Прокатный стан работает по принципу пластической деформации, при которой металлическая заготовка пропускается между одной или несколькими парами вращающихся цилиндрических валков. Основная цель прокатки — уменьшить толщину и/или изменить форму поперечного сечения металла.
Принцип работы прокатного стана
Основной принцип работы заключается в уменьшении толщины или изменении формы поперечного сечения заготовки. Вот как это работает:
1. Процесс:
Деформация: При прохождении металла между двумя вращающимися валками возникают сжимающие силы. Эти силы вызывают пластическую деформацию металла, то есть его форма необратимо изменяется без разрушения.
Обжатие: Зазор между валками меньше толщины металла на входе. По мере прохождения металла его толщина уменьшается, а длина увеличивается, что позволяет поддерживать постоянный объём.
Разница скоростей: Валки вращаются с определённой скоростью, при этом существует небольшая разница в скорости между поверхностью валка и металлом. Эта разница способствует протягиванию металла и деформации.
2. Ключевые компоненты:
Валки: Это сердце прокатного стана. Это тяжёлые цилиндрические инструменты, изготовленные из специальной стали.
Рабочие валки: Это валки, которые непосредственно контактируют с металлом.
Опорные валки: В некоторых станах (например, четырёхвалковых или многовалковых) опорные валки большего размера поддерживают рабочие валки, предотвращая их прогиб под огромным давлением и обеспечивая равномерную толщину проката.
Валковые клети: Эти прочные корпуса удерживают валки и подшипники на месте.
Приводная система: Мощные двигатели и редукторы обеспечивают вращательное усилие для вращения валков.
Нажимной механизм: Эта система регулирует зазор между валками, контролируя конечную толщину проката. Он может быть гидравлическим или электромеханическим.
Направляющие для входа и выхода: Они точно направляют металл в зазор между валками и из него.
Системы охлаждения и смазки: Они играют решающую роль в отводе тепла, выделяемого при прокатке, и снижении трения между валками и металлом.
3. Виды прокатки:
Горячая прокатка: происходит при температуре выше температуры рекристаллизации металла. Она позволяет выполнять значительные деформации с относительно небольшим усилием и идеально подходит для производства большого количества относительно недорогой продукции, например, конструкционной стали. Металл становится более пластичным и легче поддаётся формовке.
Холодная прокатка: происходит при температуре ниже температуры рекристаллизации металла, часто при комнатной температуре. В результате получается металл с более гладкой поверхностью, более жёсткими допусками и повышенной прочностью и твёрдостью за счёт деформационного упрочнения. Однако она требует больших усилий, и металл становится менее пластичным.
4. Приложения:
Прокатные станы играют важную роль во многих отраслях промышленности, производя широкий ассортимент металлопродукции, включая:
Листы и плиты: используются в строительстве, автомобилестроении и производстве бытовой техники.
Полосы и фольга: используются в упаковке, электронике и других отраслях.
Профили: балки, швеллеры и уголки для зданий и инфраструктуры.
Прутки: используются в механической обработке, ковке, а также в качестве сырья для других изделий.
Рельсы: используются для железнодорожных путей.
По сути, прокатный стан работает, точно сжимая и растягивая металл между вращающимися валками, преобразуя его форму и свойства в соответствии с конкретными промышленными требованиями.
