Холоднокатаный прокат. Холодная прокатка Характеристика листопрокатных цехов

В обжимных станах слитки нагревают в специальных колодцевых печах и затем клещевыми кранами подают на кольцевую слиткоподачу. Далее слитки попадают на приемный рольганг, оборудованный весовым устройством, и задаются в универсальную рабочую клеть слябинга 1250.

При необходимости получения слябов правильной прямоугольной формы в универсальной клети слябинга установлены вертикальные валки. У блюмингов, как правило, вертикальные валки отсутствуют. Для управления положением слитка при прокатке используют манипулятор и кантователь. После прокатки поверхность сляба зачищают машиной огневой зачистки и режут его на мерные длины на ножницах горячей резки с усилием 28 МН. Для уборки отходов имеется конвейер обрези. Там же установлены контрольные весы, клеймитель и устройство для транспортировки слябов на склад или для передачи их к непрерывному широкополосному стану 2000 горячей прокатки.

Агрегаты заготовочных станов

Заготовочные станы поставляют заготовки на сортовые, проволочные и трубопрокатные станы.

Непрерывные заготовочные станы с одной группой клетей (например, стан 700) катают блюмы сечением от 140 х 140 до 200 х 200 мм или крупные заготовки размером от 125 х 125 до 140 х 140 мм. Непрерывные заготовочные станы с двумя группами клетей (например, стан 700/500) выдают из первой группы блюмы сечением от 140 х 140 до 200 х 200 мм и заготовки размером от 120 х 120 до 140 х 140 мм. Из второй группы клетей получают готовую заготовку размером от 60 х 60 до 100 х 100 мм. На трубозаготовочных последовательных станах получают круглую заготовку диаметром 75-300 мм для прошивных станов.

Рассмотрим компановку агрегатов непрерывного заготовочного стана 900/700/500, состоящего из 14 двухвалковых клетей, установленных в трех группах. Первая группа состоит из двух клетей с диаметром валков 900 мм, вторая черновая группа включает шесть клетей - 900/1300 в первой и второй клетях и 730/1300 в остальных. Чистовая третья непрерывная группа состоит из шести клетей с диаметром валков 530/900 мм. Предусмотрено чередование горизонтальных и вертикальных валков, начиная с 5-ой клети.

После резки на мерные длины горячие блюмы по рольгангу поступают в первую группу, установленную отдельно от второй группы. Расстояние между первой и второй группами позволяет установить кантователь на рольганге для свободной кантовки блюмов.

Вторая группа позволяет получать из 4-ой, 6-ой и 8-ой клетей заготовки с соответствующими размерами 200 х 200, 170 х 170 и 150 х 150 мм.

Готовые заготовки отводятся поперечными транспортерами на боковой рольганг, где они ножницами с усилием 10 МН режутся на мерные длины и отправляются на холодильник. Заготовки 150 х 150 мм по рольгангу перемещаются к чистовой группе.

Здесь также можно на выходе из 10-ой, 12-ой и 14-ой клетей получать заготовки сечением соответственно 120 х 120, 100 х 100 и 80 х 80 мм. Для установления постоянной температуры у раската перед девятой клетью заготовки с помощью упоров некоторое время выдерживаются. В системе подачи установлены кантователи. Для обрезки неровных концов используют ножницы, после чего заготовки направляют на холодильник.

Агрегаты листовых станов

Основным параметром листового или полосового стана является длина бочки валков последней клети.

Находят применение станы:

1. Широкополосные с длиной бочки валков от 1400 до 2500мм с двумя группами клетей - с последовательной черновой и непрерывной чистовой.
2. Одно-двухклетевые реверсивные толстолистовые станы с длиной бочки от 2000 до 5000 мм и более, иногда с установкой вертикальных валков перед горизонтальными. Кроме листов на этих станах можно выкатывать слябы.
3. Полунепрерывные широкополосные станы с длиной бочки в чистовой группе от 1200 до 3000 мм. Для горячей прокатки электротехнической стали применяют реверсивные четырехвалковые станы.

Рисунок 1 — Первая черновая реверсивная клеть 900/1400 х черновой группы стана 2800

Оборудование непрерывного четырехвалкового стана 2800 включают нагрев литых слябов в нагревательных печах с предварительной зачисткой поверхности на фрезерных станках и последующей мойкой. Поступающая по рольгангу заготовка задается в стан 2800, состоящий из двух черновых клетей - первая четырехвалковая клеть 900/1400 х 2800 (рисунок 1), вторая - 750/1400 х 2800 и пяти чистовых клетей 650/1500 х 2800мм (рисунок 2).

Черновая клеть (рисунок 1) состоит из главного двигателя 1, зубчатой муфты 2, шестеренной клети 3, универсального шпинделя 4 и клети 5 с рабочими валками диаметром 900 мм, опорными 1400 мм и длиной бочки 2800 мм. Кроме того, клеть снабжена механизмом смены валков 6.

Рисунок 2 — Непрерывная чистовая группа клетей 650/1500 х 2800 полунепрерывного стана 2800

На рисунке 2 показана чистовая группа клетей 4 с рабочими 3 валками 650 мм, опорными 2 - 1500 мм и длиной бочки 2800 мм; расстояния между осями клетей 6000 мм. Для уменьшения разнотолщинности все чистовые клети снабжены гидромеханическими устройствами протовоизгиба. Рабочие валки установлены на подшипниках качения, опорные - в подшипниках жидкостного трения. Применяется гидравлическое уравновешивание валков и шпинделей 1.

За последней чистовой клетью расположены дисковые ножницы с кромкокрушителем для обрезки боковых кромок и две барабанные моталки с натяжением до 6 кН для смотки ленты в рулоны. Далее рулоны специальной тележкой кантуются, взвешиваются и после обвязки передаются на конвейер к термическим печам.

Агрегаты широкополосных станов

Широкополосный стан 2000 предназначен для прокатки полос толщиной до 16 мм и шириной що 1850 мм в рулонах с массой 36 т из слябов толщиной от 150 мм.

В состав стана входят нагревательные печи, черновая группа клетей, промежуточный рольганг, чистовая группа клетей, отводящий рольганг, моталки и вспомогательное оборудование. Нагретые слябы после осмотра и зачистки поступают на приемный рольганг черновой группы стана. Черновая группа представляет двухвалковые вертикальные клети с диаметром валков 1200 мм и длиной бочки 650 мм и предназначена для обжатия боковых граней слябов с разрушением окалины. За ней следует двухвалковая горизонтальная клеть с валками 1400 х 2000 мм и затем четыре универсальные четырехвалковые клети с горизонтальными валками 1180/1600 х 2000 мм. За каждый проход обжатие составляет до 60 мм. В черновую группу входят также агрегаты для гидравлического сбива окалины, рольганги, линейки, сбрасыватели раскатов в случае понижения их температуры.

Перед чистовой группой клетей расположены летучие ножницы для обрезки концов подката и двухвалковый окалиноломатель. Между чистовыми клетьми располагаются петледержатели, гидросбивы окалины, линейки, проводки, моталки. После прокатки полоса поступает на рольганг, где ее снизу и сверху специальными душирующими установками охлаждают, после чего сматывают в рулоны для передачи в цех холодной прокатки или в отделение горячекатаных рулонов.

Агрегаты толстолистовых станов

Стан 3600 предназначен для горячей прокатки листов толщиной до 50 мм, шириной до 3200 мм и длиной от 6 до 28 м из слябов и плит толщиной до 200 мм, шириной до 3200 мм и длиной до 12 м.

После нагрева слябов в методических печах или слитков в колодцах заготовки по рольгангу подаются к стану.

Стан состоит из вертикальной двухвалковой клети 900 х 1400 и двух реверсивных четырехвалковых клетей: черновой 1130/1800 х 3600-3400 и чистовой 1030/1800 х 3600-3400.

В вертикальной клети сляб калибруют по ширине и сбивают окалину. После чего подкат кантуют на 90° и направляют в черновую клеть. При реверсивной прокатке в черновой четырехвалковой клети получают раскат (при этом используют вертикальные клети) толщиной от 20 до 75 мм, который по рольгангам подается к чистовой четырехвалковой клети. Здесь полоса раскатывается до толщины 5-50 мм за несколько реверсивных проходов. Особенностью клетей является индивидуальный электродвигатель для каждого валка.

В черновой и чистовой группах стана усилие прокатки составляет 46 МН. Для обрезки переднего и заднего концов готового проката на отходящем рольганге установлены ножницы усилием 19 МН. Эти же ножницы используют для порезки проката на мерные длины. После ножниц прокат направляют по одному из следующих маршрутов:

• листы с большой коробоватостью подвергают горячей правке на роликовой машине и затем направляют на отделку;
• листы толщиной до 50 мм охлаждают и правят в полугорячем режиме на правильной машине и затем окончательно охлаждают;
• листы толщиной до 20 мм по шлепперу подают в печи для нормализации, затем их правят, охлаждают и передают на окончательную отделку;
• листы поступают на роликовую закалочную машину и далее идут на отделку.

После обработки листы подлежат дефектоскопии, зачистке и термообработке. Затем идет тщательный контроль и клеймение, укладка листов в пакеты на столе штабелирующего устройства и передача пакетов на участок резки и охлаждения.

Агрегаты сортовых станов горячей прокатки

Сортамент сортовых станов горячей прокатки включает профили:

• круг до 350 мм, угловую сталь с шириной полки до 250 мм, швеллеры высотой до 450 мм, широкополосные балки высотой до 1100 мм, рельсы;
• проволока;
• лист, полоса.

Основным параметром сортового стана является диаметр бочки валков рабочей клети (для многоклетевых станов у последней клети)

Агрегаты рельсобалочных станов

На рельсобалочном стане 950/800 линейного типа производят железнодорожные рельсы массой до 75 кг/м, двутавровые балки крупного сечения высотой до 600 мм, швеллеры высотой до 400мм, уголковую сталь с шириной полки до 250 мм и круглую заготовку диаметром до 350 мм и длиной до 8м. В качестве исходной заготовки применяют блюмы сечением до 350 х 350мм и длиной до 6 м.

От блюминга 1150 блюмы шлеппером подаются к нагревательным печам и после контроля и зачистки поступают на первую линию стана, которая состоит из реверсивной двухвалковой клети 950 х 2350. Здесь, как правило, за пять пропусков получают грубо профилированную полосу длиной до 12м. Затем рольгангами полосу передают к первой рабочей трехвалковой клети 800 х 1900 черновой линии. На этой линии полосе придается более точный профиль и она за четыре пропуска раскатывается на длину до 30 м. Во вторую трехвалковую клеть этой же линии полосу задают с помощью рольгангов и цепного шлеппера. Здесь полосе с помощью калибровок придается за 3-4 пропуска надлежащий профиль и она раскатывается до 100м.

Полуфабрикат передается в чистовую двухвалковую клеть 850 х 1200 рольгангами и цепными шлепперами, где за один пропуск полуфабрикату придается окончательный профиль.

