Прокатное производство - Часть 2

Рис. 2. Расположение валков в рабочей клети прокатного стана:
а - двухвалкового двухклетьевого; б - двойного двухвалкового; в - переменного двухвалкового; г - трехвалкового сортового; д - трехвалкового листового; е - универсальной клети; ж - четырехвалкового; з - четырехвалковой клети (реверсивной); и - шестивалковом; к - двенадцативалковом; л - двадцативалковом; м - универсальной балочной клети
По режиму работы прокатные станы классифицируют на реверсивные (движение полосы изменяется после каждого прохода металла через валки) и нереверсивные (полоса движется по линии прокатки только в одном направлении).
Под сортаментом прокатной продукции понимают изделия, получаемые в промышленности прокаткой. Под сортаментом стана понимают профили, прокатываемые на данном стане. Сортамент прокатываемых изделий весьма разнообразен. Его можно разделить на сортовые профили: простые, фасонные и специального назначения (9).
Наиболее экономичными считаются те профили, при использовании которых получаются наименьшие отходы. Таковыми в основном являются профили, конфигурация которых приближается к форме и размерам готовых изделий. Изделия, входящие в сортамент, в большинстве случаев содержатся в таблицах стандартов, помещаемых в специальных книгах, справочниках и каталогах.
В сортаменте в соответствии со специализацией прокатных станов имеется более 1500 типоразмеров простых и свыше 1000 типоразмеров фасонных профилей общего и специального назначений. Сортамент прокатных изделий, так же как и калибровка, тесно связан с общим развитием прокатного производства и вместе с ним непрерывно изменяется и дополняется. Профили облегченного и специального назначений приобретают в нем все большую долю (3).
Анализ производства сортовой прокатной продукции показывает, что основная доля приходится на трубную заготовку, катанку, крупносортный и мелкосортный металл. Значительно расширен сортамент экономичных профилей проката. Расширение сортамента обусловлено освоением новых экономичных профилей: широкополочных двутавровых балок, тонкостенных двутавровых балок, швеллеров и угловой стали с полкой переменной толщины.
За последние годы проведена большая работа по созданию новых станов для производства тонкостенных фасонных профилей общего назначения и специальных фасонных профилей. Ширина полок облегченных двутавровых балок и швеллеров по новому стандарту увеличена на 20 %, а толщина стенок уменьшена на 18 - 25%. Применение облегченных двутавровых балок швеллеров и уголков с переменной толщиной полок позволяет сэкономить от 10 до 20 % металла.
Стремление снизить массу конструкций привело также к прокатке профилей периодического сечения. Благодаря усилиям советских ученых непрерывно увеличивается число всевозможных периодических профилей. Периодические профили служат заготовкой для изготовления деталей в машиностроении и, кроме экономии металла, дают резкое снижение трудоемкости изготовления машин. Улучшение сортамента не ограничивается только облегчением профилей и разработкой новых, более жестких профилей с высоким отношением момента сопротивления к единице сечения.
Важное значение имеет развитие производства термически упрочненного проката из низколегированных марок сталей, дающих возможность резко снизить (на 20 - 25%) массу машин. Металлургические заводы освоили прокат арматурной стали из низколегированных марок с временным сопротивлением σв ≥ 550 МПа. Подбором химического состава металла добились еще более высоких показателей - σв арматурной стали достигло 900 МПа.
