колеса 8. Благодаря этому, солнечное колесо 5 повора-
чивается и передает движение через сменные шестерни 7 на
винт подачи 6.
Особенностью механизма поворота является наличие двух
роликовых муфт обгона, позволяющих производить поворот
трубы как в переднем, так и в заднем крайнем положениях
рабочей клети, что увеличивает дробность, а следовательно,и
интенсивность деформации.
Привод стана (см. рис. 1) состоит из электродвигателя 9>
коническо-цилиндрического редуктора 10, коленчатого вала
и шатунов. Для уравновешивания сил инерции, возникающих
при возвратно-поступательном движении рабочей клети, при-
водной механизм имеет грузовое уравновешивающее устрой-
ство горизонтального типа 11.
19*	291
Таблица 1
Давление металла на валок и осевеые усилия в заготовках и в стержнях оправок
Подача, мм	Усилия, т															
	давление на шейку валка				в заготовках						в стержнях					
	правую		левую		1		2		3		1		2		3	
	В	Н	В	Н	В	Н	В	н	В	Н	В	н	В	н	В	Н
4 8	27,5 33,5	23,0 30,0	26,0 31,0	22,5 28,5	0,0 0,1	0,8 1,3	0,0 0,7	0,5 1,0	0,2 0,2	1,0 0,6	0,3 0,8	0,7 1,2	0,3 0,6	0,8 1,5	0,4 0,7	0,6 0,9
Примечание: В — при ходе клети вперед, Н — при ходе назад. Прокатка трех труб с уравновешиванием п—120 ходов
в минуту.
Новизна конструкции стана, особенности многониточной
прокатки и необходимость выявления эффективности грузо-
вого уравновешивающего устройства обусловили проведение
экспериментального исследования стана в условиях промыш-
ленной эксплуатации. Опыты проводили на наиболее тяже-
лых, с точки зрения прокатки, трубах из латуни Л62 по ка-
либровке 35x3—>20X1.
Анализ осциллограмм вертикального усилия прокатки по-
казал, что величина и характер его распределения по длине
хода клети имеют обычный вид, характерный для станов хо-
лодной пилигримовой прокатки труб (табл. 1).
Исследованиями установлено, что осевые усилия в каждой
из трех одновременно прокатываемых заготовок и усилия в
каждом из трех стержней оправок отличаются друг от друга
в 1,1 —1,5 раза. Это объясняется влиянием на них многих
факторов (смазка внутренней поверхности трубы, качество
поверхности оправки).
Применение грузового уравновешивающего устройства
уменьшает максимальное значение крутящего момента на
валу главного привода в 1,6—2 раза (табл. 2). Кроме того,
при работе стана с уравновешиванием наибольшие усилия в
шатунах в 1,2—1,3 раза меньше, чем при работе без уравно-
вешивания.
Таблица 2
Крутящий момент на быстроходном валу редуктора главного привода
и усилия в шатунах
Прокатка	Число двой- ных ходов рабочей клети в минуту	Крутящий момент, кгм	Усилия в шатунах, т	
			правый	левый
Трех труб с урав- новешиванием	80	135	6,0	6,0
	100	215	7,5	8,0
	120	265	11,0	12,5
Трех труб без урав- новешивания	85	195	6,5	8,0
	100	275	10,0	11,5
	120	420	13,5	15,5
Это объясняется более равномерным вращением привод-
ного вала у стана с грузовым уравновешивающим устройст-
вом.
Проведено также экспериментальное определение коэф-
фициента неравномерности вращения приводного вала при
293
работе стана с уравновешивающим устройством и без него.
К приводному валу присоединялся тахогенератор ТМГ-3 и с
помощью осциллографа Н700 были получены осциллограм-
мы, показывающие изменение напряжения тахогенератора, и,
следовательно, угловой скорости вала за один его оборот.
Результаты исследования показали, что при одинаковых чи-
слах оборотов приводного вала коэффициент неравномерно-
сти при работе стана с уравновешиванием в 1,34 раза мень-
ше, чем без него. Соответственно максимальное значение уг-
ловой скорости меньше в 1,06 раза. Это снижение наиболь-
шего значения угловой скорости вращения приводного вала
и объясняет уменьшение величины усилий в шатунах.
Эксплуатация трехниточных станов ХПТ позволила выя-
вить основные технико-экономические показатели их работы.
Так, при прокатке наиболее ходового сортамента труб по
маршруту 0 34X3—>19X1 режим прокатки медных труб
и труб из латуни Л96 был следующий: подача 10 мм, вытяж-
ка — 5,2, число двойных ходов рабочей клети в минуту — 115,
производительность— 1000 м/ч.
Режим работы стана при прокатке труб из латуни Л62:
подача 6 мм, число двойных ходов рабочей клети 115 в ми-
нуту, производительность—600 м/ч.
Кроме указанных передельных труб на стане прокатыва-
лись готовые конденсаторные трубы из сплава МНЖ-5-1 по
маршруту 0 36 X 3—>22X1 с подачей 8 мм. Коэффициент
вытяжки 4,7, производительность—600 м/ч.
При прокатке готовых труб для получения одинакового их
наружного диаметра, калибровка ручья средней пары калиб-
ров выполнялась с учетом большего прогиба середины бочки
валка по сравнению с его краями. Толщина стенки выдержи-
валась в заданном допуске осевым перемещением оправки.
Эксплуатация трехниточных станов показала также, что
применение двух патронов подачи, работающих с перехватом,
позволило увеличить производительность станов на 6—10%
по сравнению с существующими станами с торцовой загруз-
кой, и на 10—20% по сравнению со станами с боковой за-
грузкой.
Коэффициент использования оборудования трехниточно-
го стана 0,7—0,75. Экономическая эффективность этого ста-
на — 107 тыс. руб. в год.
Кандидаты техн, наук МАСКИЛЕИСОН А. М.
КОМИССАРЧУК Ю. С. и инж. САПИР В. И.
ТРУБОПРАВИЛЬНЫЕ МАШИНЫ КОНСТРУКЦИИ
ВНИИМЕТМАШа
В последнее время значительно возросло производство
труб по объему и сортаменту. Это ставит задачу совершенст-
вования процессов отделки труб и конструирования нового
высокопроизводительного адьюстажного оборудования в на-
правлении создания автоматических непрерывных поточных
линий. В зависимости от производительности трубопрокатных
станов и сортамента изготовляемых труб непрерывные поточ-
ные линии могут объединяться в единый комплекс, образуя
автоматические цехи отделки труб, где будут выполняться
все операции от резки и правки до консервации и упаковки
готовой продукции. Для оснащения этих линий требуются но-
вые машины и приборы, позволяющие механизировать и ав-
томатизировать операции отделки. В первую очередь необхо-
димо создать новые высокопроизводительные трубоправиль-
ные машины. Интенсификация процесса добычи нефти потре-
бовала освоения производства труб из стали с высокими
прочностными характеристиками, а также труб переменного
сечения (с высаженными концами). Поэтому наряду с тре-
бованием повысить скорость правки возникла необходимость
создания машины для правки высокопрочных труб нефтяного
сортамента постоянного и переменного сечения.
В течение последних десяти лет ВНИИМЕТМАШем про-
веден комплекс научно-исследовательских и конструкторских
работ, в результате которого созданы, испытаны и внедрены
в промышленность новые машины для правки труб на высо-
ких скоростях, а также высокопрочных труб постоянного и
переменного сечения.
Наиболее эффективными являются косовалковые пра-
вильные машины, в которых изделие в процессе правки полу-
295
чает наибольшее число циклов знакопеременного изгиба, не-
прерывно действующего на трубу во всех направлениях. Вме-
сте с тем скорость правки на обычных косовалковых машинах
с двухвалковыми обоймами 1 ограничена некоторым пределом,
при превышении которого скорость вращения трубы вокруг
своей оси становится критической и трубу выбрасывает в сто-
рону от оси правки. Особенно часто это наблюдается при
правке труб малого диаметра, отличающихся незначительной
жесткостью.
Обычные машины с двухвалковыми обоймами имеют ши-
рокий диапазон (Д = 4—5) диаметров труб, выправляемых на
одной машине. При правке труб малых размеров (диаметрогл
до 20—25 мм) скорость правки на них не превышает 1,8 м/сек.
Большие размеры труб могли бы правиться на этих машинах
и с более высокими скоростями. Однако этого не требуется,
так как скорость правки обусловлена скоростью выхода труб
из стана, который прокатывает трубы больших размеров на
значительно меньших скоростях, чем малые.
Существенное повышение скорости правки может быть до-
стигнуто применением трехвалковых обойм, валки которых
образуют закрытый калибр, а также созданием трубопра-
вильных машин с шахматной компоновкой валков, располо-
женных под увеличенным углом к оси правки (а—45—55°).
Правка высокопрочных труб связана с целым рядом труд-
ностей. При росте прочностных характеристик материала вы-
правляемых труб, как правило, уменьшается разность между
пределами текучести и прочности, а также снижается вели-
чина остаточного относительного удлинения.
Это приводит к тому, что в процессе правки труба, буду-
чи сдавленной в двухвалковой обойме, растрескивается.
Иная картина наблюдается в закрытом калибре. Здесь
каждое сечение трубы контактирует с валками в трех точках,
и деформация его при изгибе трубы в процессе правки зна-
чительно меньше. Это позволяет в машинах с закрытыми ка-
либрами править высокопрочные трубы, исключая растрески-
вание их, и достигать при этом более высокого качества пра-
вки, чем на машинах с двухвалковыми обоймами.
Ниже рассматриваются два типа трубоправильных машин
конструкции ВНЙИМЕТМАШа, обладающих высокими тех-
ническими показателями, превосходящими достигнутые в Со-
ветском Союзе и за рубежом:
с закрытыми калибрами, предназначенные для правки
труб на повышенных скоростях до 3,5 м/сек, а также для
правки высокопрочных труб;
1 Под обоймой понимается группа валков, равнодействующие давле-
ний которых приложены к одному сечению трубы, перпендикулярному
ее оси. Каждая валковая обойма может быть образована двумя, тремя
или одним валком.
296
с шахматным расположением валков для правки труб на
высоких скоростях до 6 м/сек, а также для правки труб пере-
менного сечения.
В новых агрегатах непрерывной печной сварки труб 1/2—
2", которые были пущены в эксплуатацию на Челябинском
трубопрокатном (ЧТПЗ) в 1960 г. и Таганрогском металлур-
гическом (ТГМЗ) в 1962 г. заводах, требовалось править тру-
бы со скоростью 2,5—3,0 м!сек. Такую скорость нельзя было
достигнуть на машинах с двухвалковыми обоймами.
В связи с этим во ВНИИМЕТМАШе была сконструирова-
на первая отечественная трубоправильная машина с закры-
тыми калибрами, которые обеспечивают надежное направле-
ние трубы на больших скоростях1. Опытный образец был
опробован на действующем агрегате непрерывной печной
сварки труб 3/8—3" ЧТПЗ.
Результаты опытной эксплуатации позволили создать во
ВНИИМЕТМАШе промышленную машину с закрытыми ка-
либрами (рис. 1). Рабочая клеть машины состоит из входной
и выходной трехвалковых обойм и среднего валка, создаю-
щего перегиб трубы в процессе правки.
Трехвалковая обойма образована двумя короткими боко-
выми валками 1 и одним длинным нижним валком 2.
Подшипники валков установлены на планшайбах 3 и 4,
поворотом которых производят угловую настройку.
Крайние обоймы машины оборудованы механизмом ради-
альной настройки с поворотными рычагами 5, на которых
смонтированы планшайбы холостых валков.
Основным требованием, предъявляемым к валковой обой-
ме, является достижение наилучшего сопряжения трубы с
валком, при котором контакт осуществляется на всей длине
бочки валка, и линия касания не имеет разрывов. Такое со-
пряжение называют максимальным контактом.
Для контакта с трубой валок имеет угловую настройку,
которая осуществляется поворотом вокруг прямой КВ (рис.
2А), лежащей в плоскости, проходящей через середину валка,
перпендикулярно его оси вращения OiO2. и пересекающей эту
ось.
Максимальный контакт может быть достигнут лишь в слу-
чае, когда ось КВ проходит через центр трубы. При опреде-
ленных соотношениях между конструктивными элементами
валковой обоймы а, в, с и d ось поворота валка КВ всегда
будет проходить через центр трубы вне зависимости от ее
диаметра, в то время, как при произвольных значениях этих
отрезков Хг ось поворота не пересекает ось трубы (см.
рис. 2, Б).
1 Авт. свид.-во № 121013 Бюлл. изобр. № 13, 1959.
297
Рис. 1. Трубоправильная
Из рис. 2, В видно, что необходимым условием прохожде-
ния оси КВ через центр трубы является равенство
= х2 = /?тр/
где 7?тр — наружный радиус трубы.
Определим при каких соотношениях отрезков а, в, с и г/
справедливо это равенство: для этого выразим отрезки и
ЛЛ2 через заданные элементы а, в, с и d
4- d = b sin 8 — (a — b cos 8) ctg 8 = —-:
sin3
b — a cos p ,
4- c
a — Z>cosp
sin p
a- bcos a
X1 — ----------------c.
sin p
Для того, чтобы Л\=Х2 при любых заданных значениях угла
р необходимо и достаточно» чтобы
а — Ь
c—d
298
машина РВК 420X3
В этом заключается основное конструктивное соотношение
трехвалковой обоймы. Если условие это не выполнено, то
при угловой настройке боковых валков добиться максималь-
ного контакта невозможно.
Конструктивное выполнение механизма показано на рис. 1.
Рычаги 5 поворачиваются вокруг осей 6, смонтированных
в подшипниках станины, стягиваются скобами 7, которые
шарнирно укреплены на цапфах гаек 8, навернутых на регу-
лировочный винт 9, подшипники которого расположены в ко-
робке траверсы 10. Траверса крепится к стойке станины и
поддерживается четырьмя колоннами. При перевалке рычаги
откидываются, открывая свободный доступ к валкам.
Раствор валков изменяется в зависимости от диаметра
выправляемой трубы вращением регулировочного винта, при-
водимого от электродвигателя 11 через конический редуктор
12 и червячный редуктор 13, расположенный в коробке тра-
версы. Для выбора люфта в резьбе винта предусмотрены рас-
порные пружины 14.
Планшайба нижнего валка установлена непосредственно
на станине.
Угловая настройка валков обоймы осуществляется авто-
матически при регулировании раствора калибра. Для этой
цели предусмотрен механизм, состоящий из системы шарнир-
ных тяг, схема которого показана на рис. 3. В качестве ис-
299
ходного принято положение, когда механизм настроен для
правки трубы минимального диаметра в заданном диапазоне.
Ot
Рис. 2 Схема механизма радиальной настройки
Рис. 3. Схема автоматической угловой настройки
Поворотные рычаги O\L и О$А, а также оси FH, ЕН и КН,
вокруг которых при угловой настройке поворачиваются план-
шайбы с валками, находятся в плоскости V.
Шарнирные тяги О2Д и О4С боковых валков в исходном
положении располагаются в плоскости W, параллельной пло-
скости V и отстоящей от нее на расстоянии Д = ЕС (радиус
планшайбы), а тяга GK нижнего валка — в плоскости 1Д
также параллельной плоскости V.
300
При настройке машины для правки трубы большего диа-
метра рычаги O[L и О3А разводятся в положение O\L' и
О3А' (показано тонкими линиями).
При этом периферийная точка D планшайбы левого боко-
вого валка перемещается в положение D', а точка G план-
шайбы правого валка — в положение G'. В результате пер-
вая планшайба поворачивается вокруг оси ВН, описывая
дугу D'F', а вторая вокруг оси МН, описывая дугу С'Е’.
Так как точка G левого рычага перемещается в положе-
ние G', то и планшайба нижнего валка также поворачива-
ется вокруг оси КН, описывая дугу КК'.
Нижние головки тяг 15 (см. рис. 1) крепятся на станине
с помощью шарниров 16, верхние — соединены с периферией
планшайб. Положение шарниров 16 можно регулировать при
наладке.
Периферия планшайбы нижнего валка соединена шарнир-
ной тягой с хвостовиком рычага 5. При повороте этого рыча-
га корректируется также угол настройки и нижнего валка.
После окончания настройки угловое и радиальное поло-
жение валков фиксируются винтовыми зажимами.
Между трехвалковыми обоймами расположен средний ва-
лек (рис. 4), который служит для перегиба трубы в процес-
се правки.
Планшайба с валком 1 установлена на направляющем
ползуне 2, который входит в прямоугольный паз обоймы о,
закрепленной в расточке станины. С открытой стороны обой-
мы вставляется вкладыш 10. В осевом направлении ползун
перемещается винтовым нажимным механизмом, гайка 4 ко-
торого закреплена внутри ползуна, а нажимной винт 5 за-
фиксирован упорным подшипником 7 и пружиной 9, уравно-
вешивающей подвижные части и выбирающей зазоры в под-
шипнике. Винт приводится во вращение от двигателя через
червячный редуктор 8. Для выбора зазора в винтовой паре
установлена пружина 6. Фиксация ползуна в пазу обоймы
осуществляется с помощью вкладыша 10 и двух винтов 11.
Угловую настройку среднего валка определяют в зависи-
мости от диаметра трубы, вертикальную — от степени искрив-
ленности трубы и требуемого качества правки.
Преимуществами механизма является компактность и
простота конструкции, удобство монтажа, наличие устройств
для выбора люфтов и фиксации, что очень важно для машин,
работающих со скоростью более 1,5 м!сек.
На входной стороне машины установлена проводка, сме-
няемая в зависимости от диаметра трубы.
Валки (см. рис. 1) приводятся от электродвигателя посто-
янного тока 17 через шестеренную клеть 18 и универсальные
шпиндели 19. Машины с закрытыми калибрами, рассмотрен-
ные выше, успешно эксплуатируются в поточных линиях от-
301
деЛки агрегатов непрерывной печной сварки труб 1/2—2"
ЧТПЗ и ТМЗ, трубоэлектросварочного агрегата 20-114 заво-
да Лентрубосталь и др. Машины обеспечиют хорошее каче-
ство правки и устойчивую работу при скоростях до 3,5 м/сек.
Крепление верхних валков на раздвигающихся рычагах поз-
воляет легко производить перевалку машины, а применение
автоматической угловой настройки исключить квалифициро-
ванный ручной труд и быстро перестраивать машину с одно-
го размера трубы на другой. Во ВНИИМЕТМАШе сконструи-
рован ряд типоразмеров машин с закрытыми калибрами для
правки высокопрочных труб. Техническая характеристика ма-
шин приведена в табл. 1.
Рис. 4. Механизм настройки среднего валка
В машинах с закрытыми калибрами не представляется
возможности превысить скорость правки 3,5 м/сек, так как
длинные трубы малых размеров, вращаясь при этом со ско-
ростью 4000—5000 об/мин, теряют устойчивость и, будучи
выправленными, вновь изгибаются в проводках.
Дальнейшее повышение скоростных характеристик может
быть достигнуто путем создания машин специальной конст-
рукции, обеспечивающих высокую скорость правки без уве-
личения скорости вращения трубы вокруг своей оси.
3.02
Таблица 1
Характеристика машин с закрытыми калибрами конструкции ВНИИМЕТМАШа
Наименование параметров	Модель				
	РВК 420x3	РВК 600X3	РВК 1000 X3	РВК 1600 X3	РВК 2600X3
Параметры выправляемых труб:					
наружный диаметр, мм		21—60	42-146	60-219	141-351	3'25-710
толщина стенки, мм		2,5-7	3,25-18	5—12,5	7-25	до 35
предел текучести, кг/мм2		30	15	140	140	100
Нагрузочная характеристика машины, кгм	435	12000	55000	185000	1590000
Скорость правки, м/сек		3,5—1,5	2,5-1	1,0-0,5	1,2-0,4	1,0-0,2
Общее число валков		7	7	7	7	8
Число приводных валков 		2	2	2	2	4
Шаг валков		420	600	1000	1600	2600
Мощность двигателя главного привода, кет .	32	160	400	600	2x300
Вес машины, т		8,2	40	200	400	710
Первая такая машина спроектирована и изготовлена во
БНИИМЕТлМАШе в 1966 г. для агрегата непрерывной печ-
ной сварки труб 1/2—2" ТМЗ *. Она состоит из рабочей кле-
ти 1 (рис. 5) и привода 2, связанных между собой карданны-
ми валами 3.
Рис. 5. Скоростная трубоправильная машина 20-60
Рабочая клеть машины (рис. 6) имеет вертикальную ста-
нину рамной конструкции. Станина собрана из двух частей:
основания 1 и траверсы 2, которые соединены четырьмя
шпильками. Положение траверсы относительно основания
станины фиксируется в двух направлениях шпонками: приз-
матической— вдоль оси правки и цилиндрической — перпен-
дикулярно ей. На основании станины размещены четыре при-
водных валка 3 с планшайбами. Над ними на траверсе ук-
реплены пять холостых валков 4 таким образом, что первый
по ходу трубы холостой валок расположен напротив привод-
ного валка, остальные валки машины — в шахматном поряд-
ке. Валки имеют форму, близкую к гиперболоиду вращения,
и располагаются под углом 45—55° к оси правки. Угловая
настройка приводных валков осуществляется следующим об-
разом. Планшайба с приводным валком укреплена на стака-
не 5, который может поворачиваться в расточке основания
станины. Стакан посредством тяги 6 и пружины 7 прижима-
ется к станине. На поверхности стакана нарезан зубчатый
венец, который входит в зацепление с двумя рейками 8. Рей-
ки с помощью винтов со штурвалами 9 могут перемещаться в
расточках станины. Одним винтом осуществляется поворот
стакана с валком, другим — стопорение стакана. Для выбора
зазоров предусмотрен замковый механизм 10, который зажи-
мает стакан при повороте штурвала 11.
Авт. свид.-во № 183035. Бюлл. изобр. № 12, 1966.
ж; з ясо
Pwc. 6. Рабочая клеть машины 20-60

Верхние холостые валки имеют угловую и вертикальную
настройки. Валок с планшайбой крепится на ползуне 12, ко-
торый перемещается в расточке траверсы. На наружной ци-
линдрической поверхности ползуна нарезана шестерня, кото-
рая зацепляется с двумя рейками 13. Перемещением этих ре-
ек, которое осуществляется двумя винтами со штурвалами
14, производятся угловая настройка и стопорение валка. В
ползуне запрессована бронзовая гайка 15, в которую ввернут
винт 16, связанный с червячным колесом двухступенчатого
редуктора, приводимого асинхронным двигателем. При пово-
роте винта ползун с валком перемещается по вертикали.
Люфт в резьбе выбирается с помощью пружины 17. Выбор
зазоров в цилиндрической посадке осуществляется замком 18,
который запирает ползун при повороте штурвала 19.
На станине установлены входные и выходные сменные
проводки 20. Положение проводок по вертикали настраива-
ется с помощью винта 21 с гайкой, перемещающего патрон
22 по прямоугольным направляющим 23. Проводки выполне-
ны литыми из износоустойчивой марганцовистой стали
ПЗЛ. Внутренний диаметр проводки выбирается в зависи-
мости от диаметра выправляемых труб таким образом, что
три типоразмера проводок охватывают весь сортамент вы-
правляемых труб. Привод машины состоит из шестеренной
клети и электродвигателя постоянного тока. От ведущего ва-
ла шестеренной клети с помощью четырех конических пар
передается вращение нижним приводным валкам. Ось веду-
щего вала расположена параллельно оси правки, в резуль-
тате чего карданные валы имеют одинаковую длину.
Преимущества машины:
расположение валков под большим углом к оси правки
позволяет в 2—3 раза снизить скорость вращения выправляе-
мой трубы вокруг своей оси при той же скорости правки.
Необходимое число перегибов трубы в процессе правки до-
стигается увеличением числа валков;
при большом угле наклона к оси правки на рабочем про-
филе валка появляется значительная вогнутость, которая обе-
спечивает надежное направление трубы при вращении ее в
процессе правки и исключает выбрасывание в сторону;
Размещение валков в шахматном порядке позволяет
уменьшить шаг и увеличить диаметр горловины. Благодаря
такому расположению валков на машине можно также пра-
вить трубы переменного наружного диаметра. В этом случае
валок имеет развитую заходную часть, профиль которой оп-
ределяется исходя из диаметра высаженного конца трубы;
применение шпинделей одинаковой длины обеспечивает
синхронное вращение валков при любой угловой настройке,
что способствует уменьшению износа, а также дает возмож-
ность унифицировать шпиндели и значительно сократить раз-
Ж
меры машины по ширине, сделать установку более компакт-
ной. Для пояснения этого рассмотрим схему машины со
шпинделями разной длины (рис. 7).
При постоянной скорости вращения До ведущего вала ско-
рость вращения ведомого вала (в данном случае валка I
трубоправильной машины) определяется по формуле:
cos -у1
из которой видно, что п\ постоянна, когда yi—у2-
Это равенство может быть обеспечено для каждого приво
да при единственном значении угла настройки валка аР кото-
рое соответствует только одному диаметру выправляемой
трубы. При всех других углах а2 Ф Ti =# У2, и валок вра-
щается неравномерно. Поскольку в большинстве правильных
машин длина шпинделей неодинакова ¥= Тз и Та Т<
скорость вращения валка 2
cos уз
меняется по закону, отличному от характера изменения ско-
рости валка 1.