При прокатке рельсов полосу из чистовой клети 850 х 1200 рольгангами передают к пилам горячей резки для разрезки на мерные заготовки длиной 25 м. Затем полуфабрикат проходит контроль, маркируется и направляется для правки в правильную машину. После правки рельсы рольгангами и шлепперами перемещают на холодильник для охлаждения.

Охлажденные рельсы направляют в печи изотермической выдержки и нормализации.

Затем их правят в роликоправильных машинах по нижнему основанию; окончательная правка в другой плоскости осуществляется на вертикальных правильных прессах. После этого рельсы попадают на автоматические линии, где фрезеруют их торцы, сверлят монтажные отверстия и проводят закалку поверхности головок. После автоматических линий рельсы поступают на контрольный стол, где проводится всесторонняя проверка их качества и исправление дефектов. Готовая продукция поступает на склад.

При прокатке двухтавровых и тавровых балок , швеллеров и угловой стали прокатанный полуфабрикат из чистовой клети 850 х 1300 рольгангом задают на участок резки, где его режут на мерные длины по 25 м. Затем полуфабрикат маркируют и направляют на холодильник, который имеет кантователь для поворота полуфабриката с тем, чтобы охлаждение проводилось более равномерно. Охлажденный полуфабрикат рольгангами передается на правильный участок, где его правят в однойплоскости роликоправильными машинами и после кантования в другой плоскости - правильным прессом. Выправленный прокат направляется на участок разбраковки с последующей передачей на склад готовой продукции.

Бракованные участки подлежат обрезке с помощью пилы холодной резки. Для повышения точности проката вместо чистовой клети используют универсальную клеть с вертикальными и горизонтальными валками.

Агрегаты для прокатки круглых профилей включают нагревательное оборудование, рольганги, шлеппера и две группы клетей: черновую, состоящую из одной двухвалковой клети 950 х 2350 и двух трехвалковых клетей 800 х 1900, и чистовую - двухвалковая клеть 850 х 1200. После маркирования и контроля круглый прокат рольгангами подают к пилам для резки на мерные длины, затем на холодильник и на склад готовой продукции.

Агрегаты крупно-, средне- и мелкосортных станов

Крупносортный стан 600 предназначен для производства двухтавровых балок высотой до 200 мм, угловой стали с шириной полок до 160 мм, круглой стали диаметром до 120 мм, квадратного профиля сечением до 100 х 100 мм, полос шириной до 200 и высотой до 50 мм и рельс массой до 24 кг/м. Заготовкой служит блюм сечением 300 х 300 мм и длиной 6 м.

Стан состоит из 17 рабочих клетей, установленных по трем параллельным линиям. Линии связаны пятью шлепперами, что позволяет миновать некоторые клети. Для кантовок используют кантователи с углом поворота 45 и 90°. Последняя клеть может быть выполнена универсального исполнения. Из этих клетей пять (2-6) и три (8-10) объединены в две группы, остальные расположены последовательно и в шахматном порядке:

Заготовки из нагревательных печей согласно технологическому циклу после сбива окалины поступают в соответствующие клети стана. Как и для предыдущих агрегатов широко используются ножницы, пилы, толкатели, манипуляторы, правильные машины и правильные прессы. Для обработки концевых элементов профилей применяют механическое оборудование, клеймители и закалочные устройства.

Непрерывный среднесортный стан 450, состоящий из 16 клетей, предназначен для производства следующих профилей: круг диаметром до 60 мм, квадрат со стороной до 55 мм, полоса шириной до 200 мм и толщиной до 22 мм, а также уголок с шириной полок до 125 мм, двутавр и швеллер высотой до 300 мм. В качестве заготовки используют раскат сечением до 200 х 250 мм и длиной до 12 м. После заготовочного стана 850/700/500 заготовки поступают в две нагревательные печи с шагающими балками. После нагрева заготовки поступают по рольгангу к ножницам для обрезки переднего и заднего концов и к гидросбиву окалины. Далее металл передается к непрерывной черновой группе рабочих клетей стана, состоящей их девяти двухвалковых клетей 630 х 1300, из них №1, №3, №4, №6, №7 и №9 - горизонтального исполнения и №2, №5 и №8 - комбинированного исполнения могут иметь как вертикальные, так и горизонтальные валки. Клети разбиты на три группы по три клети в каждой с двумя горизонтальными и одной комбинированной клетью между ними. По промежуточному рольгангу раскат направляется в чистовую группу, содержащую семь клетей: три (№10, №13 и №15) - комбинированного типа 530 х х 630 и четыре (№11, №12, №14 и №16) - универсального типа с горизонтальными валками 530 х 630 и с вертикальными холостыми валками 900 х 600.

Практика показывает, что хороший вариант при прокатке балок, швеллеров и штрипсов создают применение комбинированных клетей с горизонтальными валками и окончанием прокатки в универсальной клети. Уголок прокатывают совместным воздействием на раскат комбинированных и универсальных клетей.

Перед чистовой группой устанавливают летучие ножницы для обрезки концов раската и гидравлические ножницы для его резки на мерные длины. После чистовой прокатки готовый профиль направляют на холодильник, клеймение, резку и склад готовой продукции.

Мелкосортный стан 250 предназначен для производства сортовых профилейв бунтах массой до 2,1т. Исходной заготовкой служит квадрат сечением 150 х 150мм и длиной до 12м. Выпускаемая продукция включает: круглую сталь диаметром до 42 мм, квадратную сечением до 36 х 36мм и шестигранную. В составе стана 20 клетей с чередующимися горизонтальными и вертикальными валками; клети объединены в три непрерывные группы. Нагрев заготовок осуществляется в печи с шагающим подом. Прокатанный и охлажденный металл сматывается на трех моталках. В отделении отделки установлены правильные машины, дефектоскопы и машины абразивной зачистки.

Агрегаты проволочных станов

Непрерывный стан 250 предназначен для горячей прокатки алюминиевой катанки диаметром 7-11 мм. Исходной заготовкой служит литая заготовка сечением 300 х 300 мм и длиной до 3 м. Стан состоит из 20 рабочих клетей, разбитых на три группы: черновая группа имеет шесть клетей 400 х 700 и две клети 350 х 700 (рисунок 3), две промежуточные группы - две рабочие клети 300 х 700 и две чистовые группы - четыре последовательно расположенные вертикальные клети 250 х 400 (рисунок 4).

Рисунок 3 — Главная рабочая линия клетей 350×700 стана 250

Прокатку в черновой и двух промежуточных группах осуществляют в две нитки, в чистовой - в одну нитку.

В трех проходных печах заготовки нагревают до заданной температуры и затем поочередно задают в правый и левый калибры черновой группы клетей, где их прокатывают до квадрата сечением 22 х 22 мм. Конструктивно черновые клети оформляются как все станы горячей прокатки. От электродвигателя 6 вращение передается через редуктор 5, зубчатую муфту 4, шестеренную клеть 3, универсальные шпиндели 2 на валки 1 клети 9. Для поддержания шпинделей установлены специальные поддерживающие устройства 7. Клеть, шпиндели и шестеренная клеть смонтированы на жесткой плитавине 8. Примерно такая конструкция у всех горизонтальных клетей черновой группы. За последней черновой группой установлены летучие ножницы для обрезки на ходу переднего конца проката перед задачей его в чистовые группы. Между промежуточными группами клетей и между последней промежуточной и чистовой группой предусмотрены специальные петлеобразователи, служащие для поддержания непрерывной работы агрегата при не согласовании скоростей соседних клетей.

Рисунок 4 — Чистовая клеть с вертикальными валками стана 250

На рисунки 4 представлена чистовая клеть с вертикальными валками стана 250. Она состоит из вертикальных валков 2, установленных в подушках 1. В калибрах 3 валков формируется катанка. На выходе из последней чистовой клети катанка сматывается в бунты на одной из двух моталок. Затем сформированный бунт толкателем сталкивается на транспортер и перемещается для связки к пакетировщику, а затем на склад готовой продукции.

Является ООО «СТАН».

Пожалуйста, ВНИМАТЕЛЬНО прочитайте Правила использования материалов нашего ресурса:

ПРАВИЛА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ САЙТА

Общие положения

Информация, размещенная на данном сайте, предназначена только для ознакомления и некоммерческого использования.

Автор и владелец сайта не несет ответственности за возможные последствия использования размещенной на нем информации в целях, запрещенных действующим международным и российским законодательством. Посещая наш сайт Вы обязуетесь не применять полученную на нем информацию в целях, запрещённых действующим законодательством России.

Некоторые страницы сайта могут содержать ссылки на сторонние сайты, принадлежащие третьим лицам. Данные ссылки размещаются исключительно для удобства пользователей и мы не можем дать никаких гарантий относительно характера содержания данных сайтов, достоверности и точности размещаемой на них информации, а также их доступности для пользователей.

Правила копирования и цитирования материалов с сайта . Все ресурсы настоящего сайта, включая текстовое и графическое содержание, структуру и оформление страниц, защищены российскими и международными законами и соглашениями об охране авторских прав и интеллектуальной собственности (см. статьи 1259 и 1260 главы 70 части IV «Авторское право» Гражданского Кодекса Российской Федерации от 18 декабря 2006 года N 230-ФЗ (далее – ГК РФ).

Пользователи сайта имеют право использовать размещенные на этом сайте материалы лишь в некоммерческих целях. При этом обязательным является сохранение всех авторских прав, а также установка активной гиперссылки на оригинал (). Запрещено использование любых материалов и любой информации сайта в коммерческих целях, если на эти действия нет письменного согласия владельца и автора сайта. Копирование информации в других целях, а также несоблюдение указанных условий будет истолковано как присвоение авторских прав на текстовую и иную скопированную информацию.

Цитирование размещенных на этом сайте материалов, являющихся объектом авторских прав, является правомерным, если оно осуществляется в соответствии с правилами п.п.1) п.1 ст. 1274 ГК РФ. При копировании материалов с нашего сайта и их размещении на других сайтах необходимо соблюдение следующей процедуры:

Каждый материал должен сопровождаться активной гиперссылкой на наш сайт. При этом, ссылка может вести на домен или на ту страницу, с которой Вы скопировали наши материалы (на Ваше усмотрение);

В случае неправомерного использования материалов сайта Вы будете нести материальную ответственность, предусмотренную статьей 1301 ГК РФ, в размере от десяти тысяч рублей до пяти миллионов рублей, определяемом по усмотрению суда.

Владелец сайта вправе направить письменную жалобу владельцу хостинга (сервера), на котором расположен сайт-нарушитель – с просьбой воздействовать на нарушителя, вплоть до расторжения договора хостинга (в соответствии с правилами всех хостинг-провайдеров, на сайтах запрещена публикация любых материалов, нарушающих авторское право их владельцев).

Владелец сайта вправе направить письменные жалобы в администрации поисковых систем, что в соответствии с их правилами (см. например правила компании Google: «Закон о защите авторских прав в цифровую эпоху») может повлечь удаление или отключение доступа к материалу, заявленному в качестве объекта нарушения.