Применяя термомеханическую обработку сразу после прокатки, можно повысить σв арматуры еще в 2 - 3 раза. Поэтому перед научно-исследовательскими институтами и металлургическими заводами поставлена задача - разработать регламентированный режим прокатки и охлаждения профилей из низколегированной стали с σв = 2500 - 3000 МПа. Дальнейшее развитие прокатного производства позволит еще шире развернуть борьбу за улучшение качества проката и освоение производства новых профилей.
Сортовая сталь. Эту сталь разделяют на профили с простой геометрической формой (круглой, квадратной и полосовой) и фасонные профили.
Круглую сталь прокатывают на сортовых рельсобалочных станах диаметром от 5 до 250 мм. Круглую сталь диаметром до 9 мм (катанку) прокатывают на проволочных станах литейного типа и поставляют в бунтах массой 80 - 100 кг и на проволочных непрерывных и полунепрерывных станах в бунтах массой 200 - 500 кг. Круглую сталь диаметром до 10 мм прокатывают на проволочных станах и поставляют в бунтах; круглую, сталь диаметром до 30 мм прокатывают на мелкосортных станах, ее можно поставлять в бунтах.
Квадратную сталь прокатывают с размерами сторон от 5 до 250 мм. Квадратную сталь всех размеров прокатывают в прутках, а со стороной квадрата до 16 мм - в прутках и в бунтах. Квадратную сталь до 100 мм прокатывают с острыми углами, свыше 100 мм - с закругленными углами радиусом не более 0,15 стороны квадрата.
К полосовой стали относят ленту стальную горячекатаную (сталь обручную), прокатываемую на сортовых станах с катаной кромкой или из рулонной листовой стали, разрезаемой на дисковых ножницах на ленту определенной ширины, а также штрипсы сортовые, прокатываемые на сортовых и штрипсовых станах. Полосовую сталь прокатывают шириной от 12 до 200 мм и толщиной от 4 мм и более.
Фасонные профили. Фасонные профили проката подразделяют на профили общего назначения (угловую равнобокую и неравнобокую сталь) и специального (отраслевого) назначения, применяемые в различных отраслях народного хозяйства.
Угловые профили прокатывают на сортовых и рельсобалочных станах. В ГОСТах их обозначают номерами, которые соответствуют ширине полок. Угловые равнобокие профили прокатывают от № 2 до № 25, что соответствует ширине полок от 20 до 250 мм. Неравнобокие угловые профили (номер указывают дробью) прокатывают от № 2,5/1,6 до № 25/16. Толщина полок уголков составляет в зависимости от номера профиля от 3 до 30 мм, причем угловые профили одинакового номера прокатывают с различной толщиной полок.
Двутавровые балки прокатывают на рельсобалочных станах (размером от № 20 и выше) и сортовых станах (размером до № 20). Внутренние грани фланцев имеют уклон 1:10. Прочность балок характеризуется моментом сопротивления, который зависит от соотношения площади отдельных элементов сечения.
Для строительства применяют балки с тонкой стенкой и с возможно более широкими полками. Такие балки при меньшей массе обладают большей прочностью, чем соответствующие по номеру балки, но с более толстой стенкой и менее широкими полками.
На прокатных станах изготавливают также балки с параллельными полками, для получения которых станы оборудуют специальными универсальными клетями с горизонтальными и вертикальными валками.
Швеллеры прокатывают на рельсобалочных станах (крупные размеры от № 20 и выше) и сортовых станах (мелкие размеры до № 20 высотой от 50 до 400 мм)'. В некоторых отраслях народного хозяйства используют профили швеллеров № 14, 16, 18, 20, 30. Швеллеры стремятся получать с возможно более тонкими стенками и более широкими полками. При высокой прочности такие швеллеры имеют меньшую толщину стенки и меньшую массу, чем обычные швеллеры такого же номера.
Шестигранную сталь (с диаметром вписанного круга от 8 до 100 мм) прокатывают на сортовых станах. Прокатывают также следующие размеры этой стали: 23, 27, 29, 41, 43, 44, 46, 53, 56, 57 и 67 мм.