Таким образом, в каждый момент времени П\	что
повышает износ валков.
Для того, чтобы характер изменения скорости всех вал-
ков был одинаковым, необходимо унифицировать длину
шпинделей (см. рис. 5). Тогда
20*	307
cos ъ	cos 72
я2 = 7Z0 ----= n0--------= tlx
COS 7a	COS 7i
В этом случае валки также вращаются неравномерно, од-
нако, в каждый момент времени их скорости равны.
Благодаря снижению скорости вращения выправляемой
трубы и увеличению диаметра горловины валков уменьшается
износ валков, что имеет существенное значение при высоких
скоростях правки.
Скоростная трубоправильная машина для труб диамет-
ром 20—60 мм 1967 г. успешно эксплуатируются в агрегате
непрерывной печной сварки труб 1/2—2" ТМЗ.
В настоящее время во ВНИИМЕТМАШе разработано не-
сколько машин такого типа, техническая характеристика ко-
торых приведена в табл. 2.
Таблица 2
Характеристика косовалковых машин с шахматным расположением
валков кнструкции ВНИИМЕТМАШ
Наименование параметров	Модель		
	10-33	20-60	60-168
Параметры выправляемых труб: наружный диаметр, мм	10-33	20-60	60-168
толщина стенки, мм	2—4	2,3-5,0	5-14
предел текучести материала, кг/мм2	22	22	75
максимальный диаметр высажен- ного конца, мм	.—		105
Нагрузочная характеристика маши- ны, кгм Скорость правки, м)сек	80	500	26000
	3,5-1,2	6-3	1,5—0,5
Число валков: приводных	4	4	4
холостых	5	5	5
Шаг валков, мм	200	250	700
Диаметр горловины валков, мм	140	180	500
Мощность главного привода, кет	16	64	250
Вес машины, т	10	20	200
Кандидаты техн, наук АНИСИФОРОВ В. П.,
ВЕРДЕРЕВСКИР1 В. А. и ШПИГЕЛЬМАН Р. М.
НЕПРЕРЫВНОЕ РЕДУЦИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ
ТРУБ
В течение последних 18-ти лет в ряде развитых капитали-
стических стран стали широко применять установку редук-
ционного стана после трубоэлектросварочного. Сейчас таких
установок имеется более тридцати. Впервые, пожалуй, она
была реализована в 1951 г. в ФРГ на заводе Виттен фирмы
«Вестдойче Маннесманнрёре А. Г.». Одна только фирма.
«'Кокс» с 1952 по 1967 гг. изготовила 13 установок для реду-
цирования электросварных труб.
Технологический процесс на них происходит следующим
образом:
На трубоэлектросварочном стане изготавливается «беско-
нечная» труба наибольшего или близкого к нему диаметра
для данного типоразмера стана. Эта труба разрезается на
ходу летучим отрезным станком на плети длиной 40—100 м.
Плети перекладываются с рольганга на накопительный стел-
лаж, а оттуда поступают на участок редуцирования, включа-
ющий проходную нагревательную печь и редукционный стан.
Редуцированная труба режется на мерные длины и ох-
лаждается. Основные преимущества подобных установок за-
ключаются в следующем:
1.	Значительно увеличивается производительность в тон-
нах и метрах.
2.	Происходит выравнивание механических свойств труб в
поперечном сечении.
3.	Появляется возможность изготовлять сварные трубы
таких соотношений диаметра к толщине стенки, которые не-
возможно получить на трубоэлектросварочном стане.
4.	Сокращается парк валков трубоэлектросварочного ста-
на.
309.
5.	Упрощается снабжение установки штрипсом. Количе-
ство размеров штрипса сводится к минимуму, так как появ-
ляется возможность из одного размера штрипса выпускать
трубы в широком диапазоне размеров по диаметру и толщине
стенки.
ВНИИМЕТМАШем и заводом «Трубосталь» в 1960 г. был
предложен агрегат, где трубоэлектросварочный стан, нагре-
вательная печь и редукционный стан устанавливаются в одну
линию и этим обеспечивается непрерывное редуцирование
электросварных труб1.
Первый такой агрегат для труб диаметром от 20 до 114 мм
был построен и пущен в эксплуатацию в 1964 г. в г. Ленин-
граде на заводе «Трубосталь».
Этот агрегат обладает всеми преимуществами агрегатов
штучного редуцирования, но выгодно отличается от них сле-
дующим:
1.	Непрерывное редуцирование ликвидирует концевые от-
ходы, свойственные процессу штучного редуцирования. Это
приводит к значительному снижению расходного коэффици-
ента металла. Так, на немецком агрегате Новосибирского
металлургического завода расходный коэффициент металла
составляет 1,144, а на агрегате 20-114 завода «Трубосталь»—
1,076. При годовом выпуске редуцированных труб 50 тыс. т
годовой экономический эффект только от снижения расхода
металла составляет около 320 тыс. руб.
2.	Совмещение процесса сварки и редуцирования позво-
ляет работать с межстановым натяжением трубы, которое
является задним натяжением для редукционного стана. Зад-
нее натяжение — это эффективное средство дополнительного
утонения стенки готовых труб.
Исследования показали, что за счет межстанового натя-
жения можно дополнительно утонить стенку на 0,2—0,5 лиг
Если на агрегатах штучного редуцирования для получе-
ния трубы 0 21 .о с толщиной стенки 2,8 мм используется
труба-заготовка 089X3,5—3,8 мм, то на агрегате 20-114 за-
вода «Трубосталь» труба 021X2,7 прокатывается из заготов-
ки Q 89X4. Такой режим прокатки дает значительный эко-
номический эффект, так как снижает погонный вес готовых
труб при увеличении выпуска в метрах.
3.	Совместная работа двух станов на общей трубе создает
благоприятные условия для автоматизации процесса с целью
стабилизации толщины стенки готовых труб за счет регулиро-
вания межстанового натяжения в функции толщины штрипса.
В этом направлении ведутся работы на двух отечественных
агрегатах непрерывного редуцирования.
Агрегат 20-114 завода «Трубосталь» был успешно освоен.
1 Авт. свид-во № 185824. Бюлл. изобр. № 17, 1966.
310
Проектная производительность достигнута в течение од-
ного года работы. В настоящее время проектная производи-
тельность превышена на 15%. В 1969 г. предполагается ее
превысить на 30%.
За четыре года экономические показатели работы агре-
гата постоянно улучшались, совершенствовалась технология
прокатки.
Так, если в 1965 г. стоимость передела 1 т составляла око-
ло 40 руб., в 1966 г. — около 30 руб., то в 1968 г. она снизи-
лась до 22—24 руб. Если в 1965 г.расходный коэффициент ме-
талла составлял около 1,150, то в 1968 г. — 1,076.
Значительно снизился расход электроэнергии и простои
агрегата.
Успешное освоение нового технологического процесса на
первом агрегате дало основание для более широкого его
применения.
В 1966 г. по схеме ВНИИМЕТМАШа был построен агре-
гат 20-102 на Северском трубном заводе. В 1968 г. пущен в
эксплуатацию аналогичный агрегат в Болгарской Народной
Республике.
В последние годы появились сообщения о строительстве
подобных агрегатов за рубежом.
Так, фирмы «Мак-Кей» (США) и «Маннесман-Меер» по-
строили агрегат 3/8—4" в Югославии (Комбинат Железар-
Сисак, г. Сисак). Фирма «Кокс» поставила оборудование для
агрегатов непрерывного редуцирования во Францию (Ло-
рейн-Эскаут) и в Испанию.
Опыт работы отечественных агрегатов непрерывного реду-
цирования электросварных труб выявил все преимущества
процесса. Процесс легко управляется, весьма устойчив и ги-
бок.
Целесообразность непрерывного редуцирования с техно-
логической точки зрения очевидна.
В данной статье сделана попытка рассмотреть экономиче-
ский аспект работы агрегата, в составе которого имеются тру
боэлектросварочный и редукционный станы.
При редуцировании электросварных труб увеличиваются
расходы по производству за счет установки значительного
количества дополнительного оборудования (редукционный
стан, нагревательная печь, летучая пила, холодильник), уве-
личения численности обслуживающего персонала, расхода
энергии на нагрев труб перед редуцированием.
Как правило, на этих агрегатах производят трубы двух
типов; трубы верхней части сортамента по диаметру, не под-
лежащие редуцированию, в дальнейшем тексте условно назы-
ваемые сварными трубами, и трубы нижней части сортамента,
получаемые путем редуцирования и в дальнейшем называе-
мые редуцированными трубами.
311
Возникает задача определения зависимости затрат по пе-
ределу 1 т труб при различных соотношениях сварных и ре-
дуцированных труб в общем выпуске.
С ~ С' 4~ Ср,
где С — общая сумма затрат по переделу 1 т труб;
Сс — стоимость передела на сварочном стане;
Ср — стоимость передела на редукционном стане.
С€ не зависит от соотношения сварных и редуцированных
труб, поскольку все трубы проходят через сварочный стан и
количество их для условий проводимого анализа принимает-
ся постоянным.
Ср зависит от соотношения выпуска, причем, чем больше
груб проходит через редукционный стан, тем меньше величи-
на Ср за счет снижения в этом случае условно-постоянных
расходов (Спост. р ). Величина условно-переменных расходов
(Сперр) остается неизменной.
С = сс+ С
пер. р
поет.р
(1)
Такова фактическая структура затрат по переделу в рас-
сматриваемом случае для любого анализируемого (базового)
периода времени.
При отличающемся от базового соотношения редуцирован-
ных и сварных труб в общем выпуске при весовом исчисле-
нии справедливо уравнение.
где (?баз.р ‘-выпуск редуцированных труб за базовый период;
Qy — выпуск редуцированных труб в общем случае.
Если обозначить
100 =
Фбаз
Л
где у — процент редуцированных труб в общем выпуске, т,
то С, = С,. + Спер р + c„w. „	.100,	(2)
где Q6a3 — общий выпуск труб в базовый период, т.
В том случае, когда калькуляция себестоимости труб про-
изводится в метрах, можно ввести следующее обозначение:
(3)
312
где х—процент редуцированных труб в общем выпуске при
исчислении выпуска, м;
Л4С — выпуск редуцированных и сварных труб, тыс. м.
м =	мс = 9.<!«.(1оо.-.у)-
р 100-р	100-рс
рр; — средний погонный вес редуцированных и сварных
труб, кг!м.
Решая совместно уравнения (3) и (4), получаем уравне-
ние связи выпуска редуцированных труб в процентах от об-
щего выпуска при исчислении выпуска в метрах и в тоннах:
У'Р?
у ---------------------
X /
Р-------- (п р )
С 100 С У,.
(5)
После подстановки (5) в (2) и простых преобразований
получим уравнение зависимости расходов по переделу реду-
цированных труб от объема этих труб в общем выпуске при
метрическом исчислении.
G: г~ Сс С'пер.р + Спост. Р “^а3*---------------- -р 1 (	(6)
<2баз \ Рр *	/
Далее рассмотрим такую установку, которая по всем па-
раметрам аналогична первой, но в ней отсутствует редукци-
онный стан и все размеры труб производятся на сварочном
стане.
Если известна стоимость передела на сварочном стане при
базовом выпуске, то при любом другом выпуске
Сс i ~ Снер.с 4“ £пост. с ^ба3 •	(7)
Чх
Выпуск Qx зависит от соотношения в нем труб малого и
большого размеров.
Под понятием «трубы малого размера» имеются в виду
те трубы, которые при наличии редукционного стана изготав-
ливались бы на нем, а «трубы большого размера» это те тру-
бы, которые, даже если есть редукционный стан, производятся
на сварочном стане.
п М-х М (100 -- х)	/сх
Q =--------р ------L-------L р6	(8)
100	100
М — метраж труб, который может быть получен на
сварочном стане, тыс. м.
и Рб —средний погонный вес труб малого и большого
размеров
Рм. — Рр\ Рб — Рс
313
После подстановки значения Qx в уравнение (7) и преоб-
разований получим уравнение для расходов по переделу на
сварочном стане в зависимости от процента выпуска на нем
труб малого размера при метрическом исчислении выпуска и
калькуляции
Фбаз
пост, с
С I
(9)
100
исчисления выпуска и калькуляции;
Для случая весового
воспользовавшись уравнением (5), можно записать
С I — Vynep.c
пост, с
Фбаз Рр юо (Рс Рр)
М-рс-р?
Формулы (9) и (10) могут быть упрощены, если
М'рс == О.$лз
. (10)
принять
пер. с
пост, с
(9а)
С I
100
Рс
пер. с
пост, с
У / Рс
100 ( Рр
(Юа)
расходы
Из формул (2) и (10а) находим значение у, когда
по переделу в обоих рассматриваемых вариантах совпадают.
г
пер. р
пер. р
г* I Рс
ПОСТ, с ’ '-'ПОСТ.р |
\р„
(?баз. р
с Z
пост, с
(11)
Из уравнений (5) и (11) находим значение х, когда рас-
ходы по переделу в обоих рассматриваемых вариантах совпа-
дают:
У
100
где у — определяется из формулы (11).
С помощью полученных формул рассмотрим, как изменит-
ся стоимость передела редуцированных труб при их различ-
ном удельном весе в общем выпуске для агрегата 20-114 за-
вода «Трубосталь», приняв за базу работу агрегата в 1 по
ловине 1966 г.
314
Фактический выпуск труб на агрегате в 1 половине 1966 г.
приведен в табл. 1, а калькуляция расходов по переделу — в
табл. 2.
Таблица 1
Вид труб	Размеры готовой трубы, мм	Выпуск, т	% к итогу	Выпуск, тыс. м	% к итогу	Вытяжка
Сварные	114X4	10524	32.1	972	8,4	
То же	89X4	3514	10,7	429	3,7	——
Редуциро-						
ванные	42,3X3,2	2493	7,5	335	7,2	2,7
То же	33,5x3,2	6423	19,6	2806	24,2	3,5
•	26,2x2,8	6615	20,2	4016	34,7	5,1
	21,Х2,8	3243	9,9	2517	21,8	6,6
Итого:		32812	100	11575	100	
в том числе						
сварных		14038	42,7	1401		
редуциро-					12,1	«—
ванных		18774	57,3	10174	87,9	——
Табл и ца 2
Расходы по переделу 1 т готовых труб
Статья расхода	Редукционный стан, Ср	Сварочный стан, Сс
Электроэнергия	9-87	;	1-42
Вода	0—04	0-31
Воздух	0—04	0-32
Зарплата основная	1-92	1-41
Сменное оборудование	0-22	1-39
Текущий ремонт	0-43	2-85
Работа транспорта	0-09	0-63
Амортизация	1-28	1—58
Дополнительная зарплата	0-29	0-23
Прочие цеховые расходы	0-14	1-82
Общезаводские расходы	0—41	2-78
Итого:	14-73	14-74
Распределение расходов по переделу на условно-постоянные
и условно-переменные производим на основании данных Спи-
ваковского Л. И. L Результаты распределения приведены в
табл. 3.
1 Спиваковский Л. И. и др. Экономика трубной промышленности в
СССР. Изд-во «Металлургия», М., 1967.
315
Таблица 3
Распределение расходов по переделу, py6jm			
Расходы по переделу		Сварочный стан	Редукционный
Сс и б*р		14-74	14-73
с '-’пер. с	и ^пер. р	5—93	11—80
с '-'пост, с	и ^пост.р.	8—81	2—93
Средние веса погонных метров сварных и редуцированных
труб в рассматриваемом периоде составляют (в кг/м)'.
Рс = 10,02;
Рр = 1,85.
На основании формул (2) и (6) определяем зависимость
стоимости передела редуцированных труб от процента их вы-
пуска при весовом и метрическом исчислениях выпуска.
Пользуясь формулами (9а) и 10а), определяем зависи-
мость стоимости передела сварных труб в случае, когда все
размеры труб выпускаются на сварочном стане. Результаты
Рис. 1. Зависимость расходов по пе-
ределу от соотношения размеров
труб в общем выпуске:
------ — установка с редукционным
станом;-------------установка без
редукционного стана; а — при исчис-
лении выпуска, т; б — при исчисле-
нии выпуска, м
всех расчетов приведены на
рис. 1.
Точку пересечения ли-
ний а определяем по фор-
муле (11):
У-40,8 %.
Фактически на агрегате
было выпущено 57,3% ре-
дуцированных труб при ве-
совом исчислении*
Точку пересечения ли-
ний б определяем по фор-
муле (12):
Фактически на агрегате
было выпущено 87,9% ре-
дуцированных труб при ме-
трическом исчислении.
Из рис. 1 видно, что ес-
ли бы все трубы были из-
готовлены на сварочном
стане, стоимость передела составила бы 36,8 руб., т. е. на
7,3 руб. или на 24,5% выше фактической величины при по-
лучении их на редукционном стане.
316
В целом же для рассматриваемого агрегата при сущест-
вовавших в 1 половине 1966 г. сортаменте и стоимости пере-
дела, при весовом исчислении выпуска, в случае» когда трубы
малого размера составляют 41% и более общего выпуска,
стоимость передела при редуцировании этих труб ниже, чем
при их производстве на сварочном стане. При метрическом
исчислении выпуска редуцировать малые размеры труб вы-
годно, начиная с 79% их выпуска от общего объема.
Далее рассмотрим, как изменяется производительность ус-
тановки, где все размеры труб производят на сварочном ста-
не, по сравнению с установкой, в составе которой есть редук-
ционный стан и трубы малого размера производятся на нем
Q = Qc +	= мРр 	+ мРс •	(13)
После преобразований имеем
о = л [1_________Х— { 1_____— •	(И)
4 Чбаз [	юо \	а /1
При х — 0
max —
В этом случае производительность установки без редук-
ционного стана совпадает с производительностью установки,
где есть редукционный стан.
при х = 100 % Q = Qml„ = Q6a, 
г с
Вес выпускаемых труб падает во столько раз, во сколько
вес 1 пог. м труб большого диаметра (^с) больше веса 1 пог. м
труб малого размера (рр).
Для рассматриваемого случая производительность уста-
новки без редукционного стана в метрах принята постоянной
независимо от соотношения размеров труб в общем выпуске.
/И = -56а:! == Л!баз.
А
Для установки, имеющей в своем составе редукционный
стан, наоборот, производительность в тоннах остается неиз-
менной и равна <2баз, а производительность в метрах опре-
деляется по формуле:
Л4 Л^баз
100
(15)
317
Как видим, М изменяется от Algaз ПРИ * —О до
Л46а3- — при х —100%
Р?
Были выполнены расчеты производительности по форму-
лам (14) и (15) для условий работы агрегата 20-114 завода
„Трубосталь" в 1 половине 1966 г.
Рис. 2. Зависимость произво-
дительности установки от соот-
ношения размеров труб в об-
щем выпуске. Обозначения те
же, что и на рис. 1
Результаты расчетов приведе-
ны на рис. 2.
Как видно из графика, произ-
водительность агрегата, где все
размеры труб производят на сва-
рочном стане в тоннах и в мет-
рах, всегда ниже, чем на агре-
гате с редукционным станом. В
случае, когда все трубы имеют
малый размер, производитель-
ность в метрах падает в 5,41 ра-
за.
Если сохранить весовое со-
отношение в выпуске труб боль-
шого и малого размеров, имею-
щих место в 1 половине 1966 г.,
и все трубы производить на сва-
рочном стане, то производитель-
ность в метрах уменьшается в 3,5 раза, а в тоннах—в
1,87 раза.
Если же сохранить соотношение в выпуске при метричес-
ком исчислении, то производительность в метрах уменьшит-
ся в 4,87 раза, а в тоннах — в 3,5 раза.
Выводы
1.	Процесс непрерывного редуцирования электросварных
труб, разработанный ВНИИМЕТМАШем, находит все более
широкое применение в отечественной и зарубежной практике
трубного производства.
2.	Экономический эффект от непрерывного редуцирования
в сравнении со штучным для условий агрегата 20-114 завода
«Трубосталь» составляет свыше 400 тыс. руб. в год.
3.	Эффективность редуцирования электросварных труб
зависит от соотношения труб большого и малого размеров в
общем выпуске. С ростом выпуска труб малого размера сто-
имость передела снижается. При определенном соотношении
размеров труб стоимости передела в случае выпуска всех раз-
меров на трубоэлектросварочном стане и на агрегате, имею-
щем в своем составе редукционный стан, равны. Для рас-
318
смотренного случая это соотношение составляет 40,8% труб
малого размера и 59,2% труб большого размера.
4.	Загрузку агрегатов, имеющих в своем составе трубо-
электросварочный и редукционный станы, экономически це-
лесообразно производить трубами малых размеров.
5.	Применение редукционных станов за трубоэлектросва-
рочными резко повышает производительность агрегатов.
Инженеры АЛАДЬИН П. В. а ГАРЕТОВ-
СКАЯ М. И.
АГРЕГАТ ГОРЯЧЕГО ЦИНКОВАНИЯ ТРУБ
В последние годы, в связи с возросшим объемом строи-
тельства в народном хозяйстве страны, значительно увели-
чилась потребность в оцинкованных водогазопроводных тру-
бах.
Действующие на отечественных заводах старые установки
горячего цинкования труб не обеспечивали потребности в
оцинкованных трубах, так как имели низкую производитель-
ность (20—25 тыс. т в год на одну установку). В основу их
технологического процесса был заложен устаревший и неэко-
номичный «мокрый» способ цинкования, приводящий к увели-
ченному расходу цинка на I т выпускаемой продукции. Су-
щественным недостатком этих установок являлся низкий уро-
вень механизации (с использованием ручного труда).
В 1959 г. были начаты работы по созданию более совер-
шенных и производительных агрегатов горячего цинкования
труб. В 1964 г. на Таганрогском металлургическом (ТГМЗ)
и Челябинском трубопрокатном (ЧТПЗ) заводах и в 1968 г.
на Новосибирском металлургическом (НМЗ) заводе были пу-
щены в промышленную эксплуатацию новые высокопроизво-
дительные агрегаты цинкования труб, спроектированные с
участием ВНИИМЕТМАШа, Гипромеза и ЭЗТМ (рис. 1).
Оборудование агрегатов изготовлялось отечественными
заводами, в этом числе ЭЗТМ и УЗХМ (Уральский завод хи-
мического машиностроения). Ввод в действие новых агрега-
тов горячего цинкования водогазопроводных труб позволил:
1)	увеличить выпуск оцинкованных труб с 20—25 до 55—
70 тыс. т в год на один агрегат;
2)	снизить расход цинка на 1 т оцинкованных труб со
100—НО до 60—70 кг.
3)	улучшить качество покрытия, внешний вид продукции
при оптимальной толщине его слоя;
320
4)	улучшить условия труда обслуживающего персонала.
Годовая экономия только за счет снижения общезаводских
расходов составила около 250—300 тыс. руб.
Рис. 1. Агрегат горячего цинкования труб
В состав оборудования агрегатов горячего цинкования
труб, пущенных на Челябинском трубопрокатном, Таганрог-
ском металлургическом и Новосибирском металлургическом
заводах (рис. 2) входят следующие узлы и механизмы: комп-
лект ванн для химической подготовки поверхности труб перед
цинкованием, печь для сушки флюса и подогрева труб, цин-
ковальная машина с ванной цинкования и печью для ее обо-
грева, наклонный отводящий рольганг, роликовые и цепные
транспортеры для передвижения оцинкованных труб и ванна
пассивации.
В основу технологического процесса, применяемого на
этих агрегатах, заложен «сухой» способ цинкования, при ко-
тором флюсование труб осуществляется в отдельной ванне с
последующей сушкой и подогревом их в печи.
21 эш адоп	321
Горячему цинкованию подвергаются водогазопроводные
трубы размером 1/2—4", длиной до 8 м, с толщиной стен-
ки 2,75—6,16 мм.
Рис. 2. План расположения оборудования агрегата:
/ — ванны замочки и промывки; 2— ванны обезжиривания; 3 — ванны
травления (рабочие и резервные); 4 — механизм подъема и опускания па-
кета труб; 5 — ванны горячей промывки после травления; 6 — ванны под-
травливания и промывки после подтравливания; 7 — инспекционный стол,
8 — ванна флюсования; 9 —- стеллаж офлюсованных труб; 10 — шнековый
питатель; 11 — печь для сушки и нагрева офлюсованных труб; 12 — ма-
шина цинкования и ванна с печью; 13 — печь для предварительного плав^
ления цинка; 14 — наклонный отводящий рольганг; 15 — отводящий роль-
ганг; 16 — транспортер-холодильник; 17 — передаточная тележка; 18 —-
аварийная ванна для слива цинка
К агрегату цинкования трубы поступают после правки и
обработки концов (торцовка, снятие фасок), поэтому кроме
слоя окалины, образующейся в процессе изготовления (свар-
ки) труб, на их поверхности возможно наличие жировых за-
грязнений от механической обработки.
Для получения качественного покрытия цинком трубы,
поступающие к агрегату цинкования, проходят операции под-
готовки поверхности — удаление с поверхности труб жировых
и окисных загрязнений, затем химическую обработку паке-
тами весом 2,5—5 т в отдельных ваннах.
В технологическом процессе первой операцией подготовки
труб к покрытию является промывка (замочка) пакета труб
в горячей воде с температурой 80—90°. Эта операция пред-
назначена для подогрева труб, частичного удаления металли-
ческой пыли, стружки и рыхлой окалины.