Пользуясь данным сайтом, Вы выражаете свое согласие с установленными настоящими Правилами запретами на неправомерное использование информации. Автор и владелец сайта оставляет за собой право по своему усмотрению в любое время изменять, добавлять или удалять любые части настоящих Правил.

В составе прокатного отделения ПДС имеется:

Четырехклетевой стан 1400 холодной прокатки.

Назначение: непрерывная холодная прокатка полосы на заданную толщину.

Максимальная скорость прокатки 810 м/мин, заправочная скорость от 30 до 60 м/мин. Минимальная толщина прокатанной полосы 0,35мм.

Размеры валков:

Диаметр рабочих 440/400 мм;

Диаметр опорных 1400/1300 мм.

Чистота обработки поверхности валков - 8 ÷ 9 класс.

Максимальное давление металла на валки 26 МН.

Мощность электродвигателей на разматывателе: 2×360 кВт.

Мощность двигателей главных приводов для клетей № 1÷ 4 - 2×2540 кВт.

Мощность двигателей на моталке - 2540 кВт.

Холодная прокатка полос производится в четырех четырехвалковых клетях с приводом рабочих валков через сдвоенные редукторы и зубчатые шпиндели. Схема расположения оборудования 4-х клетевого стана 1400 показана на рисунке 2.

Максимальным крутящим моментом на выходном валу редуктора:

Для клетей № 1, 2 – 265 кН·м;

Для клети № 3 – 196 кН·м;

Для клети № 4 – 160 кН·м;

Передаточные отношения клетей:

Для клетей № 1, 2 – 1,737;

Для клети № 3 – 1,289;

Для клети № 4 – 1,0.

В качестве смазочно-охлаждающей жидкости в клетях № 1÷4 подаётся 3÷5% водная метастабильная эмульсия.

Максимальный расход охлаждающей жидкости на входных и выходных коллекторах 600 л/мин. Система охлаждения валков предусматривает раздельную подачу технологической смазки на клети № 1,2 и 3,4 раздельной концентрации или одной концентрации на все клети.

Подача СОЖ на рабочие валки клети № 4 дифференцирована. Система подает смазочно-охлаждающую жидкость отдельно на двадцать равных участков по длине бочки. Это позволяет управлять тепловой профилировкой валков и остаточными напряжениями в полосе.

Установка для подогрева рабочих валков, обеспечивающая разогрев поверхности валков в течение 2 часов (не более) от 20 до 80ºС.

Подогревательная тоннельная газовая печь осуществляет нагрев в течение 45 минут трех рулонов:

Кромка рулонов 100ºС;

На расстоянии 100мм от кромки 70ºС;

Максимальный расход газа 100м³/ч.

Проектная годовая производительность 550000 тонн.

Рис. 3. Схема расположения оборудования 4-х клетевого стана 1400.

1 – загрузочный (шестирулонный) конвейер; 2 – печь подогрева рулонов; 3 – падающая балка; 4 – загрузочная тележка; 5 – разматыватель; 6 - электродвигатели разматывателя; 7 – гильотинные ножницы; 8 – рабочие клети; 9 – редуктор клети; 10 – электродвигатели главных приводов; 11 – стрессометрический ролик; 12 – разгрузочная тележка; 13 – моталка; 14 – редуктор моталки; 15 – электродвигатель моталки; 16 – разгрузочный (восьмирулонный) конвейер; 17 - передающий (шестирулонный) конвейер; 18 – тележка; 19 – перевалочные тележки.

Материал рабочих валков: легированная кованая сталь.

Типовой Хим. состав стали:

C=0.83%; Cr=1.7%; Mo=0.2%; Mn=0.3%; Si=0.4%; Va=0.1%.

Валки имеют среднюю стойкость (рабочие) не менее 20000 тонн, (опорные) не менее 320000 тонн прокатанного металла на валок при нормальных условиях работы и складирования.

Глубина закаленного слоя 40мм (рабочие), 100мм (опорные). Твердость закаленного слоя уменьшается постепенно.

Перед начальной эксплуатацией валков, они должны пройти ульторозвуковой контроль для выявления внутренних дефектов.

Введение

Новолипецкий металлургический комбинат НЛМК является предприятием с полным металлургическим циклом.

Общая схема производства включает следующие переделы:

агломерационное производство;

коксохимическое производство;

доменное производство;

сталеплавильное производство;

прокатное производство.

Агломерационное и коксохимическое производства (АГП и КХП) являются производителями основных компонентов для доменного производства - агломерата и кокса.

Доменное производство (ДЦ-1, ДЦ-2) специализируется на выпуске чугуна, который является не только полуфабрикатом для сталеплавильного производства, но и товарной продукцией первого передела.

Сталь, получаемая в сталеплавильном производстве (КЦ-1, КЦ-2), производится в виде слябов. Стальные слябы в дальнейшем используются для производства проката, а также являются товарной продукцией второго передела. Прокатное производство представлено цехом горячей прокатки ПГП, и цехами холодной прокатки ПХПП, ПТС, ПДС. Сталь, прокатанная на стане 2000 (ПГП) (горячекатаный прокат), является товарной продукцией НЛМК третьего передела, и служит заготовкой в производстве холоднокатаного листа. Металлургической продукцией НЛМК с наиболее высокой добавленной стоимостью является холоднокатаный прокат. На комбинате освоены технологии, позволяющие производить холоднокатаный прокат с цинковым и полимерным покрытиями (ПХПП), а также прокат электротехнических марок стали (ПТС, ПДС).

Кроме выше перечисленных производств НЛМК включает в себя ряд подразделений, обеспечивающих работу комбината:

топливно-энергетический комплекс бесперебойно обеспечивает подразделения комбината энергоресурсами (электроэнергия, пар, вода, газ и т.д.);

ремонтный завод комбината обладает достаточной базой для ведения ремонтов металлургического оборудования;

строительно-ремонтный комплекс, который ведет строительные работы на территории комбината;

транспортная база (железнодорожный и автомобильный транспорт).

Технологическая схема представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Технологическая схема производства

Сырьё, в виде рулонов горячекатаного металла, поступает из ПГП. Рулоны подаются на кантователь, где их переворачивают. После этого рулоны поступают на агрегат подготовки, на этом агрегате у листа обрезаются кромки и края. Далее металл третьей и четвёртой группы нормализуется на агрегате первичной подготовки. После подготовки металл проходит первичную обработку на травильном агрегате. Затем металл подаётся на газо-потребляющий агрегат, пройдя который металл, скатанный в рулоны, подаётся на четырёх клетьевой стан 1400. На стане металл проходит холодную прокатку и доводится до толщины 0,4-0,7 мм. Прокатанный металл поступает на агрегат продольной резки. Обработка на этом агрегате состоит в обрезании кромок и концов листа. Обработанный металл подаётся на агрегат для улучшения свойств металла, здесь производится обезуглероживание и другие операции. После этого агрегата металл готов к резке. Далее металл упаковывается в рулоны. Основная продукция - динамная сталь.

В данном курсовом проекте разрабатывается технология производства холоднокатаной полосы стали 08пс размером 0,7×1000 в цехе ПДС.

1.Технологический процесс производства исходной заготовки

1.1 Технические требования к заготовке

Горячекатаный подкат поступает в цех поплавочно, с сертификатами качества КЦ -1, КЦ -2 и сертификатом качества ПГП. Технология производства и химический состав стали марки 08пс соответствует технологической инструкции с учетом схем назначения на производство холоднокатаного проката в ПДС. Технологические параметры горячей прокатки также соответствуют технологической инструкции и технологическим картам на нагрев и прокатку металла на стане горячей прокатки НШС 2000.

Каждый рулон имеет четкую маркировку, указывающую номер плавки, марку стали, номер партии, размеры и массу рулона. Рулон обвязан по образующей упаковочной лентой. Прокат горячекатаный рулонный, поступающий в ПДС для дальнейшего передела, удовлетворяет требованиям технологических условий. Предельные отклонения по толщине подката, измеренной по центральной линии полосы должны удовлетворять следующим требованиям: (2,00 ± 0,12) мм, (2,30 ± 0,12) мм на 98 % длины полосы. Ширина должна быть от 1030 мм до 1310 мм. Предельные отклонения по ширине составляют +20 мм.

Поперечное сечение горячекатаной полосы симметричное, выпуклое, чечевицеобразное. Поперечная разнотолшинность, определяемая как разность между толщиной в середине полосы и толщиной на расстоянии 40 мм от более тонкой необрезанной кромки, не должна превышать 0,01-0,06 мм. Допускаемые смещения выпуклости от осевой линии полосы не должно превышать 100 мм.

Клиновидность полосы, определяемая как разность толщин, измеренных на расстоянии не менее 40 мм от левой и правой кромок не превышает 0,03 мм.

Максимальная высота местных утолщений, представляющих собой узкие от 50 мм до 250 мм возвышения профиля поперечного сечения полосы в продольном направлении не превышает 0.01 мм. Величина местных утолщений определяется как разность между максимальной толщиной местного утолщения и полусуммой толщин в его основании.

Отклонение от плоскостности горячекатаных полос не должно превышать 15 мм, с шагом не менее 600 мм. Серповидность полос - не более 3 мм на длине один погонный метр. Телескопичность рулонов не более 50 мм. Выступание отдельных витков рулона - не более 15 мм.

Рванины на кромках не должны превышать половины поля допуска по ширине и выводить полосу за номинальный размер по ширине. Полосы не имеют скрученных, смятых концов и складок. Допускаются в отдельных местах загнутые кромки под углом не более 90°. Поверхность полосы без трещин, расслоений, плен, пузырей, вкатанной окалины. Риски, отпечатки, царапины не превышают половины суммы предельных отклонений по толщине.

Рулоны обвязаны по образующей на обвязочной машине. Неплотная смотка полосы (распущенный рулон) не допускается.

1.2 Технология производства исходной заготовки

Производство слябов осуществляется путем разливки жидкой стали на установках непрерывной разливки стали (УНРС).

Установка непрерывной разливки стали - агрегат, который позволяет разливать жидкий металл в твердые заготовки заданного сечения - прямоугольного (слябы), квадратного (блюмы), круглого или профилированного (круг, тавр, двутавритд.). Готовые слябы при помощи роликового конвейера (рольганга) подаются на склад, где проходят контроль качества, и обработку, обеспечивающую удаление выявленных дефектов. Затем слябы отгружают в цех горячей прокатки (ПГП). Схема НШПС 2000 представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема расположения основного оборудования стана 2000

В ПГПП всё механическое оборудование сгруппировано в пять планово-монтажных групп: печная, черновая, чистовая, уборочная, общее оборудование стана. Слябы подаются кранами на загрузочные устройства и транспортируются к загрузочному столу, откуда при помощи сталкивателя подаются на загрузочный рольганг, который перемещает их к одной из печей. Перемещение сляба по рольгангу ограничено упором. Далее толкателем сляб задвигается в нагревательную методическую печь. Нагретые слябы выгружаются приёмный рольганг с помощью приёмника. С загрузочного рольганга слябы с помощью подъёмного стола, толкателя, передаточной тележки могут подаваться на загрузочный стол, а оттуда - прямо на приёмный рольганг. С помощью сталкивателя при необходимости сляб подаётся в обратном направлении на загрузочный рольганг. Приёмный рольганг транспортирует нагретые слябы к черновой группе.