Рис. 3. Профили круглой периодической стали для армирования железобетонных конструкций

Шпунтовые профили прокатывают на рельсобалочных станах и применяют в гидростроительстве. Для сооружения ячеистых конструкций используют шпунтовые плоские профили ШП-1 и ШП-2 для противофильтрационных завес (шпунтовые корытные профили ШК-1, ШК-2) и для подпорных стенок и причальных сооружений (шпунтовые зетовые профили).
Различают рельсы железнодорожные для широкой и узкой колеи. Профиль рельса характеризуется массой 1 м длины. Рельсы шириной колеи Р38, Р43, Р50, Р65, Р75 и узкой колеи Р8, Р11, Р15, Р18, Р24 прокатывают на рельсобалочных станах по соответствующим стандартам, техническим условиям и согласованным с Министерством путей сообщения РФ чертежам.
Листовую сталь подразделяют на тонколистовую (толщина листа менее 4 мм) и толстолистовую (толщина листа больше 4 мм). Различают листовой прокат: котельный, топочный, судостроительный, автотракторный, электротехнический, жаропрочный, жесть и др.
Трубы подразделяют на бесшовные и сварные. Сортамент труб весьма разнообразный. По поперечному сечению различают круглые, овальные, прямоугольные, ребристые и другие трубы; по назначению водогазопроводные, нефтепроводные, бурильные, обсадные, котельные, конструкционные, для магистральных трубопроводов и др.

3. Технологический процесс прокатки.

Современное прокатное производство подразделяется на две стадии: слиток - заготовка и заготовка - готовый продукт.
Один из вариантов общей схемы производства в современном прокатном цехе представлен на рис. 4. Первое производственное звено этого цеха - заготовочное отделение - состоит из одного реверсивного блюминга с валками диаметром 1150 мм. Второе производственное звено состоит из трех станов окончательной прокатки, предназначенных для выпуска сортового и листового металла. Непрерывный заготовочный стан отсутствует, так как станы окончательной прокатки не требуют мелкой заготовки. Исходным материалом для этих станов служат крупные заготовки — блюмы и слябы, поступающие с блюминга.

Рис. 4. Общая схема производства в современных прокатных цехах (вариант 1)
1 -  слиток; 2 - блюминг 1150 мм; 3 - блюм; 4 - сляб; 5 - толстолистовой стан; 6 - толстый лист; 7 - крупносортный стан 650 мм; в -  рельсобалочный стан 850 мм

Рис 5 Схема производства в современных прокатных цехах (вариант 2)

1 - слиток, 2 - блюминг 1150 мм, а - непрерывный заготовочный стан 4 - заготовка; 5 - среднесортный стан 350 мм; в - мелкосортный стан 250 мм, 7 - про водочный стан 250 мм, 8 - блюм. 9 - крупносортный стан 540 мм

На рис. 5 представлен второй вариант схемы производства в современном прокатном цехе. В отличие от варианта 1 заготовочное отделение этого цеха содержит непрерывный заготовочный стан, прокатывающий мелкие заготовки   до  сечения 50Х50 мм, которые идут на мелкосортные станы.
На рис. 6 представлен третий  вариант схемы производства в современном прокатном цехе, заготовочное отделение которого состоит из одного реверсивного слябинга с валками      диаметром 1100 мм, снабжающего крупными   заготовками (слябами) два листопрокатных стана. Прокатка из заготовки повышает производительность станов, способствует большой точности прокатки и повышает качество готового проката.
Рис 6 Схема производства в современных прокатных цехах (вариант 3)
1 - слиток, 2 - слябинг 1100 мм, 3 -  сляб, 4 - толстолистовой стан кварто 5 - непрерывный листовой стан, 6 - лист