Включение в технологический процесс указанной опера-
ции перед обезжириванием и травлением позволяет снизить
на 2—3% расход химикатов (тринатрийфосфата и серной ки-
слоты) .
После замочки трубы подвергаются химическому обезжи-
риванию в растворе тринатрийфосфата с добавкой эмульга-
тора ОП-7 или «Сопаль», «Прогресс». Температура раствора
поддерживается в пределах 60—80°. В процессе работы обез-
жиривающий раствор расходуется на эмульгирование жиров
322
и на унос поверхностью обрабатываемых труб. Расход рас-
твора компенсируется добавлением свежего, который пода-
ется из отделения приготовления через мерный бак.
Обезжиренные трубы промываются горячей водой для
удаления остатков обезжиривающего раствора и продуктов
разложения жиров.
Далее трубы подвергают травлению в 18—20 %-ном рас-
творе серной кислоты с добавкой ингибиторов (катапина,
«ЧМ» и В-1). Травление предназначено для удаления окали-
ны с поверхности труб и во многом предопределяет качество
оцинкованных труб. Температура травильного раствора в
зависимости от содержания в нем серной кислоты и серно-
кислого железа поддерживается в пределах 60—80°. Допу-
стимое наибольшее содержание сернокислого железа в рас-
творе не более 260 г на 1 л при минимальной концентрации
серной кислоты 40 г на 1 л. Отработанный до указанных кон-
центраций раствор поступает на регенерацию, которая осу-
ществляется в купоросных установках.
Для удаления остатков травильного раствора, солей сер-
нокислого железа и шлама трубы промываются в горячей и
холодной воде и подтравливаются.
Подтравливание осуществляется в 5 %-ом растворе соля-
ной кислоты в течение 6—10 мин при температуре помещения
18-20°.
Эта операция обеспечивает получение осветленной поверх-
ности труб, способствует наиболее тщательному удалению
сернокислых солей железа, из-за которых поверхность труб
смачивается флюсом не полностью, что затрудняет в дальней-
шем цинкование всей поверхности.
После подтравливания трубы промываются в холодной
воде и передаются на инспекционный стол для осмотра и
контроля качества химической обработки поверхности.
Годные трубы поступают на флюсование, а забракован-
ные возвращаются на повторное травление.
При флюсовании удаляются окислы и соли железа и на
поверхности труб образуется слой флюса, защищающий их от
окисления до входа в ванну цинкования.
Флюсование осуществляется в растворе, содержащем хло-
ристый цинк, хлористый аммоний с добавкой эмульгатора
ОП-7, который вводится в раствор для полного смачива-
ния поверхности труб. Температура флюса не выше 50°, а рН-
раствора должен быть не ниже 5. В ванне флюсования про-
исходит накопление солей железа. Поэтому флюс необходимо
периодически регенерировать.
Флюсованные трубы поступают в сушильную печь, где
подсушиваются и подогреваются при 200—250°. Из сушиль-
ной печи нагретые трубы подаются в ванну горячего цинко-
вания.
21*	323
Оцинкование труб производится в ванне с расплавленным
цинком при температуре 450—465° (в зависимости от разме-
ров труб). С целью замедления роста хрупкой промежуточной
фазы £, уменьшения толщины цинкового покрытия и преду-
преждения окисления поверхности расплава в ванну цинко-
вания добавляется алюминий в количестве до 0,2%.
Приведенный выше способ раздельного флюсования и
цинкования относится к «сухому» способу цинкования, кото-
рый в последнее время широко применяется в современных
агрегатах горячего цинкования полосы, труб и других изде-
лий.
Анализ баланса расхода цинка на вновь пущенных агре-
гатах горячего цинкования труб показывает, что экономия
цинка достигается не только за счет уменьшения до опти-
мальных значений толщины слоя цинкового покрытия на на-
ружной и внутренней поверхности труб, но и снижения рас-
хода цинка на реакцию с флюсом, а также на образование
гартцинка и угара.
Оцинкованные трубы охлаждаются на транспортере-хо-
лодильнике, контролируются и отгружаются на склад
(рис. 3).
Рис. 3. Транспортер-холодильник с оцинкованными трубами
Предусмотренная проектом операция поштучной пассива-
ции оцинкованных труб в потоке практически стала нецеле-
сообразной, так как значительная часть труб проходит после-
дующую правку. Пассивацию труб можно рекомендовать
только после правки.
324
На новом агрегате достигнута полная непрерывность про-
цесса горячего цинкования труб, комплексная механизация и
высокая степень автоматизации всего потока.
Горячее цинкование труб, в отличие от горячего цинко-
вания полосы, требует применения машин более сложной кон-
струкции. Это объясняется не только необходимостью прида-
ния трубам сложного движения, которое обеспечивает их на-
клонный вход и выход из ванны, но и при обусловленной
большой производительности необходимостью поточного и
поштучного перемещения труб через ванну с расплавленным
цинком при соблюдении необходимых режимов процесса по-
крытия.
В последние годы наибольшее распространение получили
машины цинкования шнекового типа, конструкция которых в
значительной степени отвечает вышеуказанным требованиям.
Работающая в составе действующих агрегатов горячего
цинкования труб ЧТПЗ, ТГМЗ и НМЗ машина цинкования *
(рис. 4) относится к машинам шнекового типа. Однако ее
конструкция принципиально отличается от известных машин
подобного типа. Основные ее отличия в том, что движение
труб в расплаве осуществляется только тремя рабочими ор-
ганами, находящимися в ванне: 2-мя шнеками с цилиндри-
ческими и коническими участками, установленными под раз-
ными углами к вертикальной плоскости и механизмом выда-
чи, состоящим из опорного ролика и прижимного бараба-
на.
Рис 4. Машина цинкования:
/ — передний шнек; 2 — прижимной барабан; 3 — опорный ролик; 4 — ван-
на цинкования; 5 — шнековый барабан; 6 — цепной укладыватель; 7 —
задний шнек
Трубы подаются в машину цинкования двумя цепными
укладывателями, которые, имея разный шаг между захват-
ками, позволяют загружать трубы в наклонном положении
на начальные витки шнеков. Погружение труб в ванну с рас-
плавленным цинком, перемещение их в нем происходит по
* Авт. свид-во № 199622 (Бюлл. изобр. № 15, 1967).
325
виткам шнеков, причем наклонный вход и погружение трубы
в расплав обеспечивается за счет установки шнеков под раз-
ными углами и разности шагов их витков.
При перемещении труб по шнекам, благодаря их взаим-
ному расположению и непрерывному вращению, происходит
плавное изменение наклона труб, в результате чего на кони-
ческих участках шнеков и опорном ролике трубы устанавли-
ваются под углом выгрузки и задаются под прижимной ба-
рабан механизма выдачи. Выход труб из расплавленного цин-
ка обеспечивается действием прижимного барабана, который
прижимает трубы к коническому участку переднего шнека и
опорного ролика. Дальнейший выход труб осуществляется z
помощью шнековых барабанов, магнитных роликов и отводя-
щего рольганга. Как видно из схемы (см. рис. 4) и описания,
машина цинкования обеспечивает непрерывное движение труб
в ванне цинкования с выходом потока труб из нее при ком-
бинированном продольном и поперечном движении каж-
дой трубы. Благодаря такому сложному движению на выходе
из ванны одновременно выдается до 10 шт. труб со скоростью
0,13—0,26 м]сек.
Такие низкие скорости выхода труб из ванны благоприят-
но влияют на формирование слоя покрытия, обеспечивая сте-
кание излишков цинка с наружной и внутренней поверхности
каждой трубы, а за счет одновременного выхода 10 шт. труб
достигается высокая производительность агрегатов.
При этом средняя толщина покрытия составляет 50—70 мк,
в то время как на старых установках толщина покрытия до-
стигает 100—120 мк.
В период пуско-наладочных работ было установлено, что
нечеткая работа механизма выдачи машины выводит из строя
некоторые другие узлы машины. Основной недостаток меха-
низма выдачи, выполненного по первоначальному проекту, со-
стоял в том, что в момент выхода трубы проскальзывали меж-
ду опорным роликом и прижимным барабаном, нарушая за-
данное движение потока труб, и тем самым вызывали заклини-
вание шнеков и механизма выдачи. Проскальзывание наблю-
далось на всех размерах труб и происходило по потоку хао-
тично. Причиной этого оказался неправильный выбор места
установки прижимного барабана (рис. 5) относительно опор-
ного ролика, который не обеспечивал передачу осевого дви-
жения трубам вследствие разности диаметров последних по
допуску (например, отклонения по диаметру для труб разме-
ром 2"—до 1,5 мм).
Для устранения этого недостатка барабан механизма вы-
дачи был установлен между опорным роликом и конической
частью переднего шнека. Такая реконструкция механизма
выдачи позволила компенсировать отклонения по диаметру
труб за счет их прогиба и обеспечила надежную работу ме-
326
Рис. 5. Схема механизма выдачи
труб (пунктиром показано положе-
ние барабана до реконструкции)
ханизма и всей машины в целом. В период работы агрегаты
были оборудованы обогреваемыми аварийными ваннами для
слива цинка на случай выхода
из строя основной ванны цин-
кования.
При выходе из строя ван-
ны цинк перекачивался в ава-
рийную ванну и находился в
ней в жидком состоянии до
окончания ремонта основной
ванны, а затем вновь перели-
вался в нее. Таким образом,
поскольку исключалось время
на предварительный разогрев
цинка в основной ванне (2—
3 суток), сокращалось время
простоев агрегатов при ремонте ванны и печи.
Механизация выгрузки гартцинка с помощью грейфера
также позволила сократить простои агрегатов.
В настоящее время ЧТПЗ, ТГМЗ и НМЗ накоплен опре-
деленный опыт эксплуатации новых машин, который позволя-
ет судить о том, что машины подобного типа надежны и най-
дут широкое применение в производстве оцинкованных труб.
В сравнении с известными типами данная машина имеет
следующие преимущества:
1)	высокую производительность (от 11 до 22 труб в ми-
нуту) ;
2)	высокую степень механизации всех операций процесса
цинкования труб;
3)	повышенную надежность, небольшие размеры и вес;
4)	значительно улучшает условия труда обслуживающего
персонала.
Перечисленные преимущества машины, а также ее успеш-
ная работа в составе агрегатов цинкования на ЧТПЗ, ТГМЗ
и НМЗ говорят о том, что машина соответствует уровню луч-
ших зарубежных достижений в этой области.
Следует отметить, что пуск агрегата горячего цинкования
труб на Новосибирском металлургическом заводе был осуще-
ствлен с учетом опыта эксплуатации агрегатов на ЧТПЗ и
ТГМЗ.
Отличительная особенность этого агрегата состоит в том,
что на участке отводящий рольганг — холодильник трубы пе-
редаются на транспортер-холодильник, минуя транспортиру-
ющие ролики. Такая передача труб с отводящего рольганга
непосредственно на транспортер-холодильник обеспечивает
экономию производственных площадей и улучшает условия
транспортировки труб в выходной части агрегата, что позво-
327
лило выделить операцию пассивации в отдельный поток. На
агрегате можно цинковать трубы размером от 1/2 до 4".
ВНИИМЕТМАШем, ЭЗТМ, УЗХМ и Уралгипромезом
спроектированы также два агрегата горячего цинкования
труб размером 2,5—6" для Северского трубного завода. В аг-
регатах предусмотрена полная механизация и автоматизация
не только операции цинкования труб, но и химической под-
готовки, включая травление. Такие полностью автоматизиро-
ванные и механизированные агрегаты позволяют не только
увеличить производительность, но и значительно улучшить
условия труда обслуживающего персонала в травильно-оцин-
ковочных отделениях трубных цехов. В настоящее время эти
агрегаты начали работать.
В последние годы во ВНИИМЕТМАШе были продолжены
работы по созданию более совершенного высокопроизводи-
тельного оборудования для цинкования труб.
Разработан технический проект агрегата горячего цинко-
вания труб для Кремиковского металлургического комбина-
та в НРБ с более совершенной конструкцией машины цинко-
вания, которая была изготовлена и прошла заводские стендо-
вые испытания.
В этой машине дисковые дозаторы заменены цепными ук-
ладывателями, позволяющими осуществить наклонную задачу
труб на начальные витки шнеков за счет разности скоростей
каждой цепи, а в механизме выдачи вместо гладкого цилин-
дрического опарного ролика установлен винтовой конический
ролик, обеспечивающий стабильное перемещение и выдачу
труб из машины цинкования. Улучшена конструкция других
узлов и механизмов, уменьшен их вес, а также выполнен
групповой привод машины цинкования, отводящего рольган-
га и транспортера подачи труб, создающий полную синхро-
низацию рабочих органов.
В дальнейшем ВНИИМЕТМАШем будут продолжены ра-
боты по повышению технического уровня, надежности и дол-
говечности цинковальных машин и агрегатов, повышению их
эксплуатационно-технических показателей.
СПЕЦИАЛИЗИРО-
ВАННЫЕ
ПРЕССЫ
Д-ра техн, наук РОЗАНОВ Б. В., КИСЕ-
ЛЕВ Н. Н. и МОРОЗОВ Б. А., канд. техн, наук
ЛИНЦ В. П.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС УСИЛИЕМ 75000 т ДЛЯ
ШТАМПОВКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Пресс усилием 75000 т (рис. 1) имеет ход подвижной по-
перечины 2000 мм и размеры стола 16000X3500 мм. Для при-
вода пресса используется насосно-аккумуляторная станция с
двумя давлениями — 200 и 320 кг!см2, что в сочетании с воз-
можностью получения нескольких ступеней усилия обеспечи-
вает экономичность привода и наиболее благоприятные ус-
ловия эксплуатации гидроаппаратуры.
На прессе получены штампованные поковки с площадью
проекции до 3,5 м2. Размеры штамповок достигали по длине
6000 мм и по высоте 1500 мм.
Характерной особенностью пресса является выполнение
его станины и остальных деталей сварными из толстолисто-
вого проката и поковок, поскольку применение обычной схе-
мы (кованые колонны и цилиндры, литые поперечины) в дан-
ном случае оказалось невозможным. Для стоек и ригелей
рам, нижней и верхней поперечин использовались катаные
329
плиты толщиной до 300 мм (рис. 2). Рабочие цилиндры так-
же выполнялись сварнокованными с опорой на дно, что наи-
более целесообразно для обеспечения их прочности и техно-
логичности изготовления.
Рис. 1. Штамповочный гидравлический пресс усилием 75000 т
Вес пластинчатых деталей, изготовленных из проката, со-
ставляет 65% от общего веса пресса. Вес же литых деталей
не превышает 7%.
Станина пресса состоит из четырех рамных секций. Каж-
дая секция смонтирована из катаных плит. Ригель рамы со-
стоит из семи пластин толщиной по 180 мм, а стойка (верти-
кальная часть рамы) — из шести плит толщиной по 200 мм.
Плиты ригелей и стоек стянуты шпильками диаметром
200 мм. Секции рам связаны внизу неподвижной поперечи-
ной, а вверху мощными балками и подушками направляю-
щих, расположенными на различных уровнях по высоте. Что-
бы обеспечить равномерное нагружение четырех рам, стола
330
и подвижной поперечины, имеющих большую площадь, пресс
выполнен двенадцатицилиндровым.
Рис. 2. Одна из плит стойки пресса
Подвижная поперечина и основание пресса также выпол-
нены из катаных плит толщиной 200—250 мм каждая, стяну-
тых шпильками диаметром 250 мм.
Для направления поперечины во время холостых ходов,
а также для восприятия возникающих при штамповке гори-
зонтальных усилий предусмотрены четыре круглые колонны,
жестко соединенные с подвижной поперечиной и скользящие
в опорах, которые одновременно являются связями рам. Кон-
струкция пресса опирается на фундамент через четыре сфе-
рические подушки, установленные под крайними рамами, и
четыре гидравлических домкрата, — под средними рамами.
Домкраты предназначены для уменьшения прогиба непод-
вижной поперечины и демпфирования ее колебаний при раз-
грузке пресса.
Пресс оборудован выталкивателями в верхнем и нижнем
подштамповых блоках, а также комплексом механизации,
предусматривающим подачу заготовок к прессу, укладку их в
штамп и удаление после штамповки.
331
Наиболее сложными для расчетов являются многоэлемен-
тная станина пресса, подвижная и неподвижная поперечины.
Напряжения и деформации станины пресса определяются
характером нагружения. В соответствии с этим были проведе-
ны расчеты для центральной и эксцентричной нагрузок с уче-
том влияния трения в шаровых опорах пестов плунжеров ра-
бочих цилиндров и зазоров в направляющих.
Расчет рам станины в поперечной (по фронту) плоско-
сти пресса производился общепринятыми методами ра-
счета четырехсторонних прямоугольных рам. Сложность
заключалась в многообразии нагружения и оценке всех дей-
ствующих факторов (эксцентричность нагружения, учет зазо-
ров, расчет узлов завязки поперечных и продольных пластин
и др.).
Более сложную задачу представляли расчеты рам пресса
в продольном направлении, с учетом различных факторов при
центральном и эксцентричном нагружениях пресса. Четыре
рамы (рис. 3), соединенные между собой различными по же-
сткости связями, образуют многоярусную (по высоте) и трех-
рамную (по длине) систему. При этом стойки представляют
Рис. 3. Конструкция станины пресса
332
собой конструкцию, состоящую из шести плит, стянутых через
определенный интервал мощными тарированными стяжками.
Жесткость стоек с точки зрения передачи ими изгибающих
моментов зависит от погонной жесткости составляющих эле-
ментов, т. е. длины свободно деформируемых (изгибаемых)
участков пластин. Эта особенность стоек учитывалась коэф-
фициентом жесткости
1
где
/0» А — моменты инерции соответственно: сечения всей
стойки и одной пластины (минимальный);
at—свободные пролеты стойки (за вычетом участ-
ков скрепления рам между собой стяжками);
I — участок стойки между связями, образующими
раму;
/7 = 6 —число пластин в стойке.
Указанный коэффициент, в свою очередь, использовался
для определения коэффициентов угловой жесткости участков
рам пресса в продольном направлении узла а рамы
А ^0
ka~ y^“I3s+1 + 12 е’ОТа&(1+твбЯ>
узла b рамы
EI
*i = -T=s-(3 е—14-6е (mal)+mba+2mab-mba)],
1аЬ
где отвб=-^-;	= -&- lab =Tab+(cab+cb)\,
lab — длина всего деформируемого прогона стойки;
lab — длина прогона за вычетом скрепленных участков
длиной саЬ и саЬ.
Коэффициенты угловой жесткости входят в уравнения мо-
ментов и перерезывающих сил для прогона каждой состав-
ляющей рамы многоярусной схемы
Mab	kb’n—^a + kb)
z-v l^ah ba	i
4ab — —~------------перерезывающая сила на участке ab.
lab
За неизвестные принимались углы поворота узлов
рамы и углы ф/ перекоса ее стержней. Это позволило сос-
тавлять и решать систему канонических уравнений от единич-
ных нагружений стержней изгибающими моментами и пере-
резывающими силами и определить эти моменты и силы.
Определение перерезывающих сил, действующих в систе-
ме рам, позволило конструктивно решить вопрос обеспечения
совместной работы пластин с помощью рифления. Сдвигаю-
щее усилие, действующее на рифление, определялось из урав-
нения:
г=Ае(Н,
* I
где Д- — момент инерции сечения пакета;
Q — перерезывающая сила;
Si — статический момент сечения пакета;
lt — пролет действия перерезывающей силы;
Расчетом были подобраны жесткость и обеспечивающие
достаточную прочность размеры продольных связей рам.
Каждую из составных (подвижную и неподвижную) попере-
чин пресса при расчетах, проведенных в процессе проектирова-
ния, рассматривали как анизотропную плиту, не работающую
на кручение. Дифференциальное уравнение деформации такой
плиты с учетом переменности моментов инерции в продоль-
ном направлении получено из дифференциального уравнения
равновесия моментов и сил и имеет следующий вид:
.	dlW	, Q dlx	d3W	.дЧх д2Г . z дЧГ	(
лд -г4	~ дх	д х3 д х2 дх2 ' 'V ду*	г
L 9 д !У д3Ж |_ дЧУ д2 W - __
ду ду3 П д у2 д у2 Е
Уравнение решалось методом сеток (за неизвестные прини-
мались значения прогибов в узлах сетки). По найденным
деформациям находили моменты в пролетах. Указанные рас-
четы проводились без учета таких факторов как контактное
сжатие элементов, затяжка шпилек, трение соприкасающихся
поверхностей и требовали уточнения. Поэтому для изучения
напряженно-деформированного состояния отдельных узлов в
деталей, определения их несущей способности при цикличес-
ких нагрузках и изыскания оптимальной формы широко ис-
пользовались модели. Была разработана оригинальная мето-
дика построения и испытания локальных моделей, суть кото-
рой сводится к следующему:
1)	выборочно воспроизводят факторы, определяющие ра-
ботоспособность изучаемого узла, в зависимости от их соче-
тания с основным фактором — уровнем и характером напря-
женности;
2)	преимущественно используют комплекс упрощенных
моделей вместо одной универсальной;
334
3)	модели специализируют по отдельным узлам, деталям,
элементам детали, нагрузкам, а также технологическим и дру-
гим факторам;
4)	применяют измененные (по сравнению с натурой) схе-
мы нагружения модели при условии сохранения полного по-
добия по основному фактору, определяющему работоспособ-
ность изучаемого объекта, и приближенного подобия по вто-
ростепенным факторам.
Одновременно были разработаны критерии, позволяющие
перенести результаты испытания моделей на натурную кон-
струкцию: критерии учитывают разницу технологии изготов-
ления модели и натуры, различия пределов выносливости,
влияние градиента напряжений, микрорельефа поверхност-
ного слоя и т. д.
Однако такие факторы, как различие в силах трения,
влияния контактной коррозии, в погрешности изготовления, в
частотах нагружения и т. д., хотя и приближенно учитыва-
ются специальными критериями, все же нуждаются в уточне-
нии. Кроме того, в локальной модели не всегда можно вос-
произвести концентраторы, иногда существенно меняющие
картину нагружения. Поэтому, наряду с исследованиями ло-
кальных моделей, были проведены также эксперименты на
универсальных моделях и натурном прессе.
Исследованию на моделях подвергались главным обра-
зом три основных узла пресса: рамная секция, подвижная
поперечина и подштамповый блок.
Исследования [1] выявили значительную неравномерность
распределения напряжений в ригеле: в средних пластинах на
30% больше, чем в крайних. Коэффициент запаса прочности
на основании поляризационно-оптических и тензометрических
исследований для базы циклического нагружения максималь-
ным усилием в 107 составляет 1,15. Опасное сечение ригеля
расположено в зоне соединения со стойкой (растянутая вы-
кружка) под углом 25—30° к вертикали. Вследствие изгиба
пластин, связи, близкие к центру ригеля, оказались более на-
груженными.
Поскольку слабым звеном являлись пластины» было реко-
мендовано изменить жесткость связей так, чтобы достичь бо-
лее равномерного распределения напряжений в пластинах.
В результате испытаний при циклических нагрузках пред-
ложено угловое соединение ригеля со стойкой, в котором ис-
пользовались разрезные клиновые штифты. В сборе они об-
разуют цилиндры, диаметры которых могут меняться благо-
даря клиновым поверхностям, создавая необходимый натяг.
Посадка штифтов ходовая для предупреждения растягиваю-
щих напряжений в крайних точках выточки при контактиро-
вании с ними валиков в первый момент нагружения. Во из-
бежание контактной коррозии пластин введены дополнитель-
335
ные выкружки, устраняющие контакт в наиболее напряжен-
ных местах. Эти мероприятия повысили работоспособность
углового соединения до 3—4 млн. циклов при коэффициенте
перегрузки 1,2—1,3.
Распределение напряжений в поперечинах изучили на мо-
дели из оргстекла [1], повторяющей натурную конструкцию в
масштабе 1:37. Испытания при циклических пульсирующих
нагрузках, а также контрольные исследования для сопостав-
ления с данными, полученными на модели из оргстекла, про-
водили на серии стальных моделей. На специальных моделях
изучали влияние затяжки связей на элементы конструкции, а
также контактные давления между продольными и попереч-
ными плитами поперечины.
В результате экспериментального исследования, например,
моделей поперечин пресса, Софроновым Е. И. была установ-
лена возможность учета ряда факторов (сжатие, трение), зна-
чительно уточняющих расчет сборных траверс [2].
Раскрытие статической неопределимости перекрестных
балок производили методом сравнения деформации в их уз-
лах. За неизвестные принимались силы, действующие в узлах
системы перекрестных балок. Перемещения точек приложения
этих статически неопределимых усилий выражают через на-
грузку балки и опорные реакции. Далее те же неизвестные
усилия прикладывают к опорной конструкции в обратном на-
правлении, выражая через них перемещения точек опоры. За-
тем приравнивают друг к другу перемещения соответствующих
точек балок и опоры и получают столько уравнений, сколько
нужно для раскрытия статической неопределимости. Переме-
щения контурных точек балок не равны перемещению упру-
гой линии, так как балки надавливают друг на друга и про-
исходит упругое смятие их поверхности. Это обстоятельство,
как и наличие сил трения (вертикальных и горизонтальных)
в местах контакта балок, учитывалось при составлении сис-
темы уравнений.