После чернового окалиноломателя и двухвалковой клети сляб поступает на рольганг черновых клетей, в каждой из которых осуществляется один пропуск металла. Далее металл, прокатанный в черновой группе клетей, промежуточным рольгангом подаётся к летучим ножницам перед чистовой группой клетей, которые обрезают передний и задний концы подката, придавая им шевронную и ровную форму соответственно. Чистовая группа клетей состоит из чистового окалиноломателя и семи последовательно расположенных 4-валковых клетей с направляющими устройствами и петле держателями между ними. После выхода из последней клети полоса по отводящему рольгангу поступает на моталки для сматывания в рулон. Моталки работают поочерёдно в связи с тем, что после смотки полосы в рулон необходимо некоторое время для выгрузки его из моталки, обвязки и передачи на конвейер, потом на подъёмно-поворотный стол для последующей передачи в ПХПП, ПДС и ПТС или в участок отделки металла (УОМ) ПГП.

Технологическая схема производства проката в ПГП представлена на рисунке 2.

прием слябов

Отгрузка готовой продукции

Рисунок 3 - Технологическая схема производства проката в ПГП

1.3 Анализ дефектов заготовки

Анализ дефектов поверхности и формы горячекатаных полос, рулонов приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Анализ дефектов заготовки

ТерминыОпределенияДефекты поверхности горячекатаной полосы и листа. Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе прокатки.Прокатная пленаДефект поверхности, представляющий собой отслоение металла языкообразной формы, соединенное с основным металлом, образовавшееся вследствие раската участка с механическими повреждениями. Примечание - На микрошлифе в зоне дефекта может наблюдаться окалина, металл обезуглерожен.ПродирДефект поверхности в виде широких продольных углублений, образующихся от резкого трения полосы о детали прокатного стана и подъемно-транспортного оборудования.Рванина на кромкаДефект поверхности в виде разрыва металла по кромкам полосы, образовавшихся из-за нарушения технологии прокатки, а также при прокатке стали на которой невозможно получить технологическую пластичность.ОтпечаткиДефект поверхности, представляющий собой углубления или выступы, расположенные по всей поверхности или на отдельных ее участках, образовавшиеся от выступов или углублений на прокатных валках и транспортирующих роликах.Сетка отпечатковДефект поверхности в виде периодически повторяющихся, имеющих форму сетки выступов, образующихся от вдавливания прокатываемого металла в трещины изношенных валков.Сквозные разрывыДефект поверхности в виде сквозных несплошностей полосы, образующихся при прокатке металла неравномерной толщины или с вкатанными инородными телами. Примечание - Причиной неравномерной толщины металла может быть зачистка дефектов на глубину, превышающую допуск, наличие рыхлости и поперечная разнотолщинность.Перегрев поверхностиДефект поверхности в виде крупнозернистой структуры, сопровождаемой грубой шероховатостью, рыхлой окалиной и сеткой трещин по границам крупных кристаллов, образующейся при превышении температуры и времени нагрева перед прокаткой.Вкатанные металлические частицыДефект поверхности полосы в виде приварившихся и частично закатанных кусочков металла. Примечание - К вкатанным частицам относятся: стружка, отслой от рваных кромок полосы и др.ВмятиныДефект поверхности в виде произвольно расположенных углублений различной формы, образовавшихся вследствие повреждения и ударов поверхности при транспортировке, правке, складировании и других операциях.РискаДефект поверхности, представляющий собой продольные углубления с закругленным или плоским дном, образовавшиеся от царапанья поверхности металла на прокатной арматуре. Примечание - Дефект не сопровождается изменением структуры и неметаллическими включениями.ЦарапинаДефект поверхности, представляющий собой углубление неправильной формы и произвольного направления, образовавшегося в результате механических повреждений, в т.ч. при складировании и транспортировании металла.Вкатанная окалинаДефект поверхности в виде вкраплений остатков окалины, вдавленной в поверхность металла при прокатке. Примечание - Дефект образуется в результате нарушения режима нагрева слябов, неудовлетворительное состояние гидросбивов и эксплуатация некачественных валков.

2. Технологический процесс производства заданного вида продукции

1 Профильный и марочный сортамент, наименования и требования стандартов к форме, размерам и качеству поверхности, структуре и свойствам продукции, маркировка.

Основными видами продукции ПДС являются: сталь электротехническая холоднокатаная изотропная тонколистовая; прокат тонколистовой холоднокатаный из малоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки; прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения; прокат тонколистовой оцинкованной; лента холоднокатаная из низкоуглеродистой стали. Производственная программа представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Производственная программа непрерывного стана 1400

Наименование продукцииВыпуск, тыс.тДоля в общем объёме, %Расходный коэффициентПотребность заготовки, тыс. тЭлектротехническая холоднокатаная изотропная тонколистовая сталь (ЭХИТС) 1-ой группы легирования8959,21,098090,098ЭХИТС 2-ой группы легирования179,61,0980197,2ЭХИТС 3-ой группы легирования29,51,098032,391ЭХИТС 4-ой группы легирования51,51,098056,547Холоднокатаная низкоуглеродистая сталь в рулонах8614,61,094794,144Холоднокатаная сталь SFX, XC в рулонах132,21,094214,225

Выбор расчетных профилей и марок сталей

В соответствии с производственной программой выбираем холоднокатаную низкоуглеродистую сталь 08пс и принимаем следующие расчетные профили, которые представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Расчетные профили для холоднокатаной низкоуглеродистой стали

№Расчетный профиль, ммПрофиль подката, ммСуммарная степень обжатия , %10,35×10502,0×108082,520,50×11502,3×118078,230,70×12502,5×128072

Технические требования к качеству готовой продукции

Холоднокатаная малоуглеродистая сталь должна соответствовать требованиям ГОСТ 9045-93, ГОСТ 19904-90.

Химический состав стали 08Ю и 08пс должен соответствовать требованиям, представленным в таблице 4.

Таблица 4 - Химический состав стали 08Ю и 08пс

Марка сталиМассовая доля элементов, %УглеродМарганецСераФосфорКремнийне более08Ю0,070,350,0250,020,0308пс0,090,450,030,0250,04

Согласно существующим нормам российских и зарубежных стандартов, к основным показателям, определяющим качество тонколистового проката, относятся отклонения по толщине и форме полосы. Дефектами формы прокатываемых полос являются: неплоскостность (коробоватость и волнистость), серповидность. Предельные отклонения по толщине стали должны соответствовать указанным в таблице 5.

холоднокатаный полоса сталь заготовка

Таблица 5 - Требования ГОСТ 19904-90 к отклонениям по толщине.

Толщина проката, ммПредельные отклонения по толщине при ширине прокатадо 1000 ммсв. 1000 мм до 1500 ммВысокая точностьПовышенная точностьНормальная точностьВысокая точностьПовышенная точностьНормальная точностьСв. 0,50 до 0,65±0,04±0,05±0,06±0,05±0,06±0,07Св. 0,65 до 0,90±0,04±0,06±0,08±0,05±0,06±0,08

Разнотощинность проката в одном поперечном сечении не должна превышать половину сумы предельных отклонений по толщине.

Предельные отклонения по ширине проката с необрезной кромкой должны быть не более +20 мм.

Серповидность проката не должна превышать 3 мм на длине 1 м. Телескопичность рулонного проката не должна превышать 60 мм. Механические свойства стали должны соответствовать нормам, указанным в таблице 6.

Состояние поверхности должно удовлетворять следующим требованиям: для глянцевой поверхности шероховатость Ra составляет не более 0,6 мкм, для матовой и шероховатой поверхности Ra не более 1,6 мкм. На лицевой стороне проката не допускаются дефекты, кроме отдельных рисок и царапин длиной не более 20 мм. На обратной стороне проката не допускаются дефекты, глубина которых превышает 1/4 суммы предельных отклонений по толщине, а также пятна загрязнений, цвета побежалости и серые пятна. Для контроля поверхности, размеров, плоскостности, химического состава, механических свойств, проведения испытания на выдавливание и определение микроструктуры от каждой партии проката отбирают два листа или один рулон длиной от 400 мм до 600 мм. Механические свойства и требования по микроструктуре для заданной стали представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Механические свойства и требования по микроструктуре малоуглеродистой стали 08Ю и 08пс по ГОСТ 9045-93

Способность к вытяжкеВременное сопротивление, МПаОтносительное удлинение , %Твердость НR15TНомер зерна ферритаСтруктурно свободный цементит, балл не болееВОСВ (весьма особо сложная)250-35038766, 72ВГ (весьма глубокая)250-3902678-3ОСВ (особо сложная)250-35034766, 7, 8, 92СВ (сложная)250-38032786, 7, 8, 92

При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному показателю проводят дополнительную проверку.

Для определения глубины сферической лунки по Эриксену от контрольной карты отрезается образец длиной от 80 мм до 90 мм, шириной соответствующей ширине полосы. Для испытания на растяжение из контрольной карты вырезают шесть образцов поперек направления прокатки размерами (20±0,1) мм×(210±0,5) мм. Для испытания на шероховатость из контрольной карты вырезают один образец размером (50±2) мм×(50±2) мм. Для определения твердости металла из контрольной карты вырезают два образца размером (30,0±0,1) мм×(280,0±0,5) мм.

Рисунок 4 - Схема отбора проб на аттестационные испытания

2 Описание технологического процесса получения заданного вида продукции, краткая характеристика основного и вспомогательного оборудования

Подготовка исходного материала к производству

Назначение агрегата подготовки горячекатаных рулонов - обрезка переднего и заднего концов полосы, сварка полос встык, обрезка боковых кромок и укрупнение рулонов с помощью стыкосварочной машины. В цехе установлены два таких агрегата.

Металл, имеющий высокую температуру, должен быть охлажден до температуры не более 100 °С (для всех марок стали). При обработке передний конец рулона выравнивают роликоправильной машиной (РПМ) перед обрезкой, затем обрезают «язык» длиной до 2 м и сбрасывают в малую приемную кассету.

При наличии на кромке полосы дефектов, превышающих размер обрезаемой кромки, а также при наличии дефектов поверхности участок режут на лист и сбрасывают в основную кассету. Задний конец рулона выравнивают РПМ, «язык» заднего конца длиной до 2 м обрезают и сбрасывают в малую приемную кассету.

Укрупнение рулонов происходит с помощью стыкосварочной машины. Вид сварки - стыковая, плавящимся электродом с последующей зачисткой и отжигом сварного шва. Далее происходит подача полосы на моталку.