Главным   фактором увеличения   производительности станов является повышение скорости прокатки. Одновременно с этим должна решаться задача    осуществления максимальных обжатий на прокатных станах при повышенных скоростях и точности прокатки.
Весьма важным фактором, способствующим повышению производительности прокатных станов, является дифференциация производственного процесса, которая наибольшей степени достигает на непрерывных станах. Непрерывная прокатка начала развиваться в последние 25 - 30 лет и является по существу современным этапом развития прокатной техники, а полная реализация огромных возможностей ее - задача будущего.
Производительность прокатных станов можно значительно повысить и вследствие увеличения массы исходных материалов. Размеры и масса исходных блюмов, слябов и заготовок за последнее время постепенно увеличились с одновременным повышением скорости прокатки. Дальнейшее повышение скоростей прокатки позволит также увеличить и массу исходных материалов.
Необходимо отметить и такой важный фактор повышения производительности прокатных станов, как механизация и автоматизация производственного процесса (1, с. 106).
Развитие прокатного производства сопровождается повышением качества выпускаемых изделий, что достигается улучшением конструкции рабочих клетей, материала и конструкции вкладышей для обеспечения качественной смазки, использованием валков с короткой бочкой при прокатке сортового металла, применением многовалковых станов при прокатке листов и ленты, развитием холодной прокатки, введением современных методов зачистки полупродуктов, термической обработки, автоматического контроля, регулирования режима производственных процессов и пр. Развитие непрерывной прокатки и полная механизация производственных процессов в прокатных цехах обеспечивают высокое качество продукции, резкое сокращение брака, экономичное использование металла и повышение производительности прокатных станов и труда.
За последние годы на отечественных металлургических заводах начали широко применять способ непрерывной разливки стали, осуществляемый с помощью специальной установки. Жидкую сталь из ковша большой емкости непрерывно подают в медные водоохлаждающие кристаллизаторы с квадратным или прямоугольным отверстием. При выходе из кристаллизаторов литые заготовки охлаждают водой, разрезают на мерные длины и направляют на склад или без дополнительного, подогрева на станы для дальнейшей прокатки.
Основными задачами при производстве того или другого прокатного изделия являются: а) получение готового продукта заданных размеров и формы в максимально возможном количестве; б) получение готового продукта высокого качества, которое характеризуется не только физико-механическими свойствами этого продукта, но и состоянием поверхности. Эти задачи выполнимы при соблюдении режима всех технологических процессов: подготовки исходного материала и проката; нагрева металла перед прокаткой; прокатки; охлаждения металла после прокатки; отделки готового проката, включающей резку, правку, удаление поверхностных дефектов и др.
Качество исходного продукта влияет на готовое изделие. При этом большое значение имеет качество исходного металла (слитков). Требования к качеству поверхности слитков должны быть высокими. Доказано, что пороки на поверхности слитков, своевременно не удаленные, переходят в готовую продукцию, переводя ее в ряде случаев в брак. Поэтому удаление пороков с поверхности слитков и заготовки является важной операцией, обеспечивающей высокий выход годного и надлежащее качество продукции.
Нагрев металла перед прокаткой не только обеспечивает возможность осуществления самого процесса деформации, но и в ряде случаев предопределяет качество готовой продукции. Температуру и скорость нагрева устанавливают для стали каждой марки в отдельности. Строгое соблюдение установленных и проверенных режимов нагрева - важное условие для получения готового проката нужного качества.
Процесс прокатки заключается в деформации исходного продукта (слитков, заготовок), его формоизменении. Это осуществляют в калиброванных валках по различным режимам обжатия. Последние, особенно при прокатке слитков, связаны с пластическими свойствами металла, т. е. со способностью к деформации без разрушения. Помимо режима обжатия, устанавливают также и температурные условия прокатки: температуры начала и конца прокатки. Температуру начала прокатки устанавливают, исходя из необходимости обеспечить нужные пластические свойства металла и наименьшее для данных условий сопротивление деформации. Температуру конца прокатки выбирают, исходя из этих же факторов, а также учитывая ее влияние на качество готовой продукции. Это влияние в ряде случаев (например, при прокатке однофазных сплавов, шарикоподшипниковой стали, высокоуглеродистых сталей) имеет решающее значение (1, с. 107).
Охлаждение металла после прокатки для многих металлов и сплавов является ответственной операцией. Несоблюдение условий правильного охлаждения в очень многих случаях может оказаться причиной брака готовой продукции. Основным показателем этого элемента технологии прокатки является скорость охлаждения металла, которая определяется продолжительностью охлаждения, а в ряде случаев и определенным температурным интервалом. Неправильный режим охлаждения может привести к получению готового проката с пороками в виде флокенов и трещин или с неудовлетворительными свойствами.
После охлаждения проката производят его отделку: правку; удаление поверхностных пороков; некоторые специальные операции, например фрезеровку торцов, сверление дыр рельсов; окончательную термическую обработку, отделку поверхности и др. После охлаждения осуществляют окончательный контроль готовой продукции. Отделка готовой продукции перед ее сдачей обеспечивает нужное качество готовой продукции.
На рис. 7 представлена основная схема производства от слитка до готовой продукции в современных прокатных цехах (характерным для этой схемы является горячий всад, т. е. слитки поступают в нагревательные колодцы еще горячими). Если блюмы и слябы служат для получения готового продукта, то их режут на части, которые отправляют в нагревательные печи или на склад для осмотра и зачистки. Если блюмы предназначены для получения заготовки, то после прокатки на заготовочных станах металл отправляют на склад для осмотра, зачистки и лишь в отдельных случаях в нагревательные печи станов окончательной прокатки.