Неизвестные определяют из условия равенства сумм про-
гибов балок в узловых точках:
WЬъ +	~ \а ~ Wa3 + А Ьза “Г А ~ Ф
^2 -г	4*	A -F д h&2	0;
Wb3 + W3b	-	Г1б — U763 —	A h36 - А Лб3 -	0;
Wbt + W,b	-	Г1б - №б3 -	Д hi6	0,
где Wik и Д htk — соответственно	прогиб и упругое сжатие
балки i в месте пересечения ее с балкой к.
С целью получения данных об усталостной прочности ста-
лей в отделе прочности ЦНИИТМАШа, руководимом Куд-
рявцевым И. В., впервые в мировой технике были созданы
336
мощные испытательные установки для нагружения образцов
с сечениями 0200 и 300X300 мм.
В связи с применением рифления для предотвращения
сдвигов пластин в пакете относительно друг друга были про-
ведены испытания моделей таких соединений, а также про-
верка упрочнения наклепом.
Для проверки прочности конструкции пресса на НКМЗ
были изготовлены в масштабе 1:5 сначала одна рама пресса с
блоком нагружающих цилиндров, а затем и металлическая
модель пресса в целом (масштаб 1:5), развивающая усилие
3000 т (рис. 4).
Таким образом, до окончания изготовления пресса было
проведено большое количество исследований, позволивших
оценить правильность принятых конструктивных решений и
выполненных расчетов, а также внести в конструкцию дета-
лей необходимые коррективы.
Проведенные исследовательские работы в области гидро-
систем прессов и прочности цилиндров позволили принять
для привода пресса безмультипликаторную гидравлическую
систему с двумя давлениями аккумулятора, с требуемой точ-
ностью рассчитать скорости движения подвижных частей
пресса и устранить возможность появления гидроударов в
трубопроводах (см. [3]).
В процессе пуска и освоения пресса на нем были прове-
дены исследовательские работы по изучению напряжений и
деформаций, причем их результаты были сопоставлены с дан-
ными исследований на моделях. При центральном и эксцент-
ричных нагружениях замерялись напряжения в стойках рам,
ригелях, угловых соединениях, продольных связях, в том чи-
сле в направляющих подвижной поперечины, в неподвижной
поперечине и т. д.
Наибольшая доля погрешности размеров и формы штам-
пуемых на прессе деталей определяется деформациями инст-
румента, а также особенностями принятой технологии, вклю-
чая выбор заготовки, поддержание во время штамповки нуж-
ного температурного режима и т. д.
Погрешности, зависящие непосредственно от пресса и воз-
никающие обычно вследствие перекоса подвижных частей при
эксцентричном нагружении и изгибе подвижной поперечины
и основания (стола), в данной конструкции сведены к мини-
муму.
Для устранения последствий эксцентричного нагружения,
включая появляющуюся разнотолщинность (клиновидность)
изделия, а также дополнительное нагружение станины прес-
са моментами от эксцентриситета, пресс был оборудован спе-
циальной системой ограничения перекоса подвижной попе-
речины. В основу системы положено дросселирование и сброс
Давления жидкости на входе в угловые рабочие цилиндры.
22 Зак. ЗДПС	337
Возмущающим воздействием служит регулируемый пара-
метр, т. е. перекос подвижной поперечины. Эксперименталь-
ный и теоретический анализ системы показал [4] ее большую
эффективность. Точность регулирования оценивалась переко-
сом не более 0,13 мм/м при установочном эксцентриситете
400 мм по продольной оси, а напряженное состояние рам
пресса не отличалось от такового при центральном нагруже-
нии.
Рис. 4. Действующая модель пресса в 1/5 нату-
ральной величины
338
Клиновидность поковок, полученных на прессе, характе-
ризуется на примере одной из несимметричных в плане дета-
лей— панели с продольным и поперечным оребрением
(рис. 5) следующими усредненными цифрами: в продольном
Рис. 5. Панель с продольным и поперечным оребрениями
направлении — 0,6 мм/м, а в поперечном — 0,54 mmJm. Сле-
дует отметить, что эти цифры включают клиновидность не
только из-за перекоса подвижных частей, но и из-за неравно-
мерности упругого смятия штампа вследствие асимметрично-
сти детали.
Вместе с тем, как показывают зависимости (см. рис. 6
[5]), построенные по данным измерений толщины ряда изде-
лий типа панелей с учетом фактических условий нагружения,
погрешность толщины поковки, возникающая из-за изгиба
поперечин (ДАИ в % суммы погрешностей от изгиба попере-
чин и упругого смятия инструмента) имеет некоторое
значение лишь при удельных усилиях в штампе по-
рядка 30 кг/лтм2. Увеличение удельных усилий, что состав-
ляет тенденцию современной технологии объемной штампов-
ки крупногабаритных изделий, приводит к все большему ро-
сту отклонений, вызываемых упругим смятием, и уменьшению
влияния изгиба (усилие пресса остается прежним).
22	339
На прессе усилием 75000 т была проверена возможность
компенсации упругих деформаций, являющихся причиной не-
точности изделия, путем корректировки (профилирования)
Рис. 6. Ориентировочные зависи-
мости характеризующие влияние
изгиба поперечины пресса на точ-
ность штампуемых деталей
штампа, основанной на расче-
те его деформаций. Изготов-
ление и эксплуатация несколь-
ких откорректированных та-
ким образом штампов для де-
талей с размерами в плане до
3200X750 мм позволило полу-
чить изделия разнотолщиннос-
тью не более 2,5 мм, причем
изделия некоторых типоразме-
ров имели еще меньшую раз-
нотолщинность (1 — 1,5 мм).
Одновременно было установ-
лено, что правильный подбор
режима нагружения по его
продолжительности гарантиру-
ет достаточную стойкость про-
филя штампа, по крайней ме-
ре, в пределах того количест-
ва деталей одного типоразме-
ра, которое производят на
прессе.
Изготовление пресса усили-
ем 75000 tn в большой мере
способствовало дальнейшему
развитию технологии тяжелого
машиностроения. Несмотря на уникальность конструкции
пресса, для его изготовления не. потребовалось ввода новых
производственных мощностей, а удельная себестоимость 1 т
пресса оказалась значительно ниже, чем у прессов обычной
колонной конструкции.
Решающее значение в снижении трудозатрат по изготов-
лению пресса 75000 т сыграло широкое применение деталей,
сваренных электрошлаковым способом и, в первую очередь,
деталей рам и поперечин. При размерах деталей, превышаю-
щих 30 м, благодаря их сварке из проката, припуски на об-
работку составляли всего 10—15 мм, а трудоемкость 8 —
—10 ст.-ч!т. Применена электрошлаковая сварка и для из-
готовления рабочих и подъемных цилиндров (приварка
днищ), что позволило с минимальными припусками ковать
заготовку на оправке в виде трубы.
Для механообработки деталей с размерами свыше 30 м
были сооружены специализированные стенды, собранные из
типового оборудования. Применение шабрящего фрезерова-
ния обеспечило не только повышенную скорость обработки.
340
но и точность при чистоте 7-го класса. Для расточки углового
соединения рам в сборе на НКМЗ были спроектированы и из-
готовлены расточные переносные головки. Для обработки
элементов подштамповых блоков были изготовлены много-
резцовые фрезерные головки 0 2200 мм высокой производи
тельности. Шаровые поверхности опор пресса и пестов ци-
линдров больших габаритов обрабатывались способом «секу-
щих плоскостей», обеспечившим высокую точность и хорошее
сопряжение шаровых поверхностей.
Швы сварных деталей подвергались местной электротер-
мической обработке агрегатами, созданными ЦНИИТМА-
Шем.
Получение больших поверхностей рифления пластин и на-
кладок было обеспечено специальными агрегатами, спроекти-
рованными и изготовленными НКМЗ и ЦНИИТМАШем.
Многоэлементная конструкция пресса, состоящая из боль-
шого количества ответственных, уникальных деталей, требова-
ла надежного их исполнения, что контролировалось ультра-
звуковыми установками.
Благодаря применению разработанных методов проверки
деталей по эталонам и поузловой контрольной сборки рам,
поперечин, подштамповых блоков, цилиндров монтаж прессов
не вызывал затруднений.
Создание прессов усилием 75000 т с широким привлече-
нием научных и инженерных сил способствовало развитию
науки в области исследований, проектирования и технологии
производства в тяжелом машиностроении, внедрению пере-
довых технологических процессов, показавших огромные воз-
можности отечественной промышленности по изготовлению
на существующих мощностях уникальных машин.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Морозов Б. А. Моделирование и прочность металлургических ма-
шин. Машгиз, 1963.
2.	Софронов Е. И. Исследование и расчет траверс мощных прессов.
ЦБНТИ, 1959.
3,	Розанов Б. В и Линц В. П. Гидродинамика и система управления
мощных штамповочных прессов. Кузнечно-штамповочное производство,
№ 11, 1961.
4.	Розанов Б. В. и Линц В. П. Автоматическое устранение перекоса
траверсы в гидравлических штамповочных прессах. Кузнечно-штамповоч-
ное производство, № 6, 1961.
5.	Линц В. П. и Узенев Е. К. Пути повышения точности штамповки
на мощных гидравлических прессах. Технология легких сплавов, № 5.
1966.
6.	Розанов Б. В. и Линц В. П. Использование мощных штамповочных
гидравлических прессов для штамповки изделий из легких сплавов. Куз-
нечно-штамповочное производство, № 11, 1967.
язяовв
ВЕЗ
Д-р техн, наук РОЗАНОВ, канд. техн,
нарк ГОЛЬМАН Л. Д. и инж. ПОН Г ИЛЬ-
СКИН Н. Ф.
МОЩНЫЕ МАЛОГАБАРИТНЫЕ
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ
ПРЕССЫ
Процессы обработки материалов давлением за последние
годы находят все более широкое распространение в самых
различных областях техники.
Широкое распространение этих методов объясняется тем,
что наряду с возможностью получения точных деталей слож-
ных форм из самых различных материалов с минимальны-
ми потерями материала в стружку, обработка давлением поз-
воляет улучшать механические свойства материала.
В ряде случаев обработка материалов давлением приво-
дит к коренным изменениям свойств, позволяющим осущест-
влять искусственное синтезирование материалов таких как
алмаз, баразон и др.
Широкое внедрение методов пластического деформирова-
ния требует создания мощного специализированного оборудо-
вания и, прежде всего, гидравлических прессов больших уси-
лий. Последнее объясняется принципиальными особенностя-
ми и преимуществами гидравлических прессов, основными из
которых являются: статическое приложение нагрузки, замы-
кание усилия в станине пресса, широкие возможности в полу-
чении больших усилий и больших рабочих ходов, высокий
к.п.д.
Необходимость создания мощных гидравлических прессов
диктуется следующими обстоятельствами:
1.	Непрерывно возрастает применение новых металлов и
сплавов, обладающих повышенными механическими свойст-
вами и, в ряде случаев, пониженной пластичностью. К таким
материалам относятся жаропрочные сплавы, титановые спла-
вы, тугоплавкие металлы и сплавы на основе вольфрама, мо-
342
либдена, бериллиевоалюминиевые композитные материалы и
т. д. Обработка этих материалов давлением связана с резким
увеличением средних удельных давлений на инструменте
вследствие повышенной их прочности при температуре обра-
ботки, а также из-за необходимости использовать иные, бо-
лее сложные схемы деформации, характеризующиеся наличи-
ем высокого объемного напряжения сжатия.
2.	Непрерывно возрастают требования к точности изделий,
полученных обработкой давлением, вплоть до отказа от по-
следующей механообработки, что приводит к необходимости
формовать тонкие и высокие ребра в сочетании с тонким,
большой площади, полотном. Указанное приводит к резкому
возрастанию средних удельных давлений в инструменте.
3.	Разработаны и осваиваются принципиально новые тех-
нологические процессы, требующие значительно более высо-
ких удельных давлений и суммарных усилий; гидростатичес-
кое спрессовывание порошковых материалов, гидростатичес-
кое прессование материалов (гидроэкструзия), газостатиче-
ское прессование, синтез новых материалов.
Удельные давления, используемые в некоторых технологических процессах
Удельные давления на
заготовке, кг/лиР
Штамповка алюминиевых сплавов	30—50
Прессование прутков и труб из алюминиевых
сплавов	50—70
Гидростатическое спрессовывание порошковых
материалов	50—100
Прессование тонкостенных труб из трудноде-
формируемых алюминиевых сплавов	70—120
Прессование стальных профилей и труб	70—140
Штамповка труднодеформируемых материалов	100—140
Холодное прессование алюминиевых сплавов	120—150
Гидростатическое прессование труднодеформируе-
мых материалов	*	150—250
Синтез сверхтвердых материалов	500—900
Освоение имеющихся и созданных в Советском Союзе
мощных прессов вплоть до самого крупного пресса в мире
усилием 75000 т открыло новые технлогические возможности
получения точных изделий повышенной прочности для раз-
личных важных отраслей техники. Это привело к резкому
росту спроса на изделия, получаемые на мощных гидравли-
ческих прессах, который не мог быть удовлетворен имеющим-
ся в стране прессовым оборудованием.
Наряду с этим опыт создания мощных прессов и их экс-
плуатация показали, что в ряде случаев за счет снижения не-
которых технологических параметров машины и сокращения
номенклатуры изделий, получаемых с одного пресса, возмож-
343
но резкое снижение размеров, веса и стоимости оборудова-
ния.
В связи с этим возникла необходимость в создании гам-
мы мощных малогабаритных специализированных прессов
различного назначения, открывающих перспективы широкого
оснащения промышленности высокопроизводительным обору-
дованием.
Анализ развития гидропрессостроения и опыт эксплуа-
тации мощных гидравлических прессов позволили вскрыть
ряд важных тенденций в расширении областей использова-
ния мощных прессов и изменении параметров создаваемого
оборудования, и на этой основе вскрыть направление разви-
тия его принципиальной конструктивной схемы.
Тенденции развития гидравлических прессов — увеличение
усилий, развиваемых одним агрегатом, расширение области
использования гидропрессов, возрастание удельных давлений
в инструменте, повышенные требования по точности получае-
мых изделий—в большой степени предопределяют параметры
и требования к конструкции.
При разработке и создании нового образца технологиче-
ского оборудования его технико-экономические показатели
определяются, прежде всего, степенью соответствия техниче-
ских и конструктивных характеристик машины параметрам
технологического процесса. С этой точки зрения при создании
мощного гидропрессового оборудования решающими являют-
ся площадь стола и рабочий ход.
Резкое увеличение удельных давлений в инструменте при-
водит при заданном усилии пресса к значительному уменьше-
нию площади стола (рис. 1).
Рис. 1. Зависимость размеров штамповки от удельного дав-
ления
344
Из рисунка видно, что если пресс усилием 30000 т, осуще-
ставляя штамповку алюминиевых сплавов с удельным давле-
нием 30 кг/мм2, должен иметь проекцию фигуры штампа пло-
щадью равной 1 м2, то этот же пресс при штамповке изделий
из высокопрочных никелевых сталей при удельных давле-
ниях, равных 125 кг! мм2, должен иметь проекцию фигуры
штампа всего 0,25 м2 и, соответственно, стол меньших разме-
ров.
При уменьшении размеров стола уменьшается просвет
между вертикальными элементами станины (колоннами или
стойками), а следовательно, и наружные размеры рабочего
цилиндра.
Как показано теоретическим анализом, выполненным во
ВНИИМЕТМАШе, наружный радиус рабочего цилиндра ра-
вен
2 ~R— у	/		R(0 -И 1—0,692———) У	1 4~ tt}
где Р — усилие пресса;
р —давление в рабочем цилиндре;
п —число слоев многослойного рабочего цилиндра (для
монолитного цилиндра п — 1);
Давление в рабочем цилиндре в оптимальной конструкции
в зависимости от числа слоев цилиндра и допускаемого нап-
ряжения для материала цилиндра описывается соотношенем
р 0,4
п
(2)
где <зл — допускаемое напряжение металла цилиндра.
Таким образом, увеличение технологических давлений на
инструменте требует увеличения давления рабочей жидкости
и изготовления цилиндра из высокопрочных легированных
материалов, а в ряде случаев — рабочего цилиндра много-
слойным.
Соотношение (2) показывает, что при современной метал-
лургической базе заводов тяжелого машиностроения целесо-
образно повышение давления в приводе мощных прессов с
обычно прменяемого 320 до 1000—2000 кг)см2, а при конст-
рукции рабочего цилиндра с большим числом слоев до
4000 кг/мм.
Значительное влияние на технико-экономические показа-
тели пресса оказывает рациональный выбор величины рабо-
чего хода. Анализ сортамента и объема производства штампо-
ванных изделий показывает, что основная масса их представ-
ляет плоскостные детали типа оребренных панелей, балок и
345
т. п.» а также детали типа турбинных дисков. Для штампов-
ки изделий этой группы необходимы весьма небольшие рабо-
чие ходы. Наряду с этим, анализ многих других технологиче-
ских процессов, осуществляемых на мощных гидравлических
прессах,—гидростатическое спрессовывание порошковых ма-
териалов, листовая штамповка резиной, синтез сверхтвердых
материалов — показывает, что для их осуществления требу-
ются тоже малые рабочие ходы.
С учетом того, что перечисленные выше процессы (вклю-
чая и штамповку) требуют специальной подготовки заготовки
и широкой механизации подачи заготовки и съема изделий,
нанесения смазки и других вспомогательных операций, кото-
рые желательно осуществлять вне пресса, представляется це-
лесообразным оснащение пресса одним или несколькими вы-
движными рабочими столами. В связи с этим отпадает необ-
ходимость для указанных процессов в значительных ходах
приближения. Возможность осуществления в большой гамме
специализированных прессов малых рабочих ходов и ходов
приближения позволяет резко сократить вес и размеры ци-
линдра, а также машины в целом, снизить потери энергии
на упругое сжатие жидкости в системе привода.
Существенное влияние на принципиальную компоновку
пресса и конструктивные решения некоторых узлов оказыва-
ют возросшие требования к точности получаемых изделий (к
точности перемещения рабочего инструмента).
Точность получаемых изделий определяется жесткостью
конструкции пресса и наличием направляющих или специаль-
ных синхронизирующих систем, обеспечивающих восприятие
эксцентричных нагружений и строго заданное перемещение
рабочего инструмента. Расчеты, проведенные исследования и
опыт эксплуатации прессов показали, что достижение высо-
кой точности и наиболее эффективное использование синхро-
низирующих систем при эксцентричном нагружении обеспечи-
вается многоцилиндровой конструкцией пресса.
Для восприятия эксцентричных нагружений при одноци-
линдровой схеме пресс должен иметь жесткую станину и
мощные направляющие,
Ввиду того, что удельные давления в инструменте превы-
шают давление жидкости в рабочем цилиндре и так как одно-
цилиндровая схема обеспечивает более сосредоточенное при-
ложение нагрузки по сравнению с многоцилиндровой схемой,
в одноцилиндровом прессе может отсутствовать подвижная по-
перечина, как узел, передающий усилие от многих рабочих
органов к инструменту, и высота подштампового блока суще-
ственно уменьшена. Этим исключаются упругие деформации
поперечины, которые в той или иной степени сказываются на
деформации инструмента, а также уменьшается упругая де-
формация сжатия подштампового блока.
346
Отсутствие мощной подвижной поперечины и уменьшение
высоты подштампового блока резко снижают размеры и вес
пресса, что делает в ряде случаев при отсутствии больших
эксцентричных нагрузок одноцилиндровую схему рациональ-
ной.
Необходимость сочетания весьма больших усилий пресса
с ограниченными размерами рабочего пространства делает
чрезвычайно неэффективным ставшими классическими для
прессостроения колонную и рамную конструктивные схемы.
Колонное исполнение пресса обычно приводит к сильно
развитым в плане траверсам, которые для восприятия зна-
чительных усилий должны иметь большую высоту. Крупные
размеры траверс и колонн затрудняют получение качествен-
ных отливок и поковок. В связи с этим допустимые напря-
жения приходится принимать весьма низкими, что приводит к
резкому увеличению размеров пресса, расходу металла и удо-
рожает пресс.
Рамная схема позволяет создать прессы большего усилия,
чем, колонные (до 75000 г), однако и в листовом прокате
крупного сечения, который используется для силовой рамы
мощного пресса, не удается обеспечить достаточно высокие
механические свойства, что приводит к увеличению размеров
и веса пресса.
Колонная и рамная схемы связаны с возникновением
большой концентрации напряжений при передаче усилий от
вертикальных к горизонтальным элементам станины (резьба
колонн, угловое сочленение в раме), что ухудшает использова-
ние материала и требует принимать специальные конструк-
тивные и технологические меры по снижению уровня этих на-
пряжений.
Опыт мирового прессостроения показывает, что колонная и
рамная схемы не позволяют создать компактную машину на
большие усилия. У лучших прессов этого типа отношение ве-
са к развиваемому усилию больше 0,05—0,1. В связи с этим
возникла задача разработать принципиально новую конструк-
цию мощного малогабаритного специализированного пресса.
Причем этот пресс, выполняемый преимущественно по од-
ноцилиндровой схеме, должен отличаться от универсального
малым размером рабочего стола, малыми рабочими и холо-
стыми ходами, высоким удельным давлением в инструменте,
повышенным давлением рабочей жидкости с использованием
в силовых элементах материала с повышенными прочностны-
ми характеристиками.
Проработки большого числа оригинальных схем мощных
специализированных прессов, выполненных в течение послед-
них 10;—15 лет ВНИИМЕТМАШем, НКМЗ, Ижорским заво-
дом, Коломенским заводогл тяжелых станков (КЗТС) и Ря-
занским заводом тяжелого кузнечно-прессового оборудования
347
(РЗТКПО) показали два принципиально различных направ-
ления в конструировании.
Первое направление заключается в создании конструкции
станины, содержащей минимально возможное число силовых
элементов. Примером таких прессов являются прессы, у ко-
торых станина выполнена в виде монолитной трубы, закры-
той с одной стороны рабочим цилиндром, а с другой—разбор-
ной пробкой, являющейся опорой для инструмента. Трубная
станина имеет два окна для обслуживания технологического
пространства.
Созданные прессы трубной конструкции на различные
усилия до 15000 т имеют малые размеры и вес. Отношение
веса пресса к развиваемому усилию составляет приблизи-
тельно 0,02.
Однако, как показали проработки и исследования, основ-
ная идея конструкции — монолитность силовых элементов
(трубная станина), обеспечивающая компактность конструк-
ции, одновременно является и причиной, ограничивающей ее
развитие и распространение. Цельная трубная станина не
позволяет создать прессы усилием 30000 т и выше из-за не-
возможности осуществить механообработку и транспорти-
ровку станины средствами заводов тяжелого машинострое-
ния. Кроме того, при больших сечениях трубной станины не
удается обеспечить высокие прочностные свойства материала.
Второе направление в создании мощных малогабаритных
прессов принципиально отлично от первого. Основная идея
его — многоэлементность в сочетании со свойствами скреплен-
ной конструкции. Наиболее эффективно это направление реа-
лизуется при использовании конструкции пресса со станиной,
скрепленной высокопрочной лентой, где в качестве силового
элемента, воспринимавшего усилие пресса, применена плю-
щенка или проволока.
Конструктивная схема пресса со станиной, скрепленной
высокопрочной лентой, позволяет создать надежные малога-
баритные прессы малого веса. Так, отношение веса к усилию
для этих прессов колеблется от 0,004 до 0,01.
ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ПРЕССОВ
СО СТАНИНАМИ, СКРЕПЛЕННЫМИ ВЫСОКОПРОЧНОЙ ЛЕНТОЙ
Сущность конструктивной схемы состоит в том, что ста-
нина (рис. 2), состоящая из двух стоек / и двух ригелей 2
округлой формы скреплена в единую конструкцию специаль-
ным бандажом, выполненным в виде многорядной и много-
слойной обмотки высокопрочной лентой. Многоэлементность
конструкции основного силового узла — станины пресса — вы-
ражается в том, что усилие пресса в этой схеме воспринима-
ется стойками и высокопрочной лентой и передается на риге-
348
ли, в отличие от обычной конструкции, где усилие восприни-
мается монолитными колоннами, продольными элементами
рам или трубной станиной и передается на крупногабаритные
траверсы. Такая схема обеспечивает следующие принципиаль-
ные преимущества:
Рис. 2. Принципиальная схема станины, скреплен-
ной высокопрочной лентой:
1 — стойка; 2 — ригель; 3 — лента; 4 — прокладки
1)	расчленение силовых крупногабаритных деталей на ряд
элементов резко уменьшает размеры и вес этих элементов,
что облегчает механообработку, транспортировку и сборку
деталей и машины в целом, а также открывает перспективу
создания прессов существенно больших усилий.
Расчленение силовой конструкции на большое число эле-
элементов резко уменьшает размеры и вес этих элементов,
существенно меньших сечений, что обеспечивает на тех же
материалах несравнимо более высокие механические свойст-
ва. Применяемые в прессостроении стали при изготовлении
колонн и станин больших сечений имеют предел текучести
349
30—50 кг) мм2, в то время как холоднокатаная плющеная лен-
та сечением 2X9 мм или 1X5 мм имеет предел текучести
150—200 кг!мм2.
Многоэлементность конструкции повышает надежность
машины в целом, так как пороки и возможные нарушения
целостности локализируются в малых сечениях элемента и не
имеют тенденции к распространению на все сечение силовой
детали, что может иметь место при обычной конструкции с
монолитными элементами;
2)	сущность работы скрепленной конструкции состоит в
том, что в основных силовых деталях станины созданы тем
или иным путем предварительные напряжения — в стойках
сжимающие, в витках ленты растягивающие. Это обеспечи-
вает целый ряд важных преимуществ таких конструкций.