Скорость транспортировки полосы при подготовке полос холоднокатаной углеродистой стали - не более 300 м/мин.

После обработки на агрегате подготовки рулоны должны отвечать следующим требованиям.

Размеры рулонов:

внутренний диаметр (850+10) мм;

наружный диаметр не более 2300 мм;

масса рулонов - до 36 т.

Серповидность полос - не более 3 мм на 1 погонного метра (п.м.).

Отклонение от номинальной ширины полосы - не более 0,5%.

При обработке на агрегате не допускается образование на поверхности полосы царапин, надавов, выходящих за 1/2 допуска по толщине, а также появление заусенцев и сколов после обрезки горячекатаного подката. В случае появления заусенцев или других дефектов кромки производится настройка или перевалка агрегата подготовки горячекатаных рулонов, а рулон отставляется на повторную подрезку. Допускается повторная обработка рулона согласно техническому заданию или для удаления дефекта, обнаруженного на металле.

После обработки рулона на агрегате, оператор поста управления (ПУ) осматривает рулон и производит его маркировку в соответствии с данными системы слежения за металлом (ССМ). Рулон после обработки не должен иметь заворотов, рванин, плен и других дефектов поверхности, влияющих на дальнейшую обработку. Дефекты, которые невозможно вырезать на агрегате должны быть отмечены в паспорте плавки.

Травление горячекатаного подката

Очистка поверхности горячекатаных полос от окалины осуществляется на НТА посредством обработки дробью с последующим травлением (окунанием) в растворе соляной кислоты, и обрезкой и промасливанием полос.

Упрощенная схема непрерывного агрегата травления представлена на рисунке 5.

Агрегат имеет 5 плоских ванн травления и 4 секции промывки полосы. Объем кислотного раствора, одновременно содержащегося в агрегате - 125 м.

При дробеструйной обработке применяется дробь стальная, литая, круглая, диаметром 0,6 мм.

Рисунок 5 - Упрощенная схема НТА ОАО «НЛМК»

Разматыватель; 2, 7, 8 - тянущие ролики; 3 - правильная машина; 4 стыкосварочная машина; 5 - натяжная станция; 6 -6 входной петлевой накопитель; 8 - устройство правки растяжением; 9, 15, 17, 22 - натяжные ролики; 11 - травильная ванна; 12 - промывная ванна; 13 - сушилка; 14 - управляющий ролик; 16 - выходной накопитель; 18 - боковой штамп; 19 - дисковые ножницы; 20 - промасливающая машина; 21 - гильотинные ножницы; 23 - моталка.

Время травления - до 4 мин.

Раствор соляной кислоты в кислотные ванны подается насосами из складских резервуаров. Регенерированная кислота с блока химических установок (БХУ) подается в 5 кислотную секцию, которая перетоком поступает в предыдущие кислотные секции. Отработанный травильный раствор откачивается из 1 секции на БХУ.

Процесс травления холоднокатаной малоуглеродистой стали осуществляется в растворе соляной кислоты по режиму, представленному в таблице 7. После травления осуществляется промывка полосы от остатков травильного раствора в 4-х секционной промывочной ванне. Тип промывки - каскадный, струйный. В качестве промывной воды используется обессоленная вода, получаемая в установке обессоливания методом обратного осмоса. При отсутствии обессоленной воды для промывки полосы используется химически очищенная вода и конденсат. Подача промывной воды в 4 секцию ванны промывки осуществляется из отдельного бака при помощи циркуляционного насоса. Промывка металла производится путем распыления на полосу промывной воды через систему коллекторов. В 3секции ванны промывка четырьмя капроновыми щетками и отжимается гуммированными роликами.

Таблица 7 - Базовый режим обработки холоднокатаной низкоуглеродистой стали на НТА

ПараметрыНоминальное значение параметраПределы применения параметраСкорость полосы в линии травления, м/мин120±30Температура травильных растворов в ваннах травления, °С75±15Массовая концентрация общей соляной кислоты в 5-ой по ходу полосы ванне травления, г/дм³190±20Массовая концентрация общего железа 5-ой по ходу полосы ванне травления, г/дм³20±10Массовая концентрация общего железа 1-ой по ходу полосы ванне травления, г/дм³90Не болееМассовая концентрация общей соляной кислоты в 1-ой по ходу полосы ванне травления, г/дм³190±20

В первой по ходу полосы секции ванны промывки:

массовая концентрация соляной кислоты, г/дм³ - не более 5;

массовая концентрация общего железа, г/дм³ - не более 2.

В четвертой секции ванна промывки:

массовая концентрация соляной кислоты, мг/дм³ - не более 20;

температура промывной воды. °С - не менее 70.

При остановках агрегата полоса не должна находиться в травильном растворе более 10 мин.

Очистка травильных ванн и трубопроводов осуществляется периодически путем нейтрализации солянокислых остатков раствором гидроксида натрия (NaOH).

Рулоны после обработки в агрегате травления должны отвечать следующим требованиям.

Для двух соседних витков выступ не должен превышать 5 мм (за исключением 2-3 внутренних и одного наружного витка). На телескопическом рулоне выступы из средней или внутренней части рулона не должны превышать 10 мм.

При необходимости дефектные участки вырезаются, или производится повторная обработка рулона согласно технологическому заданию для удаления дефекта, обнаруженного на металле.

Удаление влаги с поверхности полосы производится в сушильной установке путем подачи на полосу горячего воздуха. Наличие влажных участков на высушенной полосе не допускается. Поверхность травленой полосы должна быть матовой, без следов перетрава и недотрава.

Поверхностная плотность хлорид - иона на поверхности полосы - не более 10 мг/м² при промывке обессоленной водой и не более 20 мг/м² при промывке химочищенной водой.

После обработки рулона на агрегате оператор ПУ осматривает рулон и производит его маркировку в соответствии с исходной маркировкой. Все обнаруженные дефекты должны быть отмечены в паспорте плавки.

Холодная прокатка

Холодная прокатка производится на четырех клетевом стане 1400 на конечную толщину.

Основные характеристики стана:

размеры подката, мм: толщина - 1,6 - 3,5; ширина - 750 - 1250;

конечная толщина, мм: 0,35 - 1,00;

длина бочек рабочих и опорных валков, мм: 1400;

диаметр рабочих валков, мм; 440 - 400;

диаметр опорных валков, мм: 1400 - 1300;

чистота обработки поверхности валков: 8-9 класс;

максимальное усилие прокатки, МН: 25,6;

мощность двигателей: главных приводов (номинальная) по 2х2540 кВт; на разматывателе - 2х360 кВт; на моталке - 2540 кВт;

натяжение, кН: при разматывании - 9,1 -91; при намотке - 9,0 - 90. Система охлаждении валков и полосы двухвариантная рециркуляционная;

охлаждение водой на всех клетях с подачей на полосу технологической смазки:

в качестве смазочно - охлаждающей жидкости (СОЖ) используется

5 % водная эмульсия «Quaker 402DPD». Максимальный расход охлаждающей жидкости на входных и выходных коллекторах - 6000 л/мин.

Подача СОЖ производится на рабочие валки клетей №№ 1 - 3 со стороны входа и выхода, в клети № 4 - только со стороны входа.

Нижние валки оснащены стационарными коллекторами, верхние - подвижными.

На верхние опорные валки клетей №№ 1 - 3 СОЖ подается со стороны входа и выхода, на нижние опорные валки одним коллектором со стороны выхода. Опорные валки клети № 4 охлаждаются только со стороны входа.

Предусмотрена возможность зонной подачи СОЖ (в клетях 1, 2 и 4 три зоны, 3 - пять зон). При этом все коллектора клетей №№ 1 - 3 пятизонные (средняя зонa включает 12 форсунок, остальные зоны - по шесть форсунок). В клетях 1 - 3 регулирование подачи эмульсии но зонам производится одновременно на рабочих и опорных валках (раздельно со стороны входа и выхода), а в клети № 4 - отдельно рабочих и опорных валков. Расстояние между осями крайних форсунок во всех коллекторах составляет 1260 мм. Схема расположения оборудования представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Схема расположения оборудования стана 1400

Приемный конвейер; 2. Падающая балка; 3.Загрузочная тележка; 4. Разматыватель; 5. Станция подготовки; 6. Гильотинные ножницы; 7. Рабочие клети; 8. Редукторы главных приводов; 9. Двигатели главных приводов; 10. Передвижные тележки; 11. Моталка; 12. Приемный стол; 13. Отводящий рольганг

Краткая характеристика оборудования стана 1400 представлено в таблице 8.

Таблица 8 - Краткая характеристика оборудования стана 1400

Позиция на схемеНаименование оборудованияТехническая характеристика и назначение оборудование1Приемный конвейер с центрирующим устройствомНазначение: для приема и транспортировки рулонов к падающей балке. Тип с подвижной балкой, управляется гидравлически; Емкость составляет 6 рулонов; Масса составляет 34,7 тонн; Скорость подъема составляет 18 мм/с; Ход составляет 250 мм; Скорость перемещения составляет 100 мм/с2Падающая балкаНазначение: для транспортировки рулона с подъемника и установки его на загрузочную тележку. Тип горизонтальный, V - образная, стальная сварная конструкция; Емкость составляет 1 рулон; Масса - 35,2 тонны; Длина балки составляет 1 метр; ход - 3 метра; Скорость передвижения - 200 мм/с.3Загрузочная тележкаНазначение: для поднятия рулона после центровки и передачи к подготовительной станции и к разматывателю. Тип - гидравлический; Емкость составляет 1 рулон; Масса - 44,3 тонны; Густая смазка поверхностей скольжения от центральной системы; жидкая с разбрызгиванием смазка редуктора-Измеритель ширины и диаметр рулонаВ его состав входят фотоэлементы и механические щупы, которые смонтированы на кронштейнах стальной сварной конструкции. Масса измерителя составляет 2 тонны.4РазматывательНазначение: для разматывания рулона с необходимой скоростью и натяжением. Тип - плавающий с двумя изменяемыми по диаметру барабанами; Максимальная скорость составляет 390 м/мин; Максимальное натяжение при разматывании - 91 МПа;9ДвигательТип: двигатель постоянного тока CZ172.5-49-10 Мощность: 2×2540 кВт Частота вращения вала двигателя: n-0-200-400 об/мин.-Моторная муфтаТип: зубчатая Максимальный передаваемый крутящий момент: 0,094 МНм7Нажимное устройствоНазначение: обеспечивающее перемещение валков параллельно собственным осям в вертикальной плоскости. Тип - гидравлической нажимное устройство.7Устройство осевой регулировкиДопустимое осевое перемещений верхнего валка: 2,5 мм Тип: рычажное7Уравновешивающее устройствоТип: пружинное-Узел станинНазначение: для расположения всех механизмов, узлов, элементов рабочей клети и окончательного восприятия усилия прокатки. Станина открытого типа. Конструкция узла станин: цельнолитая Материал: Высокопрочный чугун ВЧ 45-57Рабочие валкиНазначение: взаимодействую с металлом, непосредственно осуществляют пластическую деформацию. Максимальный диаметр рабочих валков составляет 440 мм; Минимальный диаметр- 400 мм; Длина бочки валков 1400 мм; Масса составляет 2750 кг. Материал валка 9Х2МФ7Опорные валкиНазначение: главным образом, обеспечивают минимальный прогиб рабочих валков. Максимальный диаметр опорных валков составляет 1400 мм; Минимальный диаметр- 1300 мм; Длина бочки валков 1400 мм; Длина шейки составляет 950 мм; Масса составляет 25 тонн. Максимальное усилие составляет 2600 кН; Материал валка 90ХФ.7ПодшипникиРабочие валки: конические роликовые подшипники качения. Для восприятия большой осевой нагрузки. Опорные валки: подшипники жидкостного трения. Для восприятия радиальной нагрузки.7ПодушкиМатериал: сталь 40-Направляющие столыНазначение: для направления полосы между клетями и на выходе из четвертой клети.-ТолщиномерыНазначение: для измерения и контроля толщины полосы. Толщиномеры изотропного типа; Класс точности - 111МоталкаНазначение: для сматывания полосы в рулон. Тип - с консольный барабаном; Максимальная масса рулона составляет 30 тонн; Максимальная скорость намотки - 15 м/с; Максимальный наружный диаметр рулона - 2300 мм; Максимальное натяжение - 91 кН; Номинальный диаметр 600 мм; Диаметр в сжатом состоянии 565 мм; Диаметр в разжатом состоянии 600 мм; Длина бочки барабана составляет 1400 мм; Масса барабана составляет 29,5 тонн.-Сталкиватель рулоновТип сталкивателя гидравлический. Густая смазка, которая осуществляется от центральной системы. Масса сталкивателя составляет 2,2 тонн.-Прижимной ролик моталкиДиаметр ролика составляет 200 мм. Диаметр бочки ролика составляет 600 мм; Масса ролика 7,8 тонн.10Тележка для снятия рулоновНазначение: предназначается для транспортировки рулонов от моталки Тип тележки - гидравлическая с V - образным седлом и прижимным роликом.