Рис. 7. Схема производства от слитка до готового продукта в современных прокатных цехах

При производстве легированной и высоколегированной стали, когда к качеству поверхности предъявляются особенно высокие требования, слитки после разливки могут полностью охлаждаться, подвергаться зачистке и вновь поступать на нагрев в холодном виде.

Заключение

Прокатное производство представляет собой комплекс взаимосвязанных технологических переделов, определяющих качество прокатной продукции и технико-экономические показатели работы прокатных цехов.
Прокатным станом называют комплекс машин и агрегатов, предназначенных для пластической деформации металла в валках (собственно прокатки), дальнейшей его обработки (правки, резки и пр.) и транспортирования.
Оборудование прокатного стана делят на две группы: оборудование, входящее в линии рабочих клетей, и прочее оборудование для транспортировки и отделки металла.
Технологический процесс производства проката состоит из двух стадий: прокатки слитка в полупродукт и прокатки полупродукта в готовое изделие.
Прокатные станы можно классифицировать по различным признакам: назначению, числу и расположению валков, расположению рабочих клетей, режиму работы Современное прокатное производство подразделяется на две стадии: слиток - заготовка и заготовка - готовый продукт.
Основными задачами при производстве того или другого прокатного изделия являются: а) получение готового продукта заданных размеров и формы в максимально возможном количестве; б) получение готового продукта высокого качества, которое характеризуется не только физико-механическими свойствами этого продукта, но и состоянием поверхности.

Список литературы

1. Бахтинов В.Б. Технология прокатного производства. – М.: Металлургия, 1983.
2. Бахтинов В.Б. Черная металлургия. – М.: Металлургия, 1987.
3. Выдрин В. И. Динамика прокатных станов. М.: Металлургиздат, 1985.
4. Диомидов Б.Б., Литовченко Н. В. Технология прокатного производства. М.: Металлургия, 1979.
5. Зотов В. Ф., Каширин В. Ф., Петров В. А. Прокатка металла. М.: Металлургия, 1979.
6. Клименко П.Л., Друян В. М. Производство сортового проката. М.: Металлургия, 1974.
7. Куприн М.И., Куприна М. С. Основы теории прокатки. - М.: Металлургия, 1978.
8. Прокатное производство / Под ред. Полухина П. И. - М.: Металлургия, 1988.
9. Фастовский В. Б. Справочник прокатчика. - М.: Металлургия, 1982.

(126.5 KiB, 91 downloads)

© Размещение материала на других электронных ресурсах только в сопровождении активной ссылки

Вы можете заказать оригинальную авторскую работу на эту и любую другую тему.

Контрольные работы в Магнитогорске, контрольную работу купить, курсовые работы по праву, купить курсовую работу по праву, курсовые работы в РАНХиГС, курсовые работы по праву в РАНХиГС, дипломные работы по праву в Магнитогорске, дипломы по праву в МИЭП, дипломы и курсовые работы в ВГУ, контрольные работы в СГА, магистерские диссертации по праву в Челгу.

Страниц: 1 2
Здесь вы можете написать комментарий

* Обязательные для заполнения поля
Все отзывы проходят модерацию.
Архив сайта
Навигация
Связаться с нами
Наши контакты

magref@inbox.ru

+7(951)457-46-96

О сайте

Magref.ru - один из немногих образовательных сайтов рунета, поставивший перед собой цель не только продавать, но делиться информацией. Мы готовы к активному сотрудничеству!