При нагружении скрепленной конструкции рабочим уси-
лием лента дополнительно несколько нагружается, в то вре-
мя как стойка разгружается от имеющихся в ней сжимающих
напряжений. Полное усилие пресса воспринимается частич-
но лентой, а частично стойкой, причем, участие ленты тем
меньше, чем больше относительная жесткость стойки по срав-
нению с жесткостью ленты. Указанное объясняет тот факт,
что при достаточно больших постоянных напряжениях от за-
тяга в ленте переменная составляющая напряжения невелика,
и это обеспечивает высокие его усталостные характеристики.
Второе отличие, вытекающее из свойств скрепленных кон-
струкций — один из основных силовых элементов — стойка в
процессе работы всегда находится под сжимающими напря-
жениями.
Работами ВНИИМЕТМАШа было показано, что материал
в области сжатия с колебаниями напряжений от максимума
до нуля без наличия концентраторов, может быть рассчитан
по допускаемым напряжениям, близким к пределу текучести,
что существенно превосходит допускаемые напряжения при
работе в области растяжения. Указанное позволяет резко со-
кратить сечение стоек;
3)	рациональность компоновки конструкции состоит в том,
что в рассматриваемой схеме удается передать усилие от про-
дольных элементов к поперечным без концентраторов и обес-
печить наиболее благоприятное напряженное состояние ри-
геля.
Действительно, намотанная лента, охватывающая стойки
и ригели, хотя и имеет некоторое изменение напряжений по
длине за счет трения на округлой части ригеля, однако рез-
ких концентраторов напряжений типа резьб и угловых пере-
ходов нет.
Ригель в рассматриваемой конструкции нагружен распре-
деленным усилием, передаваемым лентой, стойками и при
приложении рабочей нагрузки — подштамповой плитой. Та-
350
кая схема усилий приводит к существенно меньшим изгиба-
ющим моментам, испытываемым ригелем, по сравнению с ус-
ловиями работы траверс прессов.
Если учесть, что радиальные напряжения, передаваемые
лентой на ригель, кроме изгиба вызывают еще существенное
сжатие, то становится очевидным, что материал ригеля на-
ходится в основном в напряженном состоянии сжатия. Растя-
жение возникает при затяге в зоне, близкой к прямолиней-
ному контуру ригеля.
Можно показать, что максимальные растягивающие на-
пряжения в ригеле в 3 раза меньше, чем те же напряжения
в траверсе колонного или рамного пресса при одинаковой вы-
соте ригеля и траверсы. При одинаковых максимальных ра-
стягивающих напряжениях высота траверсы ориентировочно
больше высоты ригеля на ]/3 .
Рациональность нагружения ригеля позволяет выполнять
его литым и при необходимости заглублять в него элементы
пресса (цилиндр, подштамповую плиту и др.), что позволяет
сократить размеры машины в целом.
АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ
СИЛОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЕССОВ
С целью создания рациональной конструкции прессов и
выявления их работоспособности во ВНИИМЕТМАШе были
проведены теоретические и экспериментальные исследования
напряженно-деформированного состояния силовых элементов
прессов.
Прежде всего анализировался вопрос об оптимальном
законе натяжения ленты при скреплении. Рассматривалось
два метода скрепления: наложение ленты непосредственно на
элементы станины с полным натяжением, обеспечивающим
нераскрытие стыка между ригелем и стойкой при рабочем
нагружении, и наложение ленты на легкий бандаж с малым
монтажным натяжением с последующей растяжкой на прессе.
Пренебрегая силами трения, возникающими между слоями
ленты и ригелем, а также деформацией ригеля, для наибо-
лее простого случая закон натяжения ленты при намотке
может быть записан в виде:
При b(x) = b = const;
Z(x) = I = const;
Зсум М = const.
351
где b —ширина слоя намотки;
I — длина витка ленты;
Ссум W—суммарные напряжения в ленте при работе;
F — площадь сечения одной стойки;
L — эффективная длина стоек;
X — общая толщина обмотки;
х — расстояние рассматриваемого слоя обмотки от
внешней стороны стойки;
а — коэффициент затяга;
Д,модуль упругости материала стойки;
Ел — модуль упругости материала ленты;
Р — рабочее усилие пресса.
Экспериментальные исследования по тензометрированию
силовых элементов и усталостным испытаниям проводились
на металлических моделях, моделях из оптически активного
материала и на натурном прессе усилием 2000 т.
При создании моделей были введены безразмерные пара-
метры (см. рис. 2), влияющие на плоское напряженное со-
стояние силовых элементов. Общий анализ и рассмотрение
L h И ь
•	•	*	II
2 Я	>
конкретных конструкций вскрывают диапазон изменения этих
параметров и позволяет выбрать наиболее предпочтительное
их значение для моделей. Были созданы две модели со сле-
дующим значением параметров (табл. 1).
Таблица 1
Параметр	L 2R	h R	о ~R	Н R	R	R
Модель 1	0,7	0,3	0,007	3,2	1,22	111
Модель 2	0,7	0,3	0,0026	3,2	1,22	ЗСО
Первая модель нагружалась усилием 500 т, что в основном моделирует условия пресса усилием 2000 т.					46 т, а работы	вторая секции
В результате экспериментов выявлены конкретные значе-
ния напряжений в силовых элементах пресса, а также ряд
принципиальных особенностей работы таких конструкций. По-
казано влияние наматываемых слоев на напряжение в первом
слое при принятом законе натяжения. Кривая (рис. 3) под-
тверждает теоретические выкладки по определению оптималь-
ного закона натяжения и показывает, что при осуществлении
полной намотки с внутреннего слоя снимается около 80%
первоначального напряжения.
Рис. 3. Эпюры напряжений в элементах станины
при намотке:
1 — в ленте; 2 ~ в стойках бандажа
Важным представляется результат, полученный при мно-
гократном нагружении незатянутой станины. Как показали
замеры удлинения станины и напряжения в слоях ленты, при
первоначальных нагружениях происходит увеличение приве-
денного модуля упругости системы и перераспределение нап-
ряжений по виткам. Приблизительно к 10-му нагружению же-
сткость обмотки и напряжения в витках стабилизируются
(рис. 4, а, б). Приведенный модуль упругости, рассчитанный
по длине среднего витка, равен модулю упругости стали.
Стабилизированные напряжения на наружном и внутрен-
нем витках отличаются на 15%. Выявлено различие напряже-
ний по длине ленты на прямолинейном и криволинейном уча-
23 зак. здсп	353
Рис. 4. Стабилизация напряжений в ленте:
а — приведенный модуль упругости и напряжения в ленте при нагруже-
нии незатянутой рамы; б — изменение напряжений в ленте при повтор-
ных нагружениях; / — внутренний слой, прямолинейный участок; II—на-
ружный слой, прямолинейный участок; III—наружный слой, сечение
<р = 45°; IV — наружный слой, сечение ср — 90°; V — внутренний слой пря-
молинейного участка; VI—наружный слой прямолинейного участка; VII—
наружный слой; сечение6 = 45°; VIII—наружный слой, сечение 0—90°
354
стке, объяснимое наличием сил трения. Различие составляет
около 20%. На рис. 5 показано, что напряжения в ленте по
ширине бандажа также непостоянны, что объясняется мень-
шей фактической плотностью намотки по краям бандажа, вы-
зываемой условиями намотки.
4500 2090,1260 1550,2970,4710	1550,2070,4710
950,2530,3540
3900,2680, 785
§*=0,79
4790,2110,1180
3000,1620,110
41
12 82
ч/нй
ака, мм
1500,2890,4150
О 10	41
5100,31801350	1450,3280,5260
3180J78Q725
о
Р-334/
Р=161Т
Р=500?
0 10
41
1360,3090,4950
960,2310,4050
wui
мна.нм
72 82
1560,3440,5310
~~Ш^Ю,4590
12 82
а
о ю
^-°-п
о
ч1жа,нм
Рис. 5. Распределение напряжений в ленте по ширине бандажа:
а — сечение III; б — сечение IV; в — сечение VII
Напряжения в ленте после затяга станины и при прило-
жении рабочей нагрузки показаны на рис. 6.
Выявлено, что приращение напряжений от затяга в месте
перехода прямолинейного участка в криволинейный макси-
мально.
Напряжения в вершине криволинейной части ленты мини-
мальны на всех стадиях нагружения и составляют 80—85%
от напряжений на прямолинейных участках.
От затяга прирост напряжений на внутреннем витке на
25% превышает прирост на наружном, однако суммарные
напряжения после затяга на внутреннем и наружном волок-
не одинаковы, а при рабочей нагрузке различаются не более,
чем на 10%.
Важно, что при работе пресса напряжения в ленте ко-
леблятся с амплитудой не более 10% (половина разности ме-
жду эпюрами д и г), что обеспечивает при довольно высоких
средних напряжениях необходимую усталостную прочность.
Напряженное состояние ригеля характеризуется тем, что
при нагружении незатянутой рамы (рис. 7, а, б) на криволи-
нейном контуре возникают небольшие растягивающие танген-
23*	я«5
циальные напряжения, в то время как основная часть ригеля
находится в условии плоскостного сжатия.
Рис. 6. Напряжения в наружном слое ленты при затяге и рабочей
нагрузке:
а — приращения напряжений от намотки; б — приращение напряжений от
затяжки; в — приращения напряжений от рабочей нагрузки; г — суммар-
ные после затяжки; д — суммарные после приложения рабочей нагрузки.
В скобках указаны напряжения на внутреннем слое ленты
Тангенциальные и радиальные напряжения после затяга
и приложения рабочей нагрузки показаны на рис. 8, а, б. На
криволинейном контуре при затяге и рабочей нагрузке имеют
место тангенциальные сжимающие напряжения, в то время
как на прямолинейном контуре напряжения растягивающие.
Максимальные сжимающие напряжения при затяге возника-
ют в сечениях, направленных под углом 25—30° к прямоли-
нейному контуру ригеля.
На рис. 9 показаны эпюры напряжений в среднем сечении
стоек при затяге и рабочем нагружении станины. Стойки ис-
пытывают внецентренное сжатие при затяге из-за деформа-
ции ригеля, причем величина напряжений от изгиба незначи-
тельна— менее 10% максимальных сжимающих напряжений.
С целью выявления объемной картины напряженного со-
стояния силовых элементов проведено тензометрирование на-
турного пресса усилием 2000 т (12Л). Результат тензометри-
рования верхнего слоя ленты при нагружениях пресса приве-
ден на рис. 10, а, б. Изменение напряжений по криволиней-
ному контуру объясняется наличием сил трения. Выявлена
неравномерность работы ленты и отдельных бандажей, рас-
положенных на разных расстояниях от оси пресса по ширине,
что объясняется деформацией ригеля. Приращение напряже-
ния в витках ленты при приложении рабочей нагрузки меня-
ется по ширине пресса существенно, однако, суммарные на-
пряжения с учетом напряжений от намотки и затяга отли-
чаются всего на 7%. Было также выявлено, что концы ленты,
расположенные вблизи мест крепления, нагружаются незна-
чительно. Это объясняется наличием сил трения витков ленты.
Исследование напряженного состояния составного и стя-
нутого шпильками ригеля пресса показало, что кроме суще-
ственного изгиба ригеля имеет место развал составного риге-
ля за счет деформации подштамповой плиты и стяжных шпи-
лек ригеля. Это приводит к тому, что крайние секции ригеля
не догружены на 15—20% по сравнению со средними. Лента
средних бандажей также перегружена по сравнению с лентой
крайних.
Кроме описанного выше тензометрирования силовых эле-
ментов было проведено усталостное испытание плоской моде-
ли станины усилием 46 т. Напряженное состояние модели со-
ответствовало натурной станине пресса усилием 2000 г Лента
находилась в существенно худших условиях из-за резкого
увеличения изгибающих напряжений, вызываемых намоткой
на малый радиус ригеля.
При испытаниях фиксировались напряжения на наруж-
ном слое ленты и на стойках. Стабильность этих напряжений
являлась критерием поведения станины при усталостных ис-
пытаниях.
Испытания проводились по следующему режиму:
для 1,35 • 105 циклов нагрузка менялась от 1 до 35 т, для
ЫО5 циклов — от 3 до 46 т.
Затем рама перетягивалась на усилие 51 т, что соответ-
ствует перегрузке по сравнению с натурой на 11% и для
1 • 105 циклов нагрузка менялась от 5 до 51 т, после чего
рама вновь была перетянута на усилие 60 т (перегрузка
30%) и для 5-105 циклов нагрузка менялась от 5 до 60 т.
Тензометрирование и визуальные осмотры показали, что
после 2,35 • 105 циклов, что соответствует работе прессов на
синтезе сверхтвердых материалов в течение 35 лет, напряже-
ни в обмотке и стойках осталось прежним и никаких изме-
ний во внешнем виде конструкций не произошло.
При разборке модели и ее осмотре не было обнаружено
каких-либо изменений на поверхностях ленты, ригеля, стойки
и бандажа. Внешний вид их соответствовал исходному. Лен-
та не имела ни одного обрыва.
357

006-
006
OSLS^O^- 06- 09‘0U-
0№l-09W- 006-
mil!
ШППШППП
(»
9L0-'0l9~0Si OWL-'OIOL-'OIG-
009-'060-09L-Uqs6-
0001-
Obft-
oiu-'996-'oos-
OL'ooi-'cg-
&
F
ом-мз-ош-
9LS-0WL-O6M-
OLl-96^-009-
006-
0Q-Q6-0L-
09H-
086-
Sl0l-89L-U^
999-W-061
OLl-OOZ-SOl^
ЕШШПИ11К
5
б
Рис. 7. Напряженное состояние ригеля при незатянутой станине и рабо-
чей нагрузке:
а — радиальные напряжения; б — тангенциальные напряжения
От рабочей
Рис. 8. Напряженное состояние ригеля при затяге и рабочей нагрузке:
а — тангенциальные напряжения на криволинейном контуре;
360
2000 -1200 *00 *00 1200	1200 ^00 *00 <200	-800
б) напряжения от затяга, рабочей нагрузки и суммарные

От затяжки
Оизг ~ %20 к Г/смг
Суммарные
(Jew ~ ~ ^00кГ/ом2
Оизг - 110 кГ/смг
(5СМ = 350кГ/смг
бизг z 50кГ/'см2
Рис. 9. Напряжения в сюйках
362
При нагружении станины с перегрузкой на 11 % после
1 • 106 циклов тензометрирование показало, что предваритель-
ная затяжка упала на 20%. Станина была вполне работоспо-
собна и никаких внешних изменений элементов не было.
При перегрузке на 30% после 5-Ю5 циклов затяжка упа-
ла на 12%,
В результате осмотра станины в зазоре между сектором
и стойкой бандажа были обнаружены обрывы нескольких
крайних витков обмотки. Статические нагружения станины в
этом состоянии показали, что она сохранила полную работо-
способность, однако ее жесткость упала на 10%.
Осмотр разобранной модели показал, что все силовые
элементы станины — ригель, стойки, бандаж не имеют ника-
ких разрушений и пригодны для дальнейшей работы. Лента
во всех витках, кроме первого слоя и витков, касающихся
реборд бандажа, также полностью сохраняет целостность.
Несколько витков из первого слоя и витков, касающихся ре-
борд, имеют обрывы. Все обрывы расположены в месте пе-
рехода прямолинейного участка бандажа в криволинейный,
где крайние витки ленты находятся в контакте с бандажом.
Витки, не связанные с бандажом, не имеют ни одного обрыва.
Визуальный осмотр показал, что между внутренними вит-
ками ленты, особенно в районе перехода криволинейного уча-
стка в прямолинейный, имеется красноватый налет, свиде-
тельствующий о наличии фретинг-коррозии. На участках,
расположенных вблизи вертикальной оси модели (в угле
60°), налета нет, что свидетельствует о малости или отсутст-
вии смещений витков. На поверхностях контакта между ри-
гелем и бандажом, куда была внесена смазка, никаких изме-
нений нет, также в этих местах отсутствует красноватый на-
лет.
Таким образом, проведенные статические и усталостные
испытания модели вскрыли характер напряженно-деформиро-
ванного состояния силовых элементов станины, подтвердив-
ший рациональность конструкции в целом; выявили уровень
напряжений в деталях пресса усилием 2000 т, показываю-
щий высокую статическую и усталостную прочность машины,
а также повышенную ее надежность. Проведенные исследова-
ния наметили пути совершенствования конструкции и техно-
логии ее изготовления.
СОЗДАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
На основе проведенных опытных и конструкторских работ
ВНИИМЕТМАШ совместно с прессостроительными завода-
ми РЗТКПО, Ижорским заводом и КЗТС приступил к созда-
нию мощных специализированных промышленных прессов со
станинами, скрепленными высокопрочной лентой.
363
Разработаны прессы усилием 2000 т (модель Д0043) и
усилием 16000 т (модель Д0052) для синтеза сверхтвердых
материалов, а также установка для гидростатического прес-
сования труднодеформируемых материалов, рис. 11, 12.
Краткие технические характеристики созданного оборудо-
вания приведены в табл. 2.
Таблица 2
Наименование параметра	Пресс ДОО43	Пресс ДОО52
Номинальное усиление, ?	2000	16000
Максимальное расстояние между опорными плитами, мм	75	400
Максимальный ход плунжера, мм	445	3000
Расстояние между стойками, мм	550	2520
Размер стола, ммХмм Давление в рабочем цилиндре прес- са, кг! см-	1200	800
Размеры собственно пресса, мм: высота	2290	ЮНО
ширина	1000	4800
длина	1000	4300
Вес собственно пресса, кг	8000	456000
Рис. 10. Напряженное состояние ленты пресса усилием 2000 т от рабоче-
го нагружения:
а — изменение напряжений по периметру;
364
б ~~ изменение напряжений по ширине ригеля
365
Рис. 11. Пресс усилием 2000 т
366
Рис. 12. Пресс усилием 16000 т
Основными конструктивными особенностями созданного
оборудования являются:
1.	Использование повышенного давления рабочей жид-
кости.
2.	Скрепление элементов станины-ригелей и стоек высо-
копрочной лентой (плющенкой по ГОСТ 2614—65) сечением
0,8 X 2,5 или 1X5 мм). В прессах Д0043 и Д0052 лента накла-
дывается с малым натяжением на специальные бандажи, кото-
рые затем монтируются на элементах станины пресса, где и
происходит силовая затяжка всей системы установкой про-
кладок между стойками и ригелем. В прессе Д0043 применя-
ют два бандажа, в прессе Д0052 — четыре. Применение бан-
дажей делает всю конструкцию разборной и существенно уп-
рощает процесс намотки.
3.	Выполнение рабочего цилиндра составным и много-
слойным. Цилиндр одновременно является и траверсой прес-
са (пресс Д0043). Указанное резко сокращает размеры пресса.
4.	Оригинальное крепление уплотнений главного цилинд-
ра, при котором усилие от манжет передается на стол и за-
мыкается в станине пресса. Такое решение является принци-
пиально важным при использовании повышенных давлений
жидкости в рабочем цилиндре, так как при обычной схеме
крепления не удается расположить необходимое количество
шпилек для удержания уплотнений.
При создании прессов разработана технология намотки и
технология сварки ленты в процессе намотки. Созданное во
ВНИИМЕТМАШе приспособление к токарному или карусель-
ному станку обеспечивает заданное переменное усилие натя-
га ленты и точную укладку ее на бандаже. Лента укладыва-
ется не по винтовой линии с постоянным шагом, а параллель-
ными нитями с прерывистым шагом при переходе с одного
витка на другой на прямом участке. Это позволяет избежать
клиновых пустот на криволинейных участках бандажа. На
основании проведенных исследований перед намоткой между
банаджом и первым слоем ленты прокладывается тонкий
стальной лист, перекрывающий стык криволинейного и пря-
молинейного участков бандажа (в случае отсутствия банда-
жа лист прокладывался между первым слоем ленты и ри-
гелем). Лист смазывается с обеих сторон густой графитовой
смазкой или смазкой ВНИИНП-232, изготовляемой на осно-
ве дисульфида молибдена. Между бандажом и ригелем так-
же наносится слой смазки.
Сварка встык с последующей термообработкой обеспечи-
вает 80—85% прочности цельной ленты. Место сварки распо-
лагается на вертикальной оси пресса, где напряжения в лен-
те минимальны.
В результате проведенных работ пресс усилием 2000 т
368
(Д0043) был запущен в серийное произодство на РЗТКПО. В
течение 1968 г. изготовлено 24 пресса.
Ранее изготовленные опытным заводом ВНИИМЕТМАШа
два пресса успешно работают в УКРНИИСМИ на синтезе
сверхтвердых материалов.
Пресс усилием 16000 т (Д0052) изготовлен КЗТС.
Установка для гидростатического прессования изготовле-
на на Ижорском заводе.
Технико-экономическая эффективность созданного обору-
вания характеризуется тем, что при повышенной надежности
размеры, вес и стоимость оборудования существенно сокра-
щаются по сравнению с аналогичными машинами, выполнен-
ными по известным конструктивным схемам.
Так, изготовление серии прессов Д0043 в количестве
50 единиц экономит 1000 т металла и 500 тыс. руб., пресс
Д0052—400 т металла и 400 тыс. руб.
В настоящее время ВНИИМЕТМАШем совместно с
КЗТС и Ижорским заводом проводятся работы по созданию
еще более мощного специализированного гидропрессового
оборудования, где рассмотренные выше конструктивные ре-
шения являются чрезвычайно перспективными.
24 бак, ЗДСП
Канд. техн, наук РОЖКОВ В. М. и
инж. БУДАНОВ В. М.
ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ
ПРОИЗВОДСТВА РЕБРИСТЫХ ТРУБ И ПАНЕЛЕЙ
Быстрое развитие в Советском Союзе в течение последних
10—15 лет таких областей промышленности, как самолето-
строение, и т. п. потребовали от металлургического машино-
строения создания оборудования для освоения производства
совершенно новых металлургических полуфабрикатов, соче-
тающих в себе обшивку с силовым набором и обеспечиваю-
щих получение легких высокопрочных монолитных конструк-
ций больших размеров.
В настоящее время эта сложная комплексная проблема
решена: освоено промышленное производство высококачест-
венных монолитных оребренных панелей.
Большой коллектив советских ученых, конструкторов и
технологов разработал совершенно новый, не применявшийся
ранее ни в Советском Союзе, ни за рубежом метод обработки
металлов давлением — прессование тонкостенных оребренных
труб большого диаметра с последующей их разверткой в пло-
скость и правкой.
Этот метод позволяет прессовать трубные заготовки на
существующих прессах для панелей шириной до 2400 мм,
длиной до 18 ж и более при толщине полотна 2,0—15 мм.
Универсальность разработанного технологического процес-
са и оборудования позволила существенно расширить сорта-
мент прессованных изделий сложной формы, выпускаемый
металлургической промышленностью.
ПРОМЫШЛЕННОЕ ОСВОЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА РЕБРИСТЫХ
ТРУБ И ПАНЕЛЕЙ
За период с 1957 по 1963 гг. впервые в мировой практике
созданы и налажены две поточные линии для производства
370
широких ребристых панелей из прессованных тонкостенных
ребристых труб. В состав этих линий входит целый комп-
лекс специальных уникальных машин, станков и гидравличе-
ских прессов усилием 5000, 12000 и 20000 т.
Техническая характеристика линий
Изготавливаемые панели	Максимальная ширина панели 960 мм	Максимальная ширина панели 2500 мм
Максимальная длина, мм	7200	18000
Толщина полотна, мм	1,5—5,5	3-15
Максимальная высота ребер жестко-		
сти, мм	27	120
Исходная заготовка:	Слиток	Слиток
материал	Алюминиевые	Алюминиевые
	сплавы	сплавы
максимальный наружный диа-		
метр, мм	420	1100
максимальная длина, мм	550	1850
Промежуточная заготовка, мм:	Ребристая труба	Ребристая
		труба
максимальный диаметр	310	800
максимальная длина	10000	40000
минимальная толщина стенки	1,5	3
максимальная толщина стенки	6	15
Технология серийного производства
Серийное производство панелей состоит из следующих
технологических операций:
1)	резка литых столбов на мерные заготовки на дисковых
пилах и отбор темплетов на микроиспытания;
2)	расточка заготовок по внутреннему диаметру на спе-
циальном расточном станке;
3)	торцовка заготовок на торцовочном станке;
4)	обточка заготовок на специальном станке;
5)	нагрев заготовок перед прессованием в индукционной
печи;
6)	прессование ребристых труб на горизонтальных гид-
равлических прессах;
7)	отрезка выходного и утяжинного концов трубы на спе-
циальном станке и контроль качества отпрессованных труб
по геометрическим размерам и состоянию наружной поверх-
ности;
24*	371
8)	разрезка труб вдоль образующей на специальном
станке;
9)	развертка труб в плоскость на специальной машине
для развертки трубной ребристой заготовки;
10)	технологический отжиг панелей в шахтных отжиговых
электропечах;
11)	травление и зачистка дефектов;
12)	1-я правка продольной кривизны на растяжной ма-
шине;
13)	правка поперечной кривизны на специальной семивал-
ковой роликоправильной машине;
14)	2-я правка продольной кривизны на растяжной маши-
не и обрезка захватов;
15)	отбор образцов на специальном обрезном станке для
испытания механических свойств и макроструктуры;
16)	рихтовка панелей и зачистка поверхностных дефектов;
17)	резка панелей в меру;
18)	контроль геометрических размеров и состояния по-
верхности на специальных стендах;
19)	консервация и упаковка панелей в специальную тару.