Также производится инспекция и чистка форсунок подачи смазочно-охлаждающих жидкостей во всех клетях стана. Подача смазочно-охлаждающей жидкости осуществляется одновременно с началом прокатки и прекращается с сё окончанием. Эксплуатация технологических смазочных средств осуществляется по технологической инструкции. При смотке полосы остатки эмульсии не должны попадать в рулон. Загрязненность поверхности полос после холодной прокатки с применением эмульсии не должна превышать 1 г/м² на обе стороны полосы.

Предлагается, для устранения неплоскостности холодная прокатка будет производиться с включением системы контроля плоскостности полос, в которую входит стрессометрический ролик, измеряющий распределение удельных натяжений по ширине полосы и систему селективного охлаждения рабочих валков с целью устранения асимметричных погрешностей плоскостности, которые невозможно устранить исполнительными элементами плоскостности, как, например противоизгибом.

Процесс холодной прокатки холоднокатаной малоуглеродистой стали осуществляется в соответствии с базовыми режимами, представленными в таблице 9. После прокатки полоса должна соответствовать следующим требованиям: длина утолщенных концов - не более 30 м; поперечная разнотолщинность полос - не более 1/2 суммы предельных отклонений по толщине; серповидность полос - не более 3 мм на один метр длины; не плоскостность холоднокатаных полос не должна превышать 6 мм при шаге не менее 600 мм.

Таблица 9 - Базовые программы прокатки холоднокатаной низкоуглеродистой стали 08Ю и 08пс на 4-клетевом стане 1400

Марка сталиНомер клетиНатяжение полосы, МПаТолщина полосы, ммОтносительное обжатие, %Суммарное обжатие, %Скорость прокатки, м/сКоэффициент трения08ЮДо802,311411,535353,30,08321720,9537595,30,07831250,6532727,70,0754850,52378100,07408псДо802,511711,6335354,30,07322221,1430556,160,06831790,87236580,0664850,72072100,064

Также на поверхности полосы не допускаются пятна загрязнений, поджоги, царапины и отпечатки от валков, выходящие за 1/2 допуска по толщине. Выступание отдельных витков в рулоне должно быть не более 5 мм, кроме внутреннего и наружного витков. Прокатанный рулон обвязывается, маркируется и передаётся на агрегат подготовки холоднокатаных рулонов.

Агрегат подготовки холоднокатаных рулонов

Каждый из двух агрегатов подготовки холоднокатаных рулонов предназначен для обрезки кромок, вырезки дефектных участков, обрезки концов и стыковой сварки отдельных рулонов.

Основные характеристики агрегата:

натяжение, кН: 6,2 - 18,8.

Рулон, прошедший обработку па агрегате подготовки, должен удовлетворять следующим требованиям.

Передний и задний концы полосы обрезают до толщины:

не более 0,8 мм для толщины 0,48 мм;

не более 0,5 мм для толщины 0.34 мм.

Утолщенные и дефектные участки вырезают, и полосу сваривают встык.

На переднем и заднем утолщенных концах до 10 м допускаются пятна поджогов.

Выступание витков из рулона не более 5 мм.

При обработке на агрегате не допускается образование царапин, надавов, выходящих за 1/2 допуска по толщине.

Рулон может состоять из полос, сваренных встык. При укрупнении рулонов место шва должно быть отмечено металлическими закладками или краской на торце рулонов.

На всей длине сварного шва не допускаются прожоги и непроваренные места.

Подготовленный рулон обвязывается и маркируется. При маркировке укрупненного рулона указываются номера полос в порядке их смотки в рулон.

Обработка холоднокатаных полос на АНО

Обезуглероживание (снижение содержания углерода в стали) в процессе обработки в линии АНО способствует улучшению электротехнических свойств стали, а также применяется для того, чтобы в процессе эксплуатации у потребителей не происходило старения (изменения свойств с течением времени) из-за выделения карбидов (соединений углерода с железом). Обезуглероживающий отжиг осуществляется в атмосфере увлажненного защитного (азотно-водородного) газа, исключающего окисление поверхности. Кроме окисления углерода влага (Н20) газовой среды в печи окисляет железо и легирующие элементы (Si, Al и др.). в результате чего формируется приповерхностная зона окисления. Помимо обезуглероживания в линии АНО осуществляется рекристаллизационный отжиг, проводимый с целью снятия наклепа (упрочнения) после холодной прокатки и формирования оптимальной структуры металла. Агрегат непрерывного отжига представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 - Принципиальная технологическая схема АНО

НУ - Натяжное устройство; ЦР - Центрирующий ролик; КН - Камеры нагрева; КВ - Камеры выдержки; КРО - Камеры регулируемого охлаждения; КСО - Камеры струйного охлаждения; ВХ - Воздушный холодильник.

Очистка полосы от технологических смазок в линии агрегата производится в следующей последовательности:

обезжиривание полосы;

промывка полосы в щёточно-моечной машине (ЩММ);

окончательная промывка полосы в промывочной ванне;

сушка полосы горячим воздухом.

На АНО-5 может производиться дополнительное обезжиривание полосы с использованием установки ультразвуковой очистки полосы.

На АНО-7 может производиться дополнительная очистка моющего раствора с использованием установки «ВИТА-МР-15» и очистка промывной воды с использованием установки «ВИТА-С-8».

Для обезжиривания полосы используется моющий раствор на основе средства моющего технического «Фоскон-203».

Массовая концентрация общей щелочи (по NaOH общ.) в рабочем обезжиривающем растворе должна быть 8,0-15.0 г/дм³.

Температура обезжиривающих растворов не должна быть менее 80°С.

Замену обезжиривающих растворов производят при массовой концентрации механических примесей в растворах более 1,0 г/дм³.

Промывка полосы в ЩММ осуществляется с помощью капроновых щеток. Количество щеток не менее четырех. Температура промывной воды должна быть не менее 70 °С.

Окончательная промывка осуществляется в промывочной ванне путём подачи на полосу сверху и снизу химочищенной воды.

После сушки на поверхности полосы не должно быть мокрых пятен.

Загрязненность полосы после очистки должна быть не более 0,1 г/м² на обе стороны полосы.

Термообработка холоднокатаной малоуглеродистой стали проводится по базовым режимам, представленным в таблице 10.

Таблица 10 - Базовые температурные режимы обработки на АНО

ПараметрЗначение параметраТемпература в зоне № 1, °С820Температура в зоне № 2, °С820Температура в зоне № 3, °С820Температура в зоне № 4, °С820Температура в зоне № 5, °С790Температура в зоне № 6, °С770Температура в зоне № 7, °С770Температура в зоне № 8, °С770Температура в зоне № 9, °С200Температура в зоне № 10, °С350Температура в зоне № 11, °С400Температура в зоне № 12, °С450Температура в зоне № 13, °С400Температура в зоне № 14, °С350Температура в зоне № 15, °С300Температура в зоне № 16, °С270Температура в зоне № 17, °С250Температура в зоне № 18, °С220Температура в зоне № 19, °С200

В камере регулируемого охлаждения полоса охлаждается в атмосфере азотного газа при температуре зон не более 750 °С. Массовая доля углерода в стали после отжига не более 0,005 %. Скорость движения ленты в агрегате непрерывного отжига выбирается в зависимости от содержания углерода в стали и толщины полосы. Для толщины 0,5 мм она составляет (30 ± 3) м/мин. Время выдержки составляет 2,2 мин.

Нагрев полосы электрический, который осуществляется с помощью расположенных на поде и своде печи нагревательных элементов. Входной шлюз отделяет печную атмосферу от атмосферы цеха.

Зависимость температуры отжига от времени представлена на рисунке 8. Печь для отжига имеет две камеры нагрева, две камеры выдержки, камеру регулируемого охлаждения, камеру струйного охлаждения и воздушный холодильник. Первая камера нагрева разделена на 4 зоны регулирования (длина камеры 32,85 м).

Агрегат непрерывного отжига представлен на рисунке 7.

Полоса нагревается до требуемой температуры, в зависимости от режима термообработки. Первая камера выдержки разделена на 9 ЗОН регулирования (длина камеры 160,0 м).

Вторая камера нагрева - одна зона регулирования (длина камеры 10,8 м). Между первой камерой выдержки и второй камерой нагрева имеется разделительный тамбур длиной 1,8 м. Вторая камера выдержки разделена на 3 зоны регулирования (длина камеры 25,2 м). В камерах выдержки полоса выдерживается при определенной температуре. Между камерой выдержки и камерами охлаждения имеется разделительный тамбур длиной 1,8 м, который служит предотвращения перетока атмосферы между камерами, сокращения потерь атмосферы контролируемого состава в местах входа и выхода полосы. Камера регулируемого охлаждения имеет длину 13,7 м. Охлаждение осуществляется косвенным методом с помощью труб воздушного охлаждения. Камера струйного охлаждения обеспечивает охлаждение за счет подачи азота вентиляторами (длина камеры 13,3 м).

