Планетарный стан

Опорные валки планетарного стана листовой прокатки имеют диаметр порядка 500 мм, а вокруг них расположены, как правило, 15 рабочих холостых валков малого диаметра (около 50 мм). Обоймы опорных валков, в которых размещены рабочие валки, связаны между собой и вращаются синхронно^[3].

Такую конструкцию планетарной клети называют также станом Круппа — Платцера, в отличие от станов Сендзимира, в которых холостые рабочие валки расположены не по окружности опорных валков, а в виде «пирамид», направленных своими вершинами друг к другу и к прокатываемой полосе. Такие 20-валковые станы, в которых валки расположены по схеме 1+2+3+4, активно используются для холодной прокатки тонкой ленты^[2][4].

Другой вариант конструкции планетарной клети, который некоторые специалисты также относят к типу станов Круппа — Платцера, имеет то отличие от традиционного планетарного стана, что осуществляющие деформацию малые рабочие валки опираются не непосредственно на опорные валки, а на промежуточные валки, число которых соответствует рабочим. При этом и рабочие, и промежуточные валки закреплены в сепараторах, которые получают вращение от двигателя, то есть являются приводными^[5].Листопрокатный планетарный стан включает, кроме собственно планетарной клети, двухвалковую подающую клеть, в которой осуществляется незначительное обжатие, а также двухвалковую проглаживающую клеть^[2].

Сортопрокатный планетарный стан включает два вертикальных и два горизонтальных комплекта опорных и рабочих валков, оси которых расположены в одной вертикальной плоскости. При вращении этих комплектов происходит попеременное сближение горизонтальных и вертикальных рабочих валков и реализуется процесс прокатки^[2][6]. Главное отличие от листопрокатного планетарного стана заключается в том, что деформация проката осуществляется не только по вертикали, но и по горизонтали, для чего используют ещё два комплекта валков^[6].

На трубном планетарном стане рабочий калибр образуется тремя системами валков, расположенными под углами 120°. При прокатке обеспечивается синхронное сближение рабочих валков и обжатие трубы на оправке. В отличие от листового и сортового планетарных станов, планетарная прокатка труб является холодной, в комбинации со станом холодной прокатки труб (ХПТ)^[2][6].

Прокатка на планетарном стане проводится за один проход из непрерывнолитого сляба. Поскольку рабочие валки вращаются против направления прокатки, для создания внешнего усилия, преодолевающего силу выталкивания при задаче металла в рабочую клеть, перед ней установлены задающие валки (подающая клеть дуо), которые к тому же обжимают непрерывнолитой сляб на 20—25 %.

Каждая пара рабочих валков производит небольшое обжатие (0,4—0,5 мм), но, так как этих валков много, большое обжатие суммируется из большого числа малых обжатий от каждого из рабочих валков и достигает 90—95 % за проход. При этом вытяжка достигает 20, а уширение отсутствует из-за небольшого диаметра рабочих валков.

Скорость задачи сляба в клеть составляет 2,0—3,5 м/мин, что соответствует скорости выхода из кристаллизатора установки непрерывной разливки. Скорость выхода полосы из планетарного стана равна 0.5—1,8 м/с, и с этой же скоростью прокатываемая полоса задаётся в расположенный далее в технологической линии непрерывный стан для дальнейшей прокатки. Но предварительно полоса проходит ещё через отделочные ролики (проглаживающую клеть дуо), в которой она обжимается ещё на 15—20 % для сглаживания поперечной волнистости («гребешков»)^[3][5][7].

Следует учитывать, что температура полосы при прокатке заметно увеличивается (на 50—180 °С) за счет небольших размеров очага деформации и кратковременности обжатия. Это даёт возможность вести процесс при сравнительно невысокой температуре нагрева металла, что способствует уменьшению образования окалины и повышению точности профиля проката^[5][7].

Планетарные станы обладают рядом преимуществ по сравнению с другими прокатными агрегатами, главным из которых является опция реализации интенсивной деформации всего за один проход. Помимо уже упомянутой выше возможности использования подката с пониженной температурой, к преимуществам таких станов относятся также сравнительно небольшие габариты оборудования и постоянное по величине энергоснабжение, исключающее пиковые нагрузки^[5][7].

К недостаткам планетарных станов относятся динамические удары в момент захвата металла валками, что способствует низкому качеству поверхности проката (повышенная волнистость). Для устранения этого недостатка за планетарной клетью располагается проглаживающая клеть. Ещё один недостаток — это невысокая производительность, связанная с малой скоростью полосы на выходе из планетарного стана^[3][5][7].

Новой тенденцией для таких станов является комбинированная конструкция клети, в которой один блок опорного и рабочих валков является планетарным, а второй валок — валком обычного типа. Это сокращает расходы на прокатное оборудование, но уровень возможного обжатия в этом случае меньше, чем у классического планетарного стана^[4].

Планетарные станы целесообразно применять на небольших заводах, где не требуется большой объём производства, или для производства малых партий полосы из специальных сталей. Но наиболее перспективный вариант для применения планетарных станов — это их использование в качестве связующего звена между установками литья тонких слябов и станами окончательной прокатки в составе литейно-прокатных агрегатов^[3][4][5][7].