Освоение процесса изготовления панелей происходило по-
операционно, непосредственно после окончания монтажа ка-
ждой машины, входящей в состав поточных линий. В период
освоения вносились необходимые изменения в технологию и
конструкции машин.
Работа поточной линии для производства панелей и
промышленное ее освоение
Порезанные в меру на дисковых пилах литые заготовки
по приводному рольгангу подаются к окну станка для внут-
ренней обточки слитка. Специальными роликовыми толкате-
лями они закатываются на нижние призмы зажимного уст-
ройства и при помощи гидравлического подъемника выстав-
ляются по оси станка.
Предварительно зажатый слиток специальными встречны-
ми резцовыми головками обрабатывается по внутреннему
диаметру до заданного размера и передается на выгрузочный
рольганг. С рольганга слиток поступает на торцовочный ста-
нок, где одновременно обрабатываются оба его торца.
Расточенный и отторцованный слиток подается на стол
специального станка для обточки. Выставленный по оси и
зажатый с обоих торцов в конических призмах, слиток обра-
батывается по наружной поверхности подвижным резцом, за-
крепленным в боковом суппорте. Далее полые, механически
обработанные слитки подаются на промежуточную площад-
ку, а оттуда, по мере необходимости, — на приводной роль-
ганг индукционной печи. Гидравлическим толкателем с при-
372
водного рольганга слитки заталкиваются в индуктор печи
для нагрева их по заданному режиму (рис. 1). Интервал на-
грева слитков 400—500°, в зависимости от марки прессуемого
сплава.
Рис. 1. Нагрев слитков в индукционной печи пресса 20000 т.
Из печи нагретый слиток передаточным устройством, уп-
равляемый с общего пульта индукционной печи, передается
на загрузочную лапу горизонтального гидравлического прес-
са, которая, в свою очередь, подает его на ось пресса для
задачи в контейнер. Надвижением контейнера на слиток пос-
ледний подается во втулку контейнера, разогретую до тем-
пературы 380—450° индуктором, вмонтированным в наруж-
ную его обойму.
Под действием усилия, развиваемого прессом и передава-
емого через пресс-штемпель на пресс-шайбу, слиток распрес-
совывается и при достижении на пресс-шайбе напряжения
65 кг [мм2 течет в виде оребренной трубы (рис. 2) в оч-
ко, образованное подвижной иглой и неподвижной матрицей,
закрепленной в мундштуке пресса.
Так как ранее заводами спецметаллургии тонкостенные
трубы большого диаметра не прессовались, а выпускаемые
в соответствии с ГОСТом 1947—56 трубы с толщиной стенки
5 мм не превышали по диаметру 70 мм, то основное внима-
373
Рис. 2. Прессование ребристой трубы на прессе 20000 т
ние при освоении панельного производства было уделено опе-
рации прессования, как одной из наиболее сложных и опре-
деляющих качество готового изделия. Для прессования ореб-
ренных труб 0 530 мм с толщиной стенки 5,5 мм, считавше-
гося ранее технически невыполнимым, была разработана на-
ладка инструмента, изображенная на рис. 3.
Ввиду высоких требований (существенно превышающих
оговоренные выше действующие АМТУ и ГОСТ) к толщине
стенки, качеству поверхности и особенно разнотолщинности
потребовалось длительное время для наладки процесса прес-
сования тонкостенных оребренных труб требуемого качества.
Коллективом участников освоения производства панелей
был проведен большой объем исследований по изысканию
рациональных конструкций прессового инструмента, опти-
мальных технологических смазок, обеспечивающих получение
качественной поверхности по получению механически обра-
ботанных полых заготовок 0 800X1800 мм с разностенностью
и косиной торцов, не превышающих 0,1—0,2 мм, по отработ-
ке методов центровки и контроля результатов центровки прес-
сового инструмента с точностью до 0,3—0,5 мм и отдельных
подвижных узлов пресса весом 200 т и более, достигающих
по своим габаритам 3,4—4,0 м в диаметре.
374
Рис. 3. Схема прессования труб прямым методом:
1 — прокладка; 2 — матрица; 3 — контейнер; 4 — игла; 5 — пресс-шайба;
6 — полый пресс-штемпель; 7 — иглодержатель промежуточный; 8 — игло-
держатель
Первое пробное прессование труб на запроектированных
режимах (температура слитка 450—500°, температура контей-
нера 400—450°, напряжение на пресс-шайбе 60 кг/мм2) при-
вело к пластической деформации контейнера, матрицы и иг-
лы, изготовленных из стали марки 5ХНВ.
Таким образом выявилась необходимость решения весьма
сложных технических проблем:
а)	изыскания новых жаропрочных сталей для инструмен-
та, работающего при температуре 440—470° при напряжении
до 60—65 кг/мм2;
б)	разработки и применения других методов прессования,
снижающих нагрузки на прессовый инструмент.
Ввиду того, что гидравлические прессы усилием 12000 и
20000 т не были предназначены для прессования тонкостен-
ных труб больших диаметров, Уралмашзавод провел мо-
дернизацию этих прессов с целью расширения их технологи-
ческих возможностей и обеспечения прессования ребристых
труб обратным методом.
Была спроектирована, изготовлена и опробована опытная
наладка инструмента для прессования труб обратным мето-
дом (рис. 4), позволившая снизить напряжение в инструмен-
те с 60 до 40 кг/мм2.
Пробное прессование, проведенное впервые в практике
прессового производства, открыло большие перспективы ос-
воения новых видов изделий.
Для получения высокого качества заготовок по поверхно-
сти и особенно по разнотолщинности была проведена частич-
ная модернизация специальных станков и изменена проект-
ная технология обработки слитков.
В результате многолетнего творческого труда больших
коллективов ученых, конструкторов и технологов были раз-
решены сложные технические проблемы и налажен устойчи-
вый процесс серийного производства качественных тонкостен-
375
ных труб 0 530 мм и разработана технология прессования
труб диаметром до 800 мм.
Рис. 4. Схема прессования труб обратным методом:
/ — механизм центровки; 2 — вкладыш мундштука; 3— мундштук; 4 —
полый пресс-штемпель; 5—механизм передачи матрицы; 6—матрица; 7—
стопор матрицы; 8— контейнер; 9 — механизм отделения пресс-остатка;
/0__.опора пробки; // — иглодержатель; 12 — нажимной фланец; 13—
пробка; 14 — игла
Производительность процесса прессования за период ос-
воения возросла с 7 пог. м, прессуемых за смену, до 190—
200 пог. м.
На начальной стадии освоения процесса прессования труб
имел место большой процент брака по гофрам и по разно-
толщинности. Технические условия на поставку первых про-
мышленных партий панелей предусматривали допускаемую
разнотолщинность панелей до 1,5 мм. В результате исследо-
вательских работ удалось ужесточить технические условия и
гарантировать максимальную разнотолщинность панелей не
более 0,9 мм, причем около 50% панелей по разнотолщинно-
сти не превышало 0,6 мм. За период освоения отпускная цена
на панели снизилась более чем в 3 раза, однако возможно
дальнейшее снижение стоимости панелей и повышение их ка-
чества путем увеличения производительности линий, перехода
на производство панелей с законцовками и снижения разно-
толщинности.
Отпрессованные горячие трубы поступают на холодильник
пресса и после предварительного охлаждения передаются на
передвижной транспортер специального ленточного отрезного
станка, где обрезаются выходной и утяженный концы трубы.
Трубы, имеющие большую продольную кривизну, прохо-
дят операцию правки на растяжной машине усилием 700 т
Трубы, удовлетворяющие технологическим требованиям по
кривизне, непосредственно с транспортера отрезного станка
передаются на транспортер станка для разрезки труб, где
после закрепления их специальными пневматическими прижи-
мами разрезаются вдоль по образующей цилиндрической фре-
376
зой 0 10—12 мм, закрепленной в передвижном шпинделе
станка и вращающейся со скоростью 3000 об/мин.
Разрезка трубы производится строго по намеченной в про-
цессе прессования линии — риски, что обеспечивается специ-
альным копировальным устройством, смонтированным на
шпинделе станка.
Разрезанные вдоль по образующей трубы передаются на
рейковый стол многокрюковой машины для развертки труб-
ных ребристых заготовок, где они развертываются в пло-
скость (рис. 5).
Рис. 5. Начальный момент развертки трубы на многокрюковой машине
Панели после операции развертки проходят технологиче-
ский отжиг в специальных колодцевидных отжиговых печах
и после предварительного осветления подвергаются правке
сначала поперечной, а затем продольной кривизны на специ-
альной растяжной и семивалковой правильных машинах.
Правка продольной кривизны производится на растяжной
машине 2500 т с остаточной деформацией 2—9%, а попереч-
ной кривизны—на упругой алюминиевой плите, обеспечиваю-
щей минимальную поперечную кривизну в семивалковой пра-
вильной машине (рис. 6) с расположением рабочих валков
в шахматном порядке.
Повторная правка растяжением производится для удале-
ния кривизны панели, которая возникает в результате нерав-
377
номерной пластической деформации полотна панели при
правке на семивалковой машине.
Рись 6, Правка ребристой панели на семивалковой правильной машине
Далее на специальных отрезных станках с дисковыми
фрезами от выправленных панелей отрезаются захватки, об-
разцы для испытания механических свойств и макрострукту-
ры, а также производится резка панелей в меру. После этого
зачищаются дефекты, панели осветляются, подвергаются
контролю геометрических размеров и состояния поверхности
на специальных стендах.
После приемки ОТК (рис. 7) панели консервируются и
упаковываются в специальную тару для отправки заказчику.
Типовые прессованные профили панелей представлены на
рис. 8.
Геометрия серийных ребристых панелей
Серийные панели шириной 960—1630 мм, изготавливаемые
на поточных линиях, несмотря на большие размеры, по пло-
щади достигающие 15 м2, обладают высоким качеством по
геометрии.
378
Рнс. 7 Ребристая панель
1620
Рис. 8. Типовые прессованные профили панелей
379
Изготовляемые панели по техническим условиям на поставку
удовлетворяют следующим требованиям:
Наименование параметров	Панели шири- ной 960 мм	Панели шириной 1630 мм	
Толщина полотна, мм	2,7		5,3-6,8
Толщина ребер жесткости, мм	4		4
Высота ребер жесткости, мм	25		26
Расстояние между ребрами, мм	188		174
Максимальный наклон ребер к по- лотну, град	3		3
Продольная кривизна, мм!пог. м	1		1
Поперечная кривизна между ребра- ми, мм	0,8		0,8
Саблевидность, мм/пог. м	1,0		1,1
Разнотолщинность полотна панелей	50% до 0,6 мм 50% до 0,8л/лг	40% 60%	до 0,6 мм до 0,9 мм
ЛИТЕРАТУРА
I.	Квасов Ф. И. Производство полуфабрикатов из легких сплавов за
50 лет Советской власти. Сб. Технология легких сплавов, ВИЛ С № 5, 1967.
2.	Белов А. Ф. В соревновании с капиталистическими странами зани-
мать передовую позицию. Сб. Технология легких сплавов», ВИЛС, № 5,
1967.
3.	Белов А. Ф. и Квасов Ф. И. Развитие производства легких спла-
вов за 50 лет Советской власти. Цветные металлы, № 7, 1967.
4.	Ерманок М. 3. и Егоров И. В. Силовые услови>{ прессования полу-
фабрикатов из сплава АМГ-6. Цветные металлы», № 3, 1967.
5.	Рожков В. М., Егоров И. В., Шахновский Д. И. и Крючков М. А.
Правка ребристых панелей на семивалковой роликоправильной машине.
Сб. Технология легких сплавов, № 4, ВИЛС, 1965.
7. Ерманок М. 3. и Александров Ю. Н. Производство монолитных
ребристых панелей из алюминиевых сплавов. Металлургиздат, 1969.
АВТОМА ТИЗАЦИЯ
ПРОКА ТНЫХ
СТАНОВ
Д-р техн, наук ДРУЖИНИН Н. Н.,
канд. техн, наук МИРЕР А. Г.,
инженеры КОЛЯДИЧ В. М.
и ДРУЖИНИН А. Н.
СОЗДАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ КОМПЛЕКСА СИСТЕМ
АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ
И НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ НА НЕПРЕРЫВНЫХ
СТАНАХ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ
Одним из основных средств уменьшения разнотолщинно-
сти холоднокатаного листа является применение систем ав-
томатического регулирования толщины и натяжений полосы.
Большая сложность внутренних взаимосвязей в системе
непрерывного стана, определяемая особенностями процесса
пластической деформации металла в сочетании с упругими
свойствами прокатных клетей и характеристиками многодви-
гательного электропривода, явлением транспортного запазды-
вания и рядом других факторов, не дает возможности без
фундаментальных исследований решить задачу создания со-
вершенных систем автоматического регулирования толщины
и натяжений полосы.
381
Такие исследования были начаты во ВНИИМЕТМАШе
более 15 лет назад. Теоретический анализ [1], [2], [3] прово-
дился в сочетании с экспериментальным исследованием спе-
циально созданного лабораторного непрерывного стана [1],
[4], а затем на первом отечественном высокоскоростном пяти-
клетевом жестекатальном стане с момента его пуска в 1956 г.
на Магнитогорском металлургическом комбинате [3], [5].
Для проведения этих исследований была разработана спе-
циализированная аналоговая вычислительная машина1, по-
лучившая наименование МН-12. С помощью этой машины бы-
ли детально изучены математические модели непрерывного
стана и ряда вариантов систем автоматического регулирова-
ния, что позволило получить важные выводы и существенно
облегчило создание и последующее внедрение реальных ре-
гуляторов [6].
В результате теоретических и экспериментальных исследо-
ваний были получены и проверены уравнения, описывающие
систему стана с учетом упругости прокатных клетей, зависи-
мости опережения металла от натяжений полосы, а также с
учетом других технологических особенностей процесса. При
этом были выявлены новые свойства непрерывного стана как
объекта регулирования. Так, впервые было показано, что эф-
фективность воздействия на толщину (и натяжение) полосы
путем изменения скоростей клетей приблизительно обратно
пропорциональна скорости прокатки. Был объяснен факт, что
перемещение нажимных винтов клетей (кроме первой) прак-
тически не влияет на толщину полосы, но зато вызывает зна-
чительное изменение заднего по отношению к этой клети на-
тяжения; теоретически предсказана и экспериментально под-
тверждена возможность при определенных условиях «обрат-
ного» влияния перемещения нажимных винтов на толщину
полосы, когда толщина уменьшается при подъеме нажимных
винтов и др. И [3], [51
С учетом этих исследований были разработаны общая тео-
рия и инженерные методы расчета непрерывных станов, рас-
сматриваемых как объект автоматического регулирования
[3], [71
Результаты этих исследований легли в основу предложен-
ной структуры регуляторов толщины и натяжения полосы; эти
регуляторы были разработаны, изготовлены и внедрены на
пятиклетевом стане 1200 Магнитогорского металлургического
комбината2, где они находятся в эксплуатации с 1964 г.
1 Машина МН-12 была разработана НИИсчетмаш под руководством
д-ра техн, наук Фелдбаума А. А., установлена во ВНИИМЕТМАШе в
1958 г.
2 Указанная работа проводилась совместно с НИИТЯЖМАШем Урал-
машзавода.
382
Работы по созданию систем регулирования были продол-
жены на первом отечественном непрерывном широкополосном
стане 1700 Череповецкого металлургического завода.
Для выявления особенностей четырехклетевого стана 1700
ВНИИМЕТМАШ в 1964 г. провел экспериментальное иссле-
дование.
Были получены передаточные функции, связывающие тол-
щину полосы после каждой клети и межклетевые натяжения
с изменением положения нажимных винтов и скорости вра-
щения валков каждой клети. Эти данные были изучены для
основного сортамента во всем диапазоне скоростей прокат-
ки [3].
Характерной особенностью четырехклетевого стана 1700
является большая номенклатура прокатываемого сортамента.
На стане прокатывают полосу из сталей различных марок
(низко- и среднеуглеродистые кипящие, спокойные и полуспо-
койные, а также легированные стали) от исходной толщины
2—5 мм до конечной толщины 0,5—2,5 мм при ширине поло-
сы от 800 до 1560 мм — всего более 1000 сортов. При этом
обжатия металла в клетях стана изменяются в широких пре-
делах, особенно в четвертой клети, где величина обжатия ко-
леблется от 3—5 до 25—30%.
В этих условиях свойства стана, как объекта регулирова-
ния толщины и натяжений полосы, существенно изменяются.
Так например, передаточный коэффициент, связывающий из-
менение натяжения с перемещением нажимных винтов пос-
ледующей клети, может изменяться в 5—6 раз. Было также
установлено, что передаточный коэффициент, связывающий
изменение межклетевого натяжения с изменением скорости
валков, зависит не только от скорости прокатки, но и от об-
жатия металла в последующей клети, особенно при малых
обжатиях.
Ввиду большой длины бочки валков на этом стане, име-
ют место, особенно для последней клети, более жесткие огра-
ничения допустимого перемещения нажимных винтов для
сохранения требуемого профиля полосы (отсутствие коробо-
ватости и волнистости).
На основе исследований во ВНИИМЕТМАШе разработан
и изготовлен усовершенствованный комплекс систем регули-
рования толщины и натяжений полосы для станов с широким
сортаментом выпускаемого листа (рис. 1).
Следует отметить принципиально новые решения для соз-
данного комплекса систем, обеспечившие их преимущество
по сравнению с зарубежными образцами:
1)	в качестве управляющего воздействия в регуляторе
толщины используется изменение всех межклетевых натяже-
ний, причем не одновременно, а последовательно, начиная с
последнего межклетевого промежутка. Каждый следующий
383
промежуток включается в процессе регулирования только тог-
да, когда регулирующие возможности всех уже действующих
промежутков исчерпаны;
2)	применено комбинированное воздействие на нажимные
винты и на скорости валков клетей для регулирования натя-
жения;
Рис. I. Упрощенная структурная схема комплекса систем регулирования
толщины и натяжений полосы на непрерывном четырехклетевом стане
1700 4МЗ:
Д— приводные двигатели; СУН, СУ В — системы управления соответствен-
но напряжением главного привода и приводом нажимных винтов; ИН —-
измеритель натяжения; ИТ — измеритель толщины; ЗН — задатчик натя-
жения полосы и зоны нечувствительности; ЗТ — задатчик толщины поло-
сы; РТ — регулятор толщины полосы; РНВ— регулятор натяжения с воз-
действием на нажимные винты; РНЯ — регулятор натяжения с воздейст-
вием на скорость приводных двигателей клетей; /<— управляемый ключ
3)	использован узел, обеспечивающий автоматическую
коррекцию коэффициента усиления регулятора в функции
скорости прокатки и толщины полосы;
4)	регулирующее воздействие на скорости клетей направ-
лено только в сторону замедления; темп разгона клети при
восстановлении скорости может быть ограничен без умень-
шения быстродействия регулирования;
5)	в регуляторе толщины на выходе стана использовано
вспомогательное управляющее воздействие на перемещение
нажимных винтов;
384
6)	в релейном регуляторе натяжения с воздействием на
нажимные винты применен узел, обеспечивающий процесс ре-
гулирования, близкий к оптимальному по быстродействию в
условиях изменения передаточного коэффициента объекта ре-
гулирования в широких пределах;
7)	применена схема автоматической форсированной оста-
новки стана при потере натяжения;
8)	применен узел автоматической коррекции коэффици-
ента усиления регулятора в функции величины обжатия ме-
талла.
В результате реализации этих решений во внедренном
комплексе систем:
1.	Обеспечивается высокое качество регулирования тол-
щины полосы во всем диапазоне прокатываемого сортамен-
та, т. е. независимо от сорта металла, ширины и толщины
полосы и распределения обжатий по клетям (в том числе при
весьма малых обжатиях в последней клети) без ручной пе-
рестройки параметров регуляторов.
2.	Автоматическое регулирование толщины полосы осуще-
ствляется не только на рабочей скорости прокатки, но также
на заправочной скорости и в процессе разгона и замедления
стана, т. е. на переднем и заднем концах полосы и в районе
сварных швов.
3.	Обеспечивается, одновременно с регулированием тол-
щины, регулирование натяжений полосы во всех межклете-
вых промежутках. Быстродействие регуляторов обеспечивает
надежное поддержание натяжений в переходных режимах
разгона и замедления стана при обычном электромеханиче-
ском приводе нажимных винтов клетей.
4.	Сохраняется высокое качество регулирования натяже-
ния во всем диапазоне сортамента и скоростей прокатки без
ручной перестройки параметров регуляторов.
5.	Для обеспечения регулирования толщины и натяжений
не требуется запаса по скорости и загрузке приводных дви-
гателей клетей.
6.	Обеспечивается автоматическая компенсация эффекта
скорости, что разгружает регулятор толщины на выходе стана
и увеличивает точность поддержания толщины полосы при
разгоне и замедлении стана.
7.	Обеспечивается автоматическая форсированная оста-
новка стана при уменьшении любого из межклетевых натя-
жений ниже заданного минимального значения или при об-
рыве полосы.
8.	Взаимодействие отдельных регуляторов в комплексе
систем обеспечивает в процессе прокатки автоматическое из-
менение распределения обжатий по клетям стана для получе-
ния заданной толщины полосы на выходе и межклетевых на-
тяжений. Это регламентирует настройку стана и делает ее не-
25 зак. здсп	385
зависимой от индивидуальных качеств операторов-вальцов-
щиков.
Промышленная эксплуатация комплекса внедренных си-
стем показала их высокую надежность и эффективность.
По данным проведенных испытаний, а также по отчетным
данным ЧМЗ и ММК, работа комплекса регулирующих си-
стем характеризуется следующими показателями:
Точность регулирования толщины полосы по всему сорта-
менту при ручном регулировании составляет 5—8%, а при
работе автоматических систем не больше 1,5—2% от номи-
нального значения, что не ниже показателей лучших зару-
бежных фирм, несмотря на то, что горячекатаный подкат за
рубежом лучше по качеству.
На рис. 2 приведены осциллограммы, снятые при ручном
а и автоматическом б регулировании, свидетельствующие о
его высокой эффективности.
о)
б)
Рис. 2. Осциллограммы толщины полосы, снятые при прокатке полосы
2.75/1. О X 1270 из стали 08кп:
а — системы регулирования отключены; б — системы регулирования вклю-
чены
Для ряда сортаментов точность регулирования нового
комплекса составляет 1 % на основной части полосы, что пре-
восходит показатели систем регулирования наиболее разви-
тых зарубежных, в том числе установленной на четырехкле-
тевом стане завода в Порт Толбот (Англия) и являющейся
одной из лучших современных систем. Ошибка регулирования
386
толщины на этом стане для аналогичного сортамента на ос-
новной части полосы составляет 1,5%.
Достигнутая точность регулирования обеспечила возмож-
ность ввода на ММК в эксплуатацию важнейшего объекта —
линии электролитического лужения с производительностью
100 тыс. т. белой жести в год. При работе без регулирующих
систем значительная часть жести при лужении идет в брак
из-за оплывов олова вследствие разнотолщинности полосы.
Череповецкий металлургический завод благодаря вводу в
эксплуатацию нового комплекса систем оказался подготов-
ленным для выпуска листовой продукции по техническим ус-
ловиям фирмы «Фиат» на разнотолщинность автолиста для
завода в г. Тольятти.
По данным ЧМЗ, с внедрением регуляторов производи-
тельность стана 1700 увеличилась на 5—6%, количество об-
рывов полосы уменьшилось в 3 раза; листа, выпускаемого по
классу точности «А» (ГОСТ 3680—57), возросло до 93% по
сравнению с 58,8% без регуляторов, уменьшилось количест-
во некондиционного проката с 3,,08 до 0,73%; экономия ме-
талла за счет уменьшения брака и увеличения площади листа
при прокатке в минусовых допусках составила 42,5 тыс. т в
год.
Опыт эксплуатации показал также, что при работе си-
стем регулирования уменьшается брак по профилю полосы
(волнистость и коробоватость), По данным испытаний, при
автоматическом регулировании брак по указанным призна-
кам составляет 0,37% по сравнению с 3,32% при ручном ре-
гулировании.
Экономическая эффективность от внедрения систем регу-
лирования толщины и натяжений полосы исключительно ве-
лика, даже без учета экономии, получаемой народным хозяй-
ством от применения листа повышенного качества (меньший
износ штампов, уменьшение брака и др.). Экономический
эффект только по стану 1700 Череповецкого металлургическо-
го завода составляет около 1 млн. 800 тыс. руб. в год, а сум-
марный эффект по этому стану и стану 1200 ММК превыша-
ет 3 млн. руб. в год.
Созданием описанного комплекса систем регулирования
решена важная народнохозяйственная задача по повышению
качества холоднокатаного листа.
Все вновь строящиеся отечественные станы., в том числе
поставленые за рубеж, будут оснащены подобными систе-
мами.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Дружинин Н. И. Основные положения и анализ электромеханиче-
ских процессов непрерывной прокатки холодного металла. Сб. Прокатные
станы, кн. 50, ЛАашгиз, 1952.