Азото- водородный газ, подаваемый в первые камеры нагрева и выдержки, может увлажняться в пяти увлажнителях.

Секция нагрева служит для нагрева полосы до требуемой температуры (допустимая рабочая температура в секции 950 °С), В качестве топлива используется природный газ, который сжигается в радиантных трубах (в секции расположено 217 радиантных труб с горелками).

Секция выдержки необходима для выдерживания полосы при определённой температуре в течение установленною времени. Температура в секции создастся электронагревателями.

Секция газового охлаждения служит для охлаждения полосы до температуры 500 °С - 600 °С с помощью защитного азотного газа, циркулирующего через холодильники. Секция оборудована электронагревателями.

Секция ускоренного охлаждения служит для охлаждения полосы водой от

°С - 600 °С до 40 °С. Удаление с поверхности полосы окисной пленки производится в ванне травления с помощью соляной кислоты. Далее полоса проходит ванну холодной промывки водой через струйные сопла, соединенные в коллекторы, ванну нейтрализации поверхности полосы раствором метасиликата натрия щеточно-моечную машину, ванну горячей промывку и сушилку.

Секция быстрого охлаждения полосы защитным азотно-водородным газом, циркулирующим через 10 холодильников. Допустимая рабочая температура 300 °С. Полоса в секции охлаждается до температуры ниже 100 °С.

Секция воздушного охлаждения полосы до 20°С с помощью воздуха, забираемого вентиляторами из окружающего пространства.

Все печные секции соединены между собой переходными тамбурами, оснащённые компенсаторами теплового расширения и необходимой тепловой изоляцией.

Дрессировка

Дрессировка (холодная прокатка с малым обжатием) отожжённой полосы осуществляется для получения требуемого стандартами уровня механических свойств. Проектная годовая производительность дрессировочной клети «1400» -75100 т.

Дрессировка осуществляется в один или два прохода с суммарным обжатием до 3,2 % на одноклетьевом стане холодной прокатки 1400.

Подачу рулонов на дрессировку осуществляют в порядке их обработки на АНО, начиная с первой партии плавки. Поверхность полосы должна быть чистой, без рисок, царапин, цветов побежалости, пятен загрязнений, наколов, отпечатков, порезов. Для стали 08Ю и 08пс дрессировка проводится со степенью деформации 0.8 - 12% в один проход.

Выступание отдельных витков дрессированных рулонов не должно превышать 5 мм, телескопичность рулонов не более 20 мм. После дрессировки верхний виток рулона закрепляется, рулон маркируется и передается на склад.

Транспортный шов с АНО перед дрессировкой вырубается. Дрессировка может осуществляться как на гладких, так и на насеченных рабочих валках в зависимости от требований заказа к шероховатости готовой полосы.

После дрессировки может осуществляться выпрямляющий отжиг на АНО для устранения рулонной кривизны.

В соответствии с требованиями заказа возможна отгрузка проката в горячекатаном (после обрезки утолщённых концов и подрезки кромки) или холоднокатаном состоянии (после обрезки концов).

После получения результатов аттестационных испытаний магнитных и механических свойств производится задача товарных рулонов на агрегаты продольной резки. На агрегатах продольной резки осуществляется обрезка утолщённых концов до номинальной толщины, подрезка кромки, роспуск рулонов на ленты или деление на рулоны меньшего веса в соответствии с требованиями заказа и упаковка.

Упаковка порезанного металла осуществляется по различным схемам в соответствии с требованиями заказа.

Отгрузка готовой стали осуществляется автомобильным или железнодорожным транспортом.

Контроль геометрических параметров подката осуществляется в прокатном отделении работниками УТК.

Отбор проб для контроля геометрических параметров холоднокатаного подката и массовой доли углерода осуществляется на агрегатах подготовки холоднокатаных рулонов.

Размер проб: длина 1500 - 2000 мм.

Определение массовой доли углерода в стали осуществляется на образцах проката (две полоски шириной от 30 мм до 35 мм, вырезанных по всей ширине полосы) в лаборатории УТК.

Отбор проб производится от начала или конца каждого холоднокатаного рулона обрабатываемой плавки после подготовки.

Для определения загрязнённости полосы технологический персонал отбирает четыре пробы металла размером (100 ± 2) мм × (100 ± 2) мм и доставляет в лабораторию УТК.

Для контроля массовой доли углерода в стали после отжига производится отбор проб от начала или конца контрольного рулона обрабатываемой плавки после агрегата термообработки.

Размер пробы: длина от 300 мм до 500 мм.

Из проб персоналом цеха вырезаются полоски шириной от 30 мм до 35мм поперёк направления прокатки.

Определение массовой доли углерода в образцах стали производится в лаборатории УТК.

Для определения загрязнённости полосы после обезжиривания перед термообработкой отбираютсячетыре пробы металла размером (100 ± 2) мм × (100 ± 2) мм.

Аттестационные испытания проводятся в лаборатории УТК.

Доставка проб от агрегатов к местам разделки и в лабораторию осуществляют в условиях, исключающие механические повреждения образцов.

4. Расчет технологического процесса

1 Расчет деформационного режима

Для выбора распределения обжатий в курсовом проекте используется следующая стратегия: загрузка клетей производится так, чтобы обжатия последовательно уменьшались от первой клети к последней вследствие упрочнения металла. Основной целью данной стратегий является обеспечение одинаковых профилировок валков с целью более равномерного износа валков и одинаковых условий предъявляемым к обработке рабочих валков в вальцешлифовальных машинах (ВШМ).

При выборе деформационного режима ориентируемся на опыт работы стана 1400 ОАО «НЛМК» и принимаем для стали 08пс толщину подката равной 2,5 мм для проката 0,7 мм.

Ширина исходной заготовки с учетом обрезных кромок, которые составляют по 20 мм с каждой стороны составит:

где - конечная ширина, мм.

Обжатие в первой клети составляет 30 - 40% для уменьшения исходной разнотолщинноcти подката и уверенного захвата; обжатие в последнем проходе понижаем для обеспечения высокой плоскостности, снижения усилия прокатки из-за упрочнения стали и предотвращения сваривания валков с металлом валков вследствие выдавливания смазки, в пределах 15-25%.

Основным фактором, ограничивающим обжатие в первом проходе непрерывного стана холодной прокатки стали, является угол захвата. При холодной прокатке угол захвата рекомендуется принимать не более 3 - 6.

Расчет тангенса угла захвата является классической задачей

Коэффициент трения, находит по формуле :

где = 1,2 - для эмульсии;

Скорость прокатки, м/с;

Кинематическая вязкость смазки при 50°С, (м²/с10);

Высота неровностей на поверхности валка, мкм.

Для того, чтобы условие захвата в первой клети выполнялось необходимо:

Условие захвата для первой клети выполняется.

Таблица 11 - Распределение обжатий по клетям стали 08пс на непрерывном стане 1400*

ПараметрыНомер клети1234, мм2,51,631,140,87, мм1,631,140,870,7∆, мм0,870,490,270,17, %35302320, %35556572*Примечание: Прокатка ведется с исходной толщины 2,5 мм до конечной толщины 0,7 мм и ширины 1000 мм

В последующих после первой клети обжатия распределены таким образом, чтобы обеспечить постоянство усилия прокатки во всех проходах.

4.2 Расчет скоростного режима

В последнем межклетьевом промежутке задается минимальным натяжением, так как полоса на данной стадии прокатки является тонкой, металл упрочнен и охрупчен, тем самым увеличивается возможность обрыва полосы.

Натяжение, рассчитываем по следующей формуле:

где - предел текучести в данной клети, МН/м².

В данной методике расчета допускаем постоянство предела текучести металла в очаге деформации, равного полусумме предела текучести до и после прокатки.

Предел текучести определяем по формуле для низкоуглеродистых сталей

где - исходный предел текучести, МПа;

a и b - это эмпирические константы, показывающие интенсивность наклепа и зависящие от химического состава стали.

Для стали 08пс принимаем исходный предел текучести = 190 МПа; a = 33,4; b = 0,6.

Таки образом, предел текучести по формуле (5) составит:

В клети №1

В клети №2

В клети №3

В клети №4

Определяем натяжение по формуле (4):

Максимальное натяжение при разматывании составляет 90 МПа.

Зададимся величиной натяжения при разматывании:

В клети №1

В клети №2

В клети №3

Максимальное натяжение при намотке составляет 92 МПа. Зададимся величиной натяжения при намотке:

Расчет скоростного режима ведем на основе закона постоянства секундных объемов:

где - толщина полосы на выходе из i-ой клети, мм;

Скорость прокатки в i-ой клети, м/с.

Скорость прокатки в 4 клети составляет: = 10 м/с. Тогда скорость по формуле (6):

В клети №3 составляет:

В клети №2 составляет:

В клети №1 составляет:

4,3 м/с.

4.3 Расчет энергосиловых параметров

Расчет энергосиловых параметров прокатки расчетных профилей проведен с помощью ЭВМ (MS Excel). Далее приведен расчет для первого прохода при прокатке автолистовой стали 08пс на толщину 0,7 мм с исходной толщины 2,5 мм.

Расчет усилия прокатки базируется на методике А.И. Целикова, которая учитывает наклеп металла при холодной прокатке и натяжение полосы в межклетьевых промежутках. При этой методике приняты следующие допущения: отсутствие уширения полосы при прокатке; замена дуги контакта хордой.

Для расчета среднего контактного давления используем метод А.И. Целикова .

Определим усилие прокатки:

где - давление на валки, МПа;

Длина дуги контакта, с учетом упругого сплющивания, мм;

b - ширина проката, мм.

где - толщины полосы в нейтральном сечении;

Конечная толщина полосы, мм;

∆h - обжатие за проход, мм;

Средний предел текучести прокатываемого металла, МПа, который рассчитывается по формуле:

Определяем отношение толщины полосы в нейтральном сечении к конечной толщине:

где h0 - начальная толщина полосы, мм;

δ - показатель деформации, рассчитываемый по формуле:

где ƒy - коэффициент трения;

Длина очага без учета сплющивания валков, которая определяется:

где R - радиус рабочих валков, мм.

По формуле (11) определим показатель деформации δ:

Определим по формуле (10) отношение высоты металла в нейтральном сечении к конечной толщине:

Определим среднее давление без учета натяжения по формуле (8):

Среднее давление с учетом натяжения полосы определяется по формуле:

где - натяжение полосы до и после прокатки, МПа.

Длину дуги контакта с учетом упругого сплющивания валков мм, определяют по формуле:

где - приращение длины дуги контакта за счет упругого сплющивания валков, которое определяется по формуле:

где c = 1,375,

m = 1,12/МПа

Находим усилие по формуле (7):

Р = 330·1020·15,07=5,17 МН.

4 Расчет мощности электродвигателя

Момент на валу двигателя кН·м, необходимый для привода валков прокатного стана, слагается из четырех величин:

где - момент прокатки, кН·м, то есть тот момент, который требуется для преодоления сопротивления деформации прокатываемого металла и возникающих при этом сил трения по поверхности валков;

Момент добавочных сил трения, приведенных к валу двигателя, возникающих при проходе прокатываемого металла между валками, в подшипниках валков, в передаточном механизме и других частях стана, но без учета момента, требующегося на вращение стана при его холостом ходе;

Момент холостого хода, то есть момент, требующийся для привода стана в момент холостого хода.

Определим момент прокатки, использую формулу:

где ψ - коэффициент плеча момента.

Коэффициент плеча момента определяем по формуле М.М. Сафьяна и В.И. Мелешко

; Mпр = 47,82 кН·м.

Момент сил трения в подшипниках опорных валков, приведенный в вабочим валкам, составляет:

где f n - коэффициент трения в подшипниках валков. Для подшимников жидкостного трения f n = 0,003;

don - диаметр шейки опорных валков с учетом втулки-насадки, мм;

Dp - диаметр рабочих валков, м;

Don - диаметр опорных валков, м.

Находим момент добавочных сил трения в передаточных механизмах главной линии:

где - момент прокатки, кН·м.

Определяем статический момент:

где i - передаточное число, которое принимаем 1,737.

Находим момент холостого хода:

где - номинальный момент двигателя, кН·м.

Момент на валу двигателя будет равен:

Находим угловую скорость на валах двигателей:

где - окружная скорость вращения валков, м/с.

где V1 - рабочая скорость, м/с;

S - опережение определяется по формуле;

По формуле (23) рассчитаем угловую скорость вращения валков:

Мощность кВт, вычисляют по формуле:

Аналогичный расчет был произведен для остальных клетей. Полученные результаты представлены в таблице 12.

Таблица 12 - Результаты расчета энергосиловых параметров стали 08пс на непрерывном четырехклетевом стане 1400*

Марка сталиНомер клетиε, %qн, МПаqк, МПаσп,МПаσp, МПаƒустlД, ммlc, ммpcр,МПаР, МНМпр,кНмNдв, кВт08пс135801711904710,07313,8153305,1747,88942301712224715560,06810,312,35296,7647,612963232221795565940,0667,69,96096,2835,51396420179855946270,0646,29,147386,9234,81746*Примечание: Прокатки ведётся для стали 08пс с исходной толщиной 2,5 мм до конечной толщины 0,7 мм и ширины 1000 мм.

5. Анализ технологического режима

Распределение обжатий по клетям стана 1400 представлено на рисунке 8.

Значения усилий и мощности прокатки представлены на рисунке 9 и 10 соответственно.

Рисунок 9 - Усилие прокатки

Рисунок 10 - Мощность прокатки

Список использованных источников

1.А.И. Целиков, Г.С. Никитин, С.Е. Рокотян. Теория продольной прокатки. М.: Металлургия, 1980. -124с.

2.Полухин П.И., Хензель А., Полухин В.П. Технология процессов обработки металлов давлением. - М.: Металлургия, 1988. -407 с

3.Целиков А.И. Теория расчета усилий в прокатных станах. - М.: Металлургия, 1962. - 222 с

4.Коновалов Ю.В., Остапченко А.Л., Пономарев В. И. Расчет параметров листовой прокатки. Справочник. М.: Металлургия, 1986,. -430 с

Между натяжными устройствами № 2 и № 3 расположена петле­вая яма, в которой полоса транспортируется без натяжения. Это позволяет произвести развязку по натяжению головной и входной частей стана.

Шестиклетевой стан 1400:

Собственно стан состоит из шести клетей кварто. Передаточные числа редукторов клетей соответственно: i1 =2,28, i2 =l,58, i3 =1,17, i4 =0,885, i5 =0,685, i6 =0,57.

Клети стана оборудованы электромеханическими нажимными устройствами, системами охлаждения валков и подачи технологической смазки (клети №5, №6), системой противоизгиба и дополнительного изгиба рабочих валков, системой автоматизации технологического процесса.

Характеристика валков шестиклетевого стана "1400" дана в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика валков шестиклетевого стана "1400"

Выходная часть:

Основные механизмы выходной части стана: обводные ролики, летучие ножницы, моталки №1 и №2, ленточный транспортер №2, коллектор подачи горячего воздуха, для удаления остатков охлаждающей жидкости с по­лосы (Т °С подаваемого воздуха 50-100°).

Обводное устройство состоит из двух роликов - обводного и прижимного, диаметром 400 и 300 мм соответственно.

Летучие ножницы барабанного типа, состоят из двух ножевых барабанов: верхний диаметр - 353,57 мм, нижний - 404,08 мм. Между бараба­нами зубчатое зацепление с отношением зубьев 1,143. Совпадение ножей происходит через каждые 8 оборотов верхнего барабана. Количество ножей на каждом барабане - 1.

Моталки № 1, №2 консольного типа, безредукторные. Макси­мальное натяжение, создаваемое моталкой, до 49x103 Н (5 тс).

Система транспортеров состоит из четырех транспортеров, меж­ду лентами которых установлены удерживающие электромагниты, две откидывающиеся проводки. Транспортер № 3 - стационарный, транспортеры №1, №2, №4 - подвижные.

Стан оборудован загрузочными и отводящими транспортерами соответственно в головной и хвостовой частях и механизмами установки валков, механизмами перевалки рабочих и опорных валков, весами для взвешива­ния рулонов на отводящем транспортере № 1. Для ремонта, обслуживания стана, подачи рулонов для прокатки и транспортировки их после прокатки ус­тановлены электромостовые краны, крановые скобы которых для исключения травмирования рулонов снабжены накладками.

2.2 Требования, предъявляемые к подкату для шестиклетевого стана "1400"

Подкатом для шестиклетевого стана 1400 служат рулоны горячека­таных полос с обрезной кромкой, очищенных от окалины в непрерывно - травильном агрегате. Качество поверхности и геометрические размеры подката должны соответствовать требованиям ЗТУ 309-211 -2003.

Рулоны горячекатаных полос, используемых в качестве подката, должны иметь следующие параметры:

2.3 Требования, предъявляемые к прокату шестиклетевого стана "1400"

Продукцией шестиклетевого стана "1400" являются рулоны холоднокатаных полос, предназначенных для производства на последующих переделах: жести по ГОСТ 13345-85, ASTM А 623 М - 86, ASTM А 623 М - 02, JIS G 3303 - 87, JISG 3303: 2002, EN 10203 - 1991, EN 10202: 2001, и тонколисто­вого проката по ГОСТ 16523-89, ГОСТ 9045-93, EN 10130 - 91, EN 10130 - 98, DIN 1623 - 83, DIN 1623 - 86, ASTM А 611 М - 89, ASTM А 366 М - 91, ASTM А 568 М - 96, JIS G 3141 - 96, ТУ 14-11-262-89.

Предельные значения размеров готовых холоднокатаных полос должны быть:

Рулоны готовых холоднокатаных полос, полученных после прокат­ки на стане "1400", должны иметь следующие параметры:

2.4 Подготовка стана к работе и его настройка

Подготовка стана к работе и его настройка осуществляется после ремонтов, перевалок прокатных валков и других профилактических остановок стана. Настройка (перенастройка) стана производится также и при изменении толщины и ширины прокатываемого металла.

Подготовка стана к прокатке основного сортамента включает в себя перечисленные ниже мероприятия:

Проверка состояния двухлысочных сочленений шпиндельных со­единений клетей №5 и №6 производится механослужбой. Износ не должен превышать 30% эксплуатационного допуска на посадку.

Данная проверка обусловлена необходимостью исключения возмущений, вызывающих образование периодической разнотолщинности, увеличение порывности и других негативных факторов.

Проверка обвязки тензороликов измерителей натяжений в меж­клетевых промежутках с целью обеспечения стабильности натяжений производится еженедельно.

Проверка правильности калибровки показывающих приборов на­тяжения технологических режимов производится по мере необходимости.

Проверка состояния коллекторов охлаждения производится под контролем старшего вальцовщика слесарями СООЖ при перевалках рабочих валков с целью обеспечения стабильности теплового профиля валков. При на­личии засоренных отверстий их прочищают специальным крючком или промывают коллектор под давлением.

Подготовка прокатных валков осуществляется в соответствии с требованиями ТИ ПЖ-19-2006.

Установка рабочих и опорных валков после их завалки в клеть производится включением нажимного устройства, причем верхний опорный валок опускается до появления дополнительной нагрузки на двигатели нажим­ных винтов (электромеханическое нажимное устройство).

Выверка рабочих валков на параллельность после их завалки в клеть производится для обеспечения равномерности обжатий по ширине поло­сы посредством отпечатка на образце металла длиной 1,5-2,0 м.

Для образования требуемого теплового профиля рабочих валков осуществляется их разогрев, который выполняется в следующем порядке:

После перевалки опорных валков всех клетей разогрев осуществляется прокаткой полос:

После перевалки рабочих валков всех клетей разогрев осуществляется прокаткой полос:

После перевалки рабочих валков клетей №5, №6 и №1, №4 разогрев осуществляется прокаткой полос:

После перевалки рабочих валков клети №6 разогрев осуществляется прокаткой полос:

После перевалки рабочих валков клети №5, №6 или остановки стана не более чем на 2 часа разогрев стана осуществляется прокаткой полос:

В остальных случаях разогрев стана осуществляется прокаткой 20 т. жести толщиной 0,25 - 0,36 мм.

При разогреве стана скорость прокатки должна быть не более 10-12 м/с, а ширина полос, используемых для разогрева валков, не должна быть менее ширины прокатываемого в дальнейшем металла.

Выявленные при подготовке стана к работе замечания уст­раняются, после чего делается вывод о готовности стана к прокатке основного сортамента.

При настройке стана выполняются следующие работы:

Выбираются соответствующие режимы обжатий, скорости и натяжений по клетям;

Выбираются необходимые уставки толщины перед клетью № 1, за кле­тями №2 и №6;

Настройка САРТиН (система автоматического регулирования толщины и натяжения) и САРПФ (система автоматического регулирования профиля и формы), которая производится в соответствии с требованиями "Инструкции о порядке включения, отключения и проверки комплекса системы автоматиче­ского регулирования толщины и натяжений полосы на шестиклетевом стане "1400";

Окончательная настройка валков, осуществляемая по направлению из­гиба переднего обжатого конца полосы при выходе его из клетей, при смещении полосы от оси прокатки вправо необходимо опустить правый на­жимной винт или поднять левый, при смещении полосы влево - опустить левый нажимной винт или поднять правый.

Прокатка жести осуществляется в номинальную толщину с допуском ± 0,01мм.

2.5 Задача рулона на стан

Рулоны подката поплавочно краном устанавливаются на приемный стеллаж перед станом таким образом, чтобы торец рулона совпадал с нанесен­ными на стеллаже метками. Обвязочная лента снимается вручную. Одновременно производится осмотр торцевых участков рулона. При наличии на них дефектов кромки типа "рванина", "заворот" дефектные участки отмеча­ются мелом.