25*	387
2.	Дружинин Н. И. Управления регулирования и взаимосвязи мно-
годвигательного электропривода и технологии в непрерывных прокатных
станах. Доклад на I конгрессе ИФАК, Госэнергоиздат, 1960.
3.	Дружинин Н. Н. Непрерывные станы как объект автоматизации.
Металлургия, М., 1967.
4.	Дружинин Н. Н. и Хотулев В. К. К теории непрерывных станов
холодной прокатки. Сб. Прокатные станы, кн. 50, Машгиз, 1952.
5.	Дружинин Н. Н. и Мирер А. Г. Комплексное исследование много-
двигательного электропривода пятиклетевого стана. Электропромышлен-
ность и приборостроение, № 20, 1960.
6.	Дружинин Н. Н., Мирер А. Г. и Колядич В. М. Моделирование не-
прерывного пятиклетевого стана холодной прокатки как объекта системы
«тонкого» регулирования толщины. Сб. «Труды ВНИИМЕТМАШ», № 5,
7.	Дружинин И. Н. и Силаев Э. Ф. Передаточные функции и матрич-
ные структуры непоеоывных станов. Электричество, № 4, 1964.
Инж. ПРИВЕДЕНЦЕВ В. П. и
канд. техн, наук ФИЛАТОВ А. С
ЭЛЕКТРОПРИВОД МНОГОВАЛКОВОГО СТАНА
ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТОНЧАЙШЕЙ ЛЕНТЫ
Бурное развитие счетно-вычислительной техники, радио-
электроники и других отраслей отечественной промышленно-
сти обусловило большой спрос на тончайшую ленту (толщи-
ной от 0,020 до 0,005 мм и ниже) из сплавов со специальны-
ми физическими свойствами.
Для производства такой ленты ВНИИМЕТМАШ создал
многовалковые станы специальной конструкции
Ниже приводятся све-
дения об отечественных и
зарубежных образцах ста-
нов такого типа.
20-ВАЛКОВЫЙ СТАН
ЦКБММ-34
В состав оборудова-
ния исследуемого стана
входит рабочая клеть, в
которой размещены 20
валков, и два намоточных
устройства, расположен-
ных по обеим сторонам
рабочей клети.
Техническая характе-
ристика стана приведена
Рис. 1. Схема расположения валков 20-
валкового стана:
-I--приводные валки
ниже, а кинематическая
схема валковой системы
на рис. 1.
389
Число валков ............................
Прокатываемый материал ..................
Диаметр рабочих валков, мм .
Диаметр I промежуточных валков, мм .
Диаметр II промежуточных валков, мм .
Диаметр опорных валков, мм .	.	.	.
Длина бочки валков, мм...................
Ширина прокатываемой ленты, мм .
Начальная толщина ленты, мм ....
Конечная толщина ленты, мм ....
Скорость прокатки, м/сек...............
Двигатель валков:
мощность, квт............................
скорость вращения, об/мин ....
напряжение, в.........................
Натяжение ленты, кг......................
Двигатель намоточного устройства:
мощность, квт............................
скорость вращения, об/мин .	.	.	.
напряжение, в.........................
20
Прецизионные сплавы
8-12
22
32
60
160
60-130
0,08-0,15
0,005
2,5
60
1000
220
15-230
9,0 и 2,8
1500/2000
220
Приводными валками в данной конструкции стана являют-
ся четыре крайних промежуточных валка второго ряда (два
сверху и два снизу). Момент от двигателя к приводным вал-
кам передается с помощью шестеренной клети и четырех уни-
версальных шпинделей. К рабочим валкам момент передает-
ся посредством трения через систему промежуточных валков
первого ряда.
Привод каждого намоточного устройства исследуемого
стана производится от двух двигателей постоянного тока раз-
личной мощности. Принятая система привода намоточных уст-
ройств обусловлена значительным диапазоном требуемых
уставок натяжения и наличием системы регулирования натя-
жения ленты в функции косвенных параметров. В первых
пропусках при прокатке толстой и широкой ленты привод на-
моточного устройства осуществляется от двигателя большей
мощности, при прокатке узкой или тонкой ленты в последних
пропусках используется двигатель меньшей мощности. Дви-
гатель большей мощности в этом случае механически и элек-
трически отключается.
Для расширения диапазона требуемых уставок натяжения
ленты предусмотрена возможность безредукторного привода
барабанов намоточных устройств от двигателей меньшей
мощности.
Управление приводными двигателями валков и моталок
осуществляется по системе Г-Д.
Схема электропривода 20-валкового стана ЦКБММ-34
приведена на рис. 2.
390
Рис. 2. Схема электропривода 20-валкового стана ЦКБММ-34:
БМ — барабан моталки; К — рабочая клеть; РМ — редуктор моталки;
ШК — шестеренная клеть; М — расцепляющаяся муфта; 1Д — двигатель
моталки 2,8 кет, 1500/2000 обIмин, 220 в; 2Д — двигатель моталки
9,0 кет, 1500/2000 об/мин, 220 в; ГМ — генератор моталки 13,5 кет,
1450 об/мин, 230 е; ДК— двигатель клети 60 кет, 1000 об/мин, 220 0;
ГК — генератор клети 65 кет, 1450 об/мин, 230 в
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СТАНА
В задачу исследования стана входило определение сило-
вых и энергетических параметров при прокатке различных
сплавов и определение влияния изменения натяжения на
толщину прокатываемой ленты.
Для определения указанных зависимостей в процессе
прокатки визуально и с помощью осциллографа записыва-
лись следующие величины: марка прокатываемого материала,
ширина ленты, начальная толщина и толщина ленты после
каждого пропуска, давление металла на валки и крутящие
моменты на универсальных шпинделях стана. Давление ме-
талла на валки и крутящие моменты на шпинделях стана из-
мерялись с помощью проволочных тензодатчиков и специ-
альной усилительной аппаратуры.
Результаты обработки полученных данных при прокатке
нержавеющей стали (13% Ni, 13% Сг, 2% Мо, 72% Fe), спла-
ва 79НМА по различным технологическим схемам приведены
в табл. 1 и 2.
Для сравнения полученных данных в табл. 3—7 приведе-
ны схемы прокатки различных металлов и сплавов на зару-
бежных многовалковых станах с диаметрами рабочих валков,
близкими к диаметру валков исследуемого стана.
39 J
Таблица 1
Режимы прокатки ленты из нержавеющей стали (13% Ni, 13% Сг, 2% Мо, 72% Fe) на 20-валковом стане ЦКБММ-34
Номер пропуска	Толщина ленты, мм		Обжатие ленты				Ширина ленты, мм	Натяжение ленты, кг) мм2		Давление металла на валки, т	Момент на шпинде- лях стана, кгм
	до пропуска	после пропуска	за пропуск		суммарное			перед- нее	заднее		
			мм	%	мм	%					
1	0,120	0,050	0,070	58,3	0,750	93,8	80	46,3	18,4	15,4	28,1
2	0,050	0,025	0,025	50,0	0,775	96,9	80	47,3	42,3	16,0	17,0
3	0,025	0,019	0,006	24,0	0,781	97,6	80	45,3	43,2	17,2	13,3
1	0,105	0,035	0,070	66,7	0,765	95,6	80	44,5	12,5	16',0	27^
2	0,035	0,023	0,012	34,3	0,777	97,1	80	39,6	28,0	16,0	15,3
3	0,023	0,019	0,004	17,4	0,781	97,6	80	22,5	34,5	12,6	14,7
1	0,100	0,035	0,065	65,0	0,765	95,6	80	63,3	22,4	17,8	30,0
2	0,035	0,018	0,017	48,5	0,782	97,8	80	48,8	67,3	21,0	17,3
1	0,105	0,037	0,068	64,7	0,763	95,4	80	43,9	11,8	17,0	28,2
2	0,037	0,025	0,012	32,4	0,775	96,9	80	46,3	31,5	16,8	13,6
3	0,025	0,021	0,004	16,0	0,779	97,4	80	31,6	41,8	14,3	12,8
4	0,021	0,0165	0,0045	21,4	0,7835	97,9	80	47,4	36,9	15,1	12,6
5	0,0165	0,016	0,0005	3,0	0,784	98,0	80	41,5	56,7				
6	0,016	0,013	0,003	18,7	0,787	98,4	80	19,0	42,5	10,7	12,5
7	0,013	0,012	0,001	7,7	0,788	98,5	80	33,0	18,9	9,3	13,5
Примечание. Заготовка холоднокатаная с толщины 0,8 мм.
Таблица 2
Режим прокатки ленты из сплава 79НМА на 20-валковом стане ЦКБММ-Э4
1 Номер про- пуска	Толщина ленты, мм		Обжатие ленты				Ширина ленты, мм	Натяжение ленты, кг 1мм?		Давление металла на валки, т	Момент на шпинделях стана, кгм
	до пропуска	после пропуска	за пропуск		суммарное			переднее	заднее		
			мм	%	мм	] % ।					
1	0,100	0,030	0,030	70,0	0,320	91,5	80	34,0	23,9	16,3	22,4
2	0,030	0,019	0,011	36,7	0,331	94,5	80	30,4	29,6	17,0	10,7
3	0,019	0,013	0,006	31,6	0,337	96,3	80	32,4	21,9	—	13,3
4	0,013	0,011	0,002	15,4	0,339	97,0	80	30,9	34,2	11,4	9,3
5	0,011	0,009	0,002	18,2	0,341	97,5	80	18,5	27,9	18,0	10,3
6	0,009	0,0075	0,0015	16,7	0,3425	97,9	80	13,0	17,3	15,7	11,0
7	0,0075	0,006	0,0015	20,0	0,344	98,3	80	19,6	16,6	14,2	12,0
8	0,006	0,0055	0,0005	8,3	0,3445	98,5	80	49,5	48,1	——	3,2
Примечание. Заготовка холоднокатаная с толщины 0,35 мм.
Й	Т а б л и ц а 3
*£*
Схемы прокатки ленты из различных материалов 5ез промежуточного отжига на 20-валковом стане Сендзимира Z7? 23-4
с диаметром рабочих валков в =»6,35 мм
Прокатываемый материал	Степень предварит, обжатия, %	Ширина ленты, мм	Толщина ленты, мм		Число пропусков	Среднее обжатие за пропуск, %
			начальная	конечная		
Медь	26,0	71	0,50	0,005	9	42
7—3 латунь	—	100	0,50	0,160	3	32
8% фосфористая бронза	15,0	100	0,18	0,008	7	48
Бериллиевая бронза	10,0	70	0,09	0,006	9	26
Константан	79,0	85	0,06	0,010	4	24
Алюминий	98,0	75	0,40	0,006	6	52
2,5% Mg — Al-сплав	—	100	0,30	0,008	4	70
5,0% Mg — А1-сплав	—	100	0,32	0,007	4	73
Низкоуглеродистая сталь	55,0	100	0,14	0,005	8	38
Кремнистая сталь	—	100	0,17	0,016	8	21
50/50 Fe — Ni-сплав	55,0	100	0,15	0,006	20	15
Никель	75,0	100	0,09	0,010	3	52
Титан	—	100	0,25	0,006	29	18
Таблица 4
Схема прокатки ленты из нержавеющей стали 18-8 шириной в—60 мм на 20-валковом стане Сендзимира типа Z/? 32-4 с
диаметром рабочих валков dR р=6,35 мм
Номер пропуска	Толщина ленты, мм		Обжатие ленты				Натяжение ленты, кг {мм2		Давление металла на валки, т
	до пропуска	после пропуска	за пропуск		суммарное		заднее	переднее	
			мм	%	м м	%			
1	0,159	0,150	0,009	5,65	0,150	50,0	21,3	24,0	2,5
2	0,150	0,138	0,012	8,00	0,162	54,0	22,7	24,6	2,5
3	0,138	0,132	0,006	4,35	0,168	56,0	24,3	25,8	2,5
4	0,132	0,122	0,010	7,58	0,178	59,3	25,8	27,9	2,5
5	0,122	0,120	0,002	1,64	0,180	60,0	27,9	28,4	2,5
6	0,120	0,112	0,008	6,67	0,188	62,6	28,4	30,4	2,5
7	О' 112	0,105	0,007	6,25	0,195	65,0	30,4	32,4	2,5
8	0,105	0,095	0,010	9,53	0,205	68,3	32,4	34,6	2,5
9	0,095	0,088	0,007	7,35	0,212	70,6	34,6	35,8	2,5
10	0,088	0,082	0,006	6,81	0,218	72,7	35,8	38,6	2,5
11	0,082	О', 075	0,007	8,52	0,225	75,0	38,6	49,0	2,5
12	0,075	0,070	0,005	6,67	0,230	76,7	49,0	45,2	2,5
13	0,070	0,060	0,010	14,3	0,240	80,0	45,2	51,1	2,5
14	О; 060	0,058	0,002	3,33	0,242	80,7	57,1	66,7	2,5
15	0,058	0,054	0,004	6,90	0,246	82,0	58,7	73,5	2,5
Примечание. Рабочие валки — твердосплавные,
Заготовка
холоднокатаная с толщины 0,3 до 0,159 мм.
Таблица 5
GO
05 Схема прокатки ленты из сплава 50/50 Fe — Ni шириной b = 100 мм на 20-валковом стане Сендзимира типа
ZZ? 32-4 с диаметром рабочих валков dp в = 6,35 мм
Номер пропуска	Толщина ленты, мм		Обжатие ленты				Натяжение ленты,кг'мм2		Давление металла на валки, т
	до пропуска	после пропуска	за пропуск		суммарное		заднее	переднее	
			мм	%	мм	%			
1	0,148	0,125	0,023	15,5		98,44	16,1	18,0	4,5
2	0,125	0,098	0,027	21,6	7,902	98,77	19,0	24,3	4,5
3	0,098	0,080	0,018	18,4	7,920	99,00	24,2	25,5	4,5
4	0,080	0,065	0,015	18,7	7,935	99,20	27,6	31,4	4,5
5	0,065	0,052	0,013	20,0	7,948	99,35	31,4	31,4	4,5
6	0,052	0,038	0,014	26,9	7,962	99,52	31,4	42,1	4,5
7	0,038	0,028	0,010	26,3	7,972	99,65	42,2	48,6	4,5
8	0,028	0,022	0,006	21,4	7,978	99,72	51,0	56,0	4,5
9	0,022	0,017	0,005	22,7	7,983	99,79	54,5	60,7	4,5
10	0,017	0,014	0,003	17,7	7,986	99,82	60,5	64,0	4,5
11	0,014	0,012	0,002	14,3	7,988	99,85	61,5	58,0	4,5
12	0,012	0,010	0,002	16,7	7,990	99,87	59,0	55,5	4,5
13	0,010	0,009	0,001	10,0	7,991	99,89	58,6	60,5	5,7
14	0,009	0,008	0,001	11,1	7,992	99,90	60,5	45,4	6,2
15	0,008	0,007	0,001	12,5	7,993	99,91	57,0	49,6	7,0
16	0,007	—	—	—	—	—	59,0	51,6	7,2
17	—	0,006	0,001	14,3	7,994	99,93	60,0	55,5	7,5
Примечание. Заготовка холоднокатаная с толщины 8,0 до 0,148 мм
Исследования показали, что приводной двигатель валков
стана даже при самых больших обжатиях (е = 58—66%) в
первом пропуске при прокатке нержавеющей стали загружен
не более чем на 60—70%. В последующих пропусках за-
грузка двигателя уменьшается.
В табл. 8 приведены технические данные некоторых зару-
бежных многовалковых станов, близких по своим парамет-
рам к исследуемому стану. Анализ полученных данных и дан-
ных, приведенных в табл. 8, показывает, что требуемая мощ-
ность двигателя при прокатке ленты шириной 100 мм на ско-
рости 1,0 м{сек лежит в пределах 8,0—15 кет. Различие в
потребной мощности объясняется наличием различных диа-
метров рабочих валков рассматриваемых станов и прочност-
ными характеристиками прокатываемых материалов, а также
технологическими схемами прокатки.
Таблица 6
Схема прокатки ленты из низкоуглеродистой стали SM шириной
6=80 мм на 20-валковом стане с диаметром рабочих валков dpB=10 мм
Номер про- пуска	Толщина ленты, мм		Обжатие ленты			
			за пропуск		суммарное	
	до пропуска	после пропуска	мм	%	мм	%
1	0,45	0,22	0,23	51,0	0,23	51,0
2	0,22	0,11	0,11	50,0	0,34	75,5
3	0,11	0,07	0,04	36,4	0,38	84,5
Таблица 7
Схема прокатки ленты из низкоуглеродистой стали и никеля шириной
6=80 мм на 12-валковом стане с диаметром рабочих валков rfpB==10itM
Номер про- пуска	Толщина ленты		Обжатие ленты			
			за пропуск		суммарное	
	до пропуска, мм	после про- пуска, мм	мм	%	мм	%
1	0,500	0,250	0,250	50,0	0,250	50,0
2	0,250	0,100	0,150	60,0	0,400	80,0
3	0,100	0,045	0,055	55,0	0,455	91,0
4	0,045	0,025	0,020	44,5	0,475	95,0
5	0,025	0,010	0,015	60,0	0,490	98,0
397
оо
Таблица 8
Техническая характеристика реверсивных многовалковых станов холодной прокатки тончайшей ленты (число валков 20)
Техническая характеристика стана	Место установки					стана		
	Навеки Кемикэл энд Ко., Бойертаун. Пенсильвания, США	Швейцария	Навеки Кемикэл энд Ко., Бойертаун, Пенсильвания, США	Арнольд Энджини- ринг Ко, Маренго, Иллинойс, США	Япония	ФРГ	Университет Тохоку, Токио Япония	Металлверк Планзее, Ройтте, Австрия
Прокатываемый материал	Тантал	Тантал	Тантал	Спец, сплавы	Спец, сплавы	Спец, сплавы	Спец, сплавы	Спец, сплавы
Диаметр рабочих валков, мм	ЮН-15	104-15	6,0	6,35	6,5-8,5	5,5-48,5	6,35	10-15 t
Диаметр I промежуточных вал-	—	—	—	12,7	—	—	12,7	—
ков, мм Диаметр II промежуточных вал-	——	—'	•		25,4	—	—	25,4	
ков, мм Диаметр опорных валков, мм	100	100	100	47,6	58,0	55,0	47,6	
Длина бочки валков, мм	140	140	135	—	135	135	—	100
Ширина прокатываемой ленты, мм	——	—	108	100	ПО	—	100	—
Начальная толщина ленты, мм	—	—	0,150	0,254	0,500	0,120	0,150	—-
Конечная толщина ленты, мм	0,010	0,010	0,00375	0,005	0,010 (0,003)	0,005	0,005	0,010
Скорость прокатки, м/сек	0,5J	0,50	0,83	1,52	1,25	0,83	0,76	0,50
Мощность двигателя валков, квт	7,0	7,0	7,5	5,5	И	6,3	5,5	0,0
Натяжение ленты, кг	34-140	2-4-200	5—250	4,5-180	7,5—350	5-250	200	0,8-80
Мощность двигателя моталки, квт	—		2,2	2,2	—	4,15	2,2	1/0
РАСХОД ЭНЕРГИИ ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ ТОНЧАЙШЕЙ
ЛЕНТЫ
По данным, полученным в процессе исследования 20-
валкового стана ЦКБММ-34, определен расход энергии при
холодной прокатке тончайшей ленты из нержавеющей стали
(13% Ni, 13% Сг, 2% Мо, 72% Fe), из сплавов 79НМА и
50 НП, из константана и из сплава 96% N'i + (3,08—3,46%).
Кривые удельного расхода энергии при холодной прокат-
ке тончайшей ленты из указанных выше сплавов приведены
на рис. 3—6.
На рис. 7 приведены зависимости потерь в главной линии
20-валкового стана 160 (ЦКБММ-34Б) от скорости прокатки
при различных значениях давления металла на валки.
ВЛИЯНИЕ НАТЯЖЕНИЯ НА ТОЛЩИНУ ПРОКАТЫВАЕМОЙ ЛЕНТЫ
Основными факторами, влияющими на разнотолщинность
прокатанной ленты, являются разнотолщинность подката, по-
ступающего на стан, и изменение натяжения ленты.
С целью выявления влияния натяжения на толщину про-
катываемой ленты проведена серия экспериментов при про-
катке нержавеющей стали и технически чистого железа
Армко. В процессе этих экспериментов определена зависи-
мость толщины ленты от изменения как заднего, так и перед-
него натяжений в разных пропусках.
Результаты проведенных экспериментов приведены на
рис. 8—10 и в табл. 9.
На рис. 8 приведены зависимости толщины от изменения
заднего^ натяжения при прокатке в первом пропуске ленты
из нержавеющей стали и железа Армко. Как видно из рис. 8,
лента из материала с более низкими исходными прочностны-
ми характеристиками, в данном случае железо Армко, более
подвержена влиянию изменения натяжения, чем лента из нер-
жавеющей стали. Так, при изменении заднего натяжения на
1 кг/мм2 толщина ленты из железа Армко изменяется на
0,0005 жж, а из нержавеющей стали — только на 0,0002 жж.
Из зависимостей, приведенных на рис. 9, видно, что влия-
ние изменения заднего натяжения на толщину прокатывае-
мой ленты по мере ее упрочнения уменьшается. Так, при
изменении заднего натяжения ленты из железа Армко на
1 кг/жж2 во втором пропуске толщина изменяется лишь на
0,00005 жж, что в 10 раз меньше изменения толщины ленты в
первом пропуске при изменении заднего натяжения на такую-
же величину.
399
Рис. 3. Расход энергии при холодной прокатке ленты на 20-валковом стане
ЦКБММ-34 с диаметром рабочих валков = (8 4-12 мм) (смазка —
минеральное масло): 1 — нержавеющая сталь (13% Ni, 13% Сг, 2% Мо,
72% Fe), епред = 85%; 2 — сплав 79 НМА, еПред = 71,5%; 3— сплав
50НП , епредв 77,0%
400
Рис. 4. Расход энергии при холодной прокатке ленты на 20-валковом стане
ЦКБММ-34Б с диаметром рабочих валков яГр В1 — (8,5 4- 10,5) мм (смаз-
ка — минеральное масло):
1 — константан (еПредв — 70%); 2 — константан ( гПредв =0%)
26 Зак. ЗДСП
401
Рис. 5. Расход энергии при холодной прокатке ленты из сплава 96% Ni +
+ (3,08—3,46.) % W (епредв =50%) на 20-валковом стане ЦКБММ-34Б с
диаметром рабочих валков в =(8,5—10,5) мм (смазка — минераль-
ное масло)
402
1л/ /Ш/т
Рис. 6. Расход энергии при холодной прокатке ленты на 20-валковом
стане с диаметром рабочих валков dp> в =12,0 мм (без смазки):
1 — титан; 2 — цирконий; 3 — тантал; 4 — нихром
26*
403
Рис. 7. Потери мощности в главной линии 20-валкового стана ЦКБММ-34Б:
/н—ток двигателя нажимного устройства
404
Таблица 9
Влияние изменения натяжения на толщину ленты, прокатываемой на 20-валковом стане ЦКБММ-34
Прокатываемый материал	Ширина ленты, мм	Толщина ленты до пропуска, | мм	Натяжен. ленты, кг	Номер пропуска	Изменение натяжения ленты на 1 кг/мм2	Изменение толщины ленты, мм
Нержавеющая сталь	80	0,100	Т1г=91,0	1	заднего	0,0002
Железо Армко	60	0,080	Т,=31,0	1	то же	0,0005
То же	60	0,080	Т1=52,5	1		0,0005
9	»	60	0,075	Т1=30,0	1	п	я	0,0005
Железо Армко	60	0,092	Ti=46,0	1	V	9	0,0005
То же	60	0,027	Tj—27,2	2	» »	0,00005
Железо Армко	60	0,080	Т0=79,0	1	переднего	0,00004
То же	60	0,080	Ti=52,5	1	заднего	0,0005
Рис. 8. Влияние изменения заднего натяжения на толщину ленты, прока-
тываемой на 20-валковом стане ЦКБММ-34:
1 — нержавеющая сталь, первый пропуск (ширина ленты b = 80 мм, тол-
щина до пропуска Ло = 0,100 мм, переднее натяжение 71=91,0 кг); 2—
железо Армко, первый пропуск (ширина ленты b = 60 мм, толщина до
пропуска hQ = 0,080 мм, переднее натяжение 71=35 кг); 3 — железо
Армко, первый пропуск (ширина ленты b = 60 мм, толщина до пропуска
h0 = 0,080 и 0,075 мм, переднее натяжение 71 = 52,5 кг)
На рис. 10 показано влияние изменения заднего и перед-
него натяжений на толщину ленты из железа Армко, прока-
тываемой в первом пропуске. Из приведенных зависимостей
видно, что изменение заднего натяжения ленты в первом про-
пуске в 10—12 раз эффективнее влияет на толщину: измене-
ние заднего натяжения на 1 кг/мм2 изменяет толщину прока-
танной ленты на 0,0005 мм, изменение переднего натяжения
на ту же величину вызывает изменение толщины ленты лишь
на 0,00004 мм.
Наиболее значительные изменения в толщине ленты при
изменении заднего натяжения наблюдаются в первом пропу-
ске. По мере упрочнения ленты влияние изменения заднего
и переднего натяжений на толщину ослабляется. Меньшее
влияние оказывает изменение натяжения на толщину ленты
из материалов с высокими прочностными характеристиками.
Полученные зависимости позволили спроектировать и оп-
робовать способ автоматического регулирования толщины
ленты изменением заднего натяжения в функции отклонений
толщины подката. Результаты получены удовлетворительные.
Об этом свидетельствует осциллограмма, приведенная на
рис. 11, характеризующая процесс автоматического регули-
рования толщины ленты в первом пропуске.
406
Рис. 9. Влияние изменения заднего натяжения па толщину ленты, прока-
тываемой на 20-валковом стане ЦКБММ-34:
1 — железо Армко, первый пропуск (ширина ленты b = 60 мм, переднее
натяжение Тi = 46,0 кг, толщина до пропуска h0 = 0,092 лш); 2 — железо
Армко, второй пропуск (ширина ленты b = 60 мм, толщина до пропуска
/г0 = 0,027 мм, переднее натяжение = 27,2 кг)
407
Рис. 10. Влияние изменения натяжения на толщину ленты, прокатывае-
мой на 20-валковом стане ЦКБЛАМ-34:
1 — железо Армко, первый пропуск (ширина ленты b = 60 мм, толщина
до пропуска Ао = 0,080 мм, заднее натяжение Го = 79,0 кг = const); 2 —
железо Армко, первый пропуск (ширина ленты b — 60 мм, толщина до
пропуска hQ = 0,080 мм, переднее натяжение Т\ = 52,5 кг = const)
408
Рис. 11. Осциллограмма процесса автоматического регулирования толщины
ленты с воздействием на заднее натяжение:
Н — толщина ленты до прокатки; h — толщина ленты после прокатки;
/л — ток двигателя левой моталки; /п — ток двигателя правой моталки
ЛИТЕРАТУРА
1.	Когос А. М. Механическое оборудование волочильных и лентопро-
катных цехов. Металлургиздат, изд. 2. 1964.
2.	Третьяков А. В. Холодная прокатка тончайшей ленты. Металлург-
издат, 1956.
3.	Филатов А. С. и Приведенцев В. П. Станы для холодной прокатки
тонкой и тончайшей ленты. Сб. «Труды ВНИИМЕТМАШ», № 20, 1967.
4.	Маренников А. А., Приведенцев В. П. и Филатов А. С. К вопросу
о потере мощности в рабочих клетях станов холодной прокатки ленты.
Сб. «Труды ВНИИМЕТМАШ» № 20, 1967.
5.	The Iron Age, v. 170, № 9, 1952.
6.	Blech, т. 3, № 11, 1956.
7.	Metals, v. 26, № 8, 1956.
8.	Stahl und Eigen, t. 80, № 14, 1960.
9.	Journal Institute of Metals, v. 88, № 7, 1960.
10.	Тэцу то хагане v. 51, № 3, 1965.
Канд. техн. наук. ФИЛАТОВ А. С
ДИСКРЕТНЫЙ ПРИВОД МЕХАНИЗМОВ ПРОКАТНЫХ
СТАНОВ
За последние 8—10 лет в металлургической промышлен-
ности усиленно внедряются новые конструкции машин по про-
изводству различных изделий повышенной точности изготов-
ления.
ВНИИМЕТМАШем совместно со Старо-Краматорским
машиностроительным заводом им. С. Орджоникидзе создан
ряд станов для прокатки тонкой и тончайшей ленты. Разра-
ботан и внедрен процесс поперечно-винтовой прокатки для
производства различных типов деталей и труб с изменяю-
щимися по длине изделия наружным диаметром и толщиной
стенки. Наличие прокатных станов с новым технологическим
процессом, сложными законами движения заготовок и инст-
румента и фиксированными перемещениями с точностью до
нескольких микрон потребовало нового подхода к решению
вопроса выбора электропривода и управления вспомогатель-
ными устройствами подобных механизмов.
В результате теоретических и экспериментальных исследо-
ваний установлена целесообразность применения в подобных
случаях систем дискретного действия, исполнительным эле-
ментом которых является силовой шаговый двигатель.
Дискретные системы имеют простую структурную схему,
обеспечивают синхронное вращение механизмов и точную
фиксацию их при торможении.
Управление шаговым приводом осуществляется импульс-
ным кодом без преобразования его в непрерывный сигнал,
что облегчает использование вычислительных и программных
устройств для полной автоматизации процесса.
В настоящее время разработки закончены. Создан ряд си-
ловых четырехфазных шаговых двигателей, состоящий из
пяти типоразмеров, серийное производство которых освоено
410
Саввинским электромеханическим заводом Министерства
электропромышленности. На базе этих разработок создан ди-
скретный привод с шаговыми двигателями для 12 механиз-
мов прокатных станов.
К числу их относятся нажимные устройства трехвалковых
станов поперечной прокатки, станов для прокатки крупномо-
дульных цилиндрических колес, стыкосварочных машин, ста-
нов для прокатки тонкой и тончайшей ленты. Созданы и внед-
рены дискретные системы регулирования скорости прессо-
вания и управления мощными гидравлическими прессами и
др. Особенно наглядно преимущество шаговых двигателей
выявилось при применении их в качестве приводных двигате-
лей нажимных устройств реверсивных станов холодной про-
катки тонкой и тончайшей ленты
необходимо вести с допусками
в несколько микрон при фикси-
рованном изменении раствора вал-
ков с точностью менее 1 мк.
Ниже приводятся краткие све-
дения о некоторых разработках
в этой области.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП
ДЕЙСТВИЯ ШД
Поперечный разрез силового
четырехфазного ШД показан на
рис. 1.
На восьми статорных высту-
пах нарезаны зубцы с тем же
шагом, что и на роторе. Зубцы
смежных полюсных выступов
смещены по отношению к зубцам
ротора на 1/4 зубцового деления.
Катушки диаметрально про-
тивоположных выступов после-
довательным включением объе-
и полос, прокатку которых
Рис. 1. Шаговый двигатель:
а — поперечный разрез магни-
топровода; 6—схема соедине-
ния обмоток Н°, К — начала и
концы обмоток; 1 — корпус;
2— статор; 3 — ротор; 4—ка-
тушка; 5 — клин
обмоток производится одно-
динены в одну обмотку управ-
ления (фазу), которые в свою
очередь соединяются в четырех-
лучевую звезду с выведенным
нулевым проводом так, что при
включении полюсные выступы
возбуждаются с чередующейся
полярностью. Питание фазных
полярными импульсами напряжения.
При протекании постоянного тока по фазным обмоткам Л
II ротор ШД стремится занять положение, соответствующее
411
наибольшей магнитной проводимости. При отключении об-
мотки I и включении обмотки III состояние равновесия нару-
шается. Появляется электромагнитный момент, стремящийся
повернуть ротор двигателя таким образом, чтобы сопротивле-
ние магнитному потоку опять стало наименьшим. В результа-
те ротор поворачивается на 1/4 зубцового деления, т. е. де-
лает 1 шаг. Если далее отключить обмотку II и включить
обмотку IV, двигатель сделает еще шаг и т. д.
Эту схему коммутации условно записывают следующим
образом:
1,2—2,3—3,4—4,1 —1,2.
Нетрудно увидеть, что для того, чтобы двигатель вращал-
ся в противоположном направлении, необходимо осуществить
следующую схему коммутации:
1,2—4,1—3,4—2,3—1,2.
Геометрический угол поворота ротора при такой коммута-
ции обмоток управления (шаг двигателя) равен
а — ——— рад,	(1)
где т — число фазных обмоток или тактов коммутации блока
управления;
,гр — число зубцов ротора.
Скорость вращения ШД
2 — а»/ рад!сек,	(2)
где/ — частота управляющих импульсов.
Технические данные шаговых двигателей серии ШД4 при-
ведены в таблице.
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ
ПОЛОСЫ
Структурная схема дискретного регулятора толщины, раз-
работанного ВНИИМЕТМАШем с использованием нового
гидравлического устройства, представлена на рис. 2. Преж-
де чем анализировать работу регулятора, кратко остановим-
ся на принципе действия гидравлического устройства и его
передаточной функции.
Устройство нашло применение в четырехвалковых станах.
Оно состоит из четырех распирающих цилиндров 15, распо-
ложенных симметрично и попарно с каждой стороны клети
между подушками опорных валков, и управляющей системы
16 с приводным шаговым двигателем 11. С помощью гидрав-
лического устройства производится предварительное напря-
жение (растяжение) станины. Таким образом, в период ра-
боты стана на месдозу 17, установленную под нажимным вин-
412
Технические данные двигателей серии ШД-4
Тип	а, град.	Мн, кгм	Мт ах, кгм	Jp-10-Л кгм} сек2	/ф а	/ном» гц	/п»	/тах» гц	/п, гц	/тах» гЦ
1	2	3	4	5	6	1	8	9	10	11
ШД4-0,2	2,65	0,25	0,43	2,58	3,2	300	450	1100	640	850
ШД4-0.5	2,65	0,7	1,5	20,0	4	130	400	920	390	500
ШД4-1,5	2,65	2,0	4,0	33,3	8	180	380	1000	410	600
ШД4-2.0	2,65	2,5	5,3	40,0	8	150	380	1200	390	440
ШД4-3.5	5,0	3,5	9,5	148,0	12	ПО	180	190	180	190
Примечания: 1. Параметры faoM> fn, /шах в графах 7,8, 9 получены при 21=[1р -4-30-10—5] кгм.сек2 и дополнительном
моменте типа вязкого трения, равного 0.03—0.035 кгм при скорости двигателя/упр= 600 гц, а в графах 10, II—при хо-
лостом ходе.
2. а — цена шага; Л4тах—максимальный статический момент; Мн—номинальный момент двигателя; /р —момент
инерции ротора; /п—частота приемистости холостого хода; /так—'Максимальная частота управления; /Ном —частота
приемистости при нагрузке двигателя; /ф— ток в фазе.
том, действуют две составляющие давления: Р\ — давление,
обусловленное обжатием полосы в зоне рабочих валков, и
Р2— давление со стороны распирающих цилиндров.
S Р — Pi + Р2.	(3)
Таким образом, на стане имеется электромеханическое
устройство старой конструкции, с помощью которого уста-
навливается первоначальный раствор валков So, и электро-
гидравлическое устройство с распирающими цилиндрами.
Процесс обжатия металла в валках начинается при на-
личии давления в распирающих цилиндрах.
При изменении толщины металла, поступающего в клеть,
суммарное давление 2Р меняется. В соответствии с этим ме-
няются упругие деформации отдельных элементов клети и,
следовательно, толщина полосы на выходе стана.
Если прокатную клеть, ее элементы и полосу изобразить
с помощью пружин соответствующей жесткости, то процесс
изменения размера полосы можно проследить аналитически.
Введем следующие обозначения: Mi— жесткость станины;
М2— жесткость нажимных винтов и подушек опорных вал-
ков; М3— жесткость валковой системы и М4— жесткость про-
катываемой полосы.
При прокатке металла система находится в равновесии,
причем каждый ее элемент деформируется на величину, об-
ратно пропорциональную его жесткости.
Если приложить к подушкам опорных валков дополнитель-
ное распирающее усилие Рр, то вся система перейдет в но-
вое равновесное состояние, которое определяется новыми
значениями упругих деформаций элементов клети. Валки и
полоса уменьшат свою первоначальную деформацию, а дефор-
мация нажимных винтов, подушек опорных валков и станины
увеличится.
Поскольку все элементы клети находятся в контакте друг
с другом, то справедливо равенство
61 + 62— 6з + 64,	(4)
где 61 + 62 = 63 4- 64 — дополнительные деформации элемен-
тов клети-станины (61), винтов и поду-
шек (62.), валков (63) и полосы (64) пос-
ле приложения к системе Р .
Определим эти деформации:
Р* J, Рр Рх	Рх 5, Рх
1 ~	’2-	’’ 63 “ жз ; 84 ~ Л44 ’
(5)
где Рх—величина усилия, на которую уменьшилось усилие
прокатки в результате приложения Рр.
414
Рис. 2. Блок-схема системы автоматического регулирования толщины полосы:
/ — редуктор; II — двигатель клети
Подставляя (5) в равенство (4), получим:
(Рр ~ Рх) ( м, ) = Рх ( Л/,

(6)
или
Р
ммг - ММ2
(7)
Если ввести дополнительные
обозначения
7ИСТ 7I4j
Ж ’
(8)

м2
М3 ’
О)
где Л4К — жесткость клети, то равенство
р _________________р .
х р 1/М„+1/Мп
(7) можно записать
(10)
выборе параметров регулятора
где Мп = М±.
Равенство (10) позволяет определить деформации полосы
и клети, необходимые при
толщины.
Действительно
р
н ~ мп
(11)
ст
Деформация станины клети равна
s„ = г. + г, - (₽, + p,)(^L - 4-) -(/>„-₽,) 4; •
\	л» f	VI
(12)
С учетом равенства (11) зависимость (12) перепишется
. _ рр Л	Я/Чт \
ст“ Л4СТ v	1 +мп/мкг
После такого анализа нетрудно проследить за принципом
действия регулятора толщины полосы. Он заключается в сле-
дующем:
416
Непрерывно с микрометра 1 снимается сигнал про-
порциональный толщине полосы. В задающем устройстве 2
действительная толщина hw сравнивается с заданной толщи-
ной. На вход электронного усилителя 3 поступает напряже-
ние
= a — Ло).
Усиленный сигнал А/7г в узле выбора зоны нечувствитель-
ности 4 сравнивается с запирающим напряжением Uq, про-
порциональным зоне нечувствительности.
Когда входной сигнал превысит опорное напряжение, сра-
батывает транзисторный ключ 5, разрешающий подачу им-
пульсов в схему управления ШД-6.
Число импульсов, подаваемых в схему управления ШД ге-
нератором импульсов 7, фиксируется на счетчике 8 и запоми-
нается. Преобразователь кода 9 переводит это число &N в
напряжение которое подается в узел выбора зоны не-
чувствительности через делитель напряжения 10, на выходе
которого величина
U•• ' k * U•
Запирающее напряжение увеличивается до величины
Uq' = Uq + U&s. Теперь входной сигнал сравнивается с 1ЛЛ
и когда он станет меньше запирающего напряжения Uq',
прекращается подача импульсов в схему управления ШД и
наступает пауза, необходимая для того, чтобы в течение вре-
мени прохождения металлом пути от оси валков до микро-
метра, поддерживать запирающее напряжение на большом
уровне W и в это время не пропускать входные сигналы
меньше Uq.
После отсчета времени транспортного запаздывания по-
казания счетчика 8 сбрасываются по сигналу 14, и запираю-
щее напряжение снижается до исходного напряжения (70- •
Схема спроектирована так, что после каждой отработки
шагового двигателя 11 отсчет паузы начинался с нуля.
Отсчет транспортного запаздывания осуществляется счет-
чиком паузы 12. На валу тахогенератора клети установлен
датчик импульсов 13. Каждый импульс соответствует переме-
щению ленты на А/. Счетчик паузы отсчитывает число им-
пульсов, пропорциональное расстоянию от оси валков до
микрометра
где L — расстояние от оси валков до микрометра;
А/—цена одного импульса.
27 Зак. ЗДСП
417
После отсчета числа /V счетчик паузы выдает импульс
сброса 14, который возвращает счетчик 8 в исходное поло-
жение.
При подаче в систему управления ШД импульсы одновре-
менно поступают на сброс счетчика паузы и на ключ, запре-
щающий подачу импульсов с индукционного датчика. Таким
образом, в момент работы шагового двигателя счетчик пау-
зы фиксируется в нулевом положении, и после прекращения
подачи импульсов в схему управления шаговым двигателем
счетчик паузы начинает считать с нуля.
В системе предусматривается возможность корректиров-
ки коэффициента обратной связи по перемещению ШД в
функции твердости, ширины и наклепа материала. Для этой
цели служит делитель напряжения.
ДИСКРЕТНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ «ПЛАВАЮЩЕЙ» МОТАЛКИ
Технологический процесс производства жести, тонкой и
тончайшей лент на металлургических заводах оканчивает-
ся обрезкой краев ее и смоткой в рулоны. Ввиду несовершен-
ства существующего процесса и механизма намотки ленты
(полосы) на барабан моталки рулоны получаются с неровны-
ми краями, принимающими форму как телескопическую, так
и с беспорядочно выступающими кромками. При снятии руло-
на с барабана моталки, транспортировке и хранении высту-
пающие края загибаются или рвутся, становятся негодными
для дальнейшей обработки. Требуется дополнительная об-
резка краев полосы перед раскроем, что значительно снижает
выход готовой продукции.
Эти обстоятельства обусловили необходимость разработки
специального механизма — «плавающей» моталки с шаговыми
приводом и дискретно-аналоговой системой управления осе-
вым перемещением ее посредством силового гидроцилиндра.
Осевое перемещение моталки осуществляется автоматиче-
ски в функции отклонения полосы от исходного положения,
что позволяет производить намотку рулонов без телескопич-
ности и выступающих кромок.
Структурная схема такой системы автоматики приведена
на рис. 3.
Процесс намотки полосы в рулоны в линиях лужения,
цинкования, лакирования или непосредственно на прокатном
стане осуществляется следующим образом. Полоса 13 (см.
рис. 3) из указанных выше агрегатов поступает на намоточ-
ное устройство, состоящее из барабана 8, редуктора 9 и элек-
тропривода 10. Полоса закрепляется на барабане. С помощью
специальной системы (регулятора тока и э.д.с.) создается
натяжение полосы заданной величины, при котором и произ-
водится процесс намотки. В процессе выполнения этой тех-
418
нологической операции бывают случаи, когда полоса, посту-
пающая на барабан, начинает перемещаться в осевом на-
правлении. Причиной этого явления могут быть: серповид-
ность полосы, неравномерное обжатие ее по ширине в валках
прокатного стана и другие. Естественно, в этом случае не
удается получить ровного, монолитного рулона. Предлагает-
ся намоточное устройство установить на платформе 11, пе-
ремещающейся по направляющим 12, и оснастить его специ-
альной системой привода и автоматики. Дополнительные
устройства необходимы для того, чтобы обеспечить нужные
перемещения барабана моталки в осевом направлении с тем,
чтобы полоса, поступающая на смотку, легла бы строго на
предыдущие витки рулона.
Рис. 3. Структурная схема системы управления намоточного устройства
Принцип действия разработанной системы автоматики за-
ключается в следующем. С помощью индуктивного дифферен-
циального датчика 1 конструкции ВНИИМЕТМАШа, разме-
щающегося над полосой перед роликом 14, производится из-
мерение смещения полосы от исходного положения. Датчик
имеет регулируемую зону нечувствительности, что позволяет
избежать включений в работу системы автоматики и допол-
нительного оборудования при малых смещениях полосы, не
оказывающих влияния на качество намотки. Если перемеще-
ние полосы в осевом направлении превышает установленные
пределы, то на выходе датчика срабатывает одно или второе
реле, в зависимости от знака отклонения кромки полосы от
исходного положения. Сигнал с датчика 1 поступает в блок 2
управления шаговым двигателем. Шаговый двигатель 3 при-
ходит в движение. С помощью редуктора 4 вращательное
движение ШД преобразуется в поступательное движение што-
ка 5, управляющего гидросистемой 6. Перемещение выходно-
го штока 7 гидросистемы, имеющего непосредственную жест-
27*	419
кую связь с платформой 11, на которой смонтировано намо-
точное устройство совместно с приводом, приводит последнее
к движению вдоль направляющих 12 в соответствии со зна-
ком сигнала датчика. Таким образом, система управления
обеспечивает автоматическое перемещение в осевом направ-
лении барабана моталки в функции смещения полосы от ис-
ходного положения. Применение шагового привода позволя-
ет осуществить перемещение намоточного устройства с весь-
ма высокой степенью точности. Этому способствует возмож-
ность выбора нужной дискретности привода и фиксированный
останов управляющего гидравлического устройства. Для кон-
кретной промышленной установки в качестве приводного дви-
гателя гидравлического устройства выбран силовой шаговый
двигатель ШД-0,5.
ЛИТЕРАТУРА
1. Меерович, И. М., Горелик В. А., Филатов А. С. Новые устройства
для регулирования толщины полосы.
2. НИЙИНФОРМТЯЖМАШ. Оборудование прокатного производства
1—67—1, 1967.
СОДЕРЖАНИЕ
Целиков А. И. О прогнозах развития металлургического маши-
ностроения СССР........................................... .	3
Кислородные конвертеры и агрегаты непрерывной разливки-
прокатки
Майоров А. И., Левин Я- М., Решетов В. И., Победоносцев А. И.
и Кислицин Е. М. Кислородный конвертер емкостью 100 т новой кон-
струкции ......................................................54
Молочников Н. В. и Щепкин В. А. Опытно-промышленный агре-
гат непрерывной разливки прецизионных сплавов..................65
Софийский П. И., Ласкин А. В. и Шевченко А. Ю. Агрегаты
непрерывной разливки и прокатки алюминиевой катанки	...	74
Софийский П. И., Серебренников А. М., Цедяков И. Ф. и Да-
выдов В. А. Агрегат бесслитковой разливки и прокатки алюминие-
вой полосы...................................................  81
Прокатные станы
Кузьмин А. Д. и Жукевич-Стоша Е. А. Типовой непрерывный
заготовочный стан 850/700/500 ................................ 93
Косое А. М., Филатов А. С., Панфилов Ю. М. и Приведенцев
В. П. Многовалковые станы для холодной прокатки тончайшей
ленты.........................................................114
гатский И. Н. Стан 2800 для производства листов и плит из алю-
миниевых сплавов.................................................125
Кирилин Н. М., Кацнельсон М. П. и Губанков В. Г. Высоко-
производительные сортовые станы конструкции ВНИИМЕТМАШа. 136
Приходько И. Ф., Сапожников А. Я. и Вайсфельд А. А. Жесткие
рабочие клети для прокатки сортового металла с повышенной точ-
ностью ..........................................................149
Крылов Н. И., Ким Ю. Е. и Петичев А. Н. Новые режущие ма-
шины ............................................................161
Слонам А. 3., Копаев Э. Г.} Лебедев В. И., Нистратов В. П. и
Сонин А. А. Машины конструкции ВНИИМЕТМАШа для правки
сорта............................................................169
Огинский М. И. и | Зильберфарб М. И. | Агрегат горячего цин-
кования стальной полосы..........................................181
Гранрвский С. П. Создание и внедрение в промышленность
новых технологических процессов и станов для прокатки шаров,
втулочных и кольцевых изделий....................................189
421
Казанская И. И. и Милютин С. П. Трехвалковые станы для
прокатки круглых периодических профилей.........................203
Васильчиков М. В., Кузьмин А. Д. и Барбарич М. В. Прокатка
цилиндрических зубчатых колес ...	.................227
Серебренников А. М. и Котерев А. А. Двухшпульная моталка 244
Станы для производства труб
И осаль В. В. и Вердеревский В. А. Роликовые станы холодной
прокатки труб...................................................248
Сейфулин Г. К, Лавров П. П. и Анисифоров В, П. Освоение
непрерывного трубопрокатного стана 30-102 ..................... 258
Грум-Гржимайло Н. 4. и Сарычев А. А. Создание непрерывных
трубосварочных станов для изготовления спнральношоввых труб
больших диаметров .	.	.	.	.............................274
Носаль В. В., Богданов Н. Г., Дмитриев Ю. А., Сарычев О. А.
и Денисов С. В. Трехниточный стан холодной прокатки труб .	.	288
Маскилейсон А. М., Комиссарчук Ю. С. и Сапир В. И. Трубо-
правильнЫе машины конструкции ВНИИМЕТМАШа ....	295
Анисифоров В. П., Вердеревский В, А. и Шпигельман Р. М. Не-
прерывное редуцирование электросварных труб.....................309
Аладьин П. В. и Гаретовская М. П. Агрегат горячего цинкова-
ния труб .	................................................320
Специализированные прессы
Розанов Б. В., Киселев Н. Н., Морозов Б. А. и Линц В. П.
Гидравлический пресс усилием 75000 т для штамповки крупнога-
баритных деталей.......................................	329
Розанов Б. В., Гольман Л. Д. и Понгильский Н. Ф. Мощные ма-
логабаритные специализированные гидравлические прессы .	.	342
Рожков В. М. и Буданов В. М. Технология и оборудование для
производства ребристых труб и панелей...........................370
Автоматизация прокатных станов
Дружинин Н. Н., Мирер А. Г., Колядич В. М. и Дружинин А. Н.
Создание и внедрение комплекса систем автоматического регулиро-
вания толщины и натяжения полосы на непрерывных станах хо-
лодной прокатки.................................................381
Приведенцев В. П. и Филатов А. С. Электропривод многовал-
кового стана для холодной прокатки тончайшей ленты ....	389
Филатов А. С. Дискретный привод механизмов прокатных ста-
нов ............................................................410
Работы ВНИИМЕТМАШ
по металлургическому оборудованию
Редактор Зеленина Э. С.
Техн, редактор Лихачев Ю. С.
Худож. оформление Маслова Б. Ф. и Хохлова В. Ф.
Корректоры Боголюбова Л. П., Ларина Т. П., Морозова Г. В. и
Серебренникова О. И.
Сдано в набор 5.1.70 г. Формат бум. 60x90l/ie Заказ ЗДСП
Печ. л. 26,5 Тираж 600 экз. Цена 2 р. 90 к.
Типография ВАХЗ