Все о металле, его обработке и переработке
Партнеры
  • .

Металлургия черных металлов

§ 1. Производство бесшовных труб

Горячая прокатка труб состоит из следующих опера­ций: получения толстостенной гильзы из круглой заго-

Механические свойства

Специальные свойства

Сортамент

Область применения

CTb = =245 МПа

Жаропрочное,

Коррозионно-

Стойкое

Толщина 0,7— 1,2 мм, шири­на 20—100 мм

Механизирован­ная наплавка де­талей

CTb= =343 МПа

Пористость 20-60 %

Толщина 0,12— 3,0 мм, шири­на 500 мм

Фильтры для очистки активных сред

Пористость 15-70 %

Толщина 0,12— 3,0 мм, шири­на до 800 мм

Фильтры для очистки неагрес­сивных сред.

Товки или слитка; прокатки гильзы в трубу; отделки го­товой трубы. Прошивку заготовки или слитка в гильзу производят на прокатных станах или прессах. При полу­чении гильзы используют прокатные станы с конусными,

Грибовидными и дисковыми валками (рис. 148). Про­шивной стан с конусными валками (рис. 148, а) включа­ет два рабочих валка 1 диаметром 450—1000 мм. Валки в вертикальной плоскости развернуты на угол от 4 до 12°. Оба валка вращаются в одну сторону, и заготовка 2, заданная вдоль осей валков, получает вращательное дви­жение. Поскольку оси валков развернуты, то заготовка получает еще и поступательное движение. При прохож­дении зоны деформации уменьшается площадь попереч­ного сечения заготовки, и в ее осевой части образуется полость небольшого диаметра с неровной поверхностью. Для получения осевого отверстия требуемого диаметра применяется оправка 3. Конусная оправка устанавлива­ется между валками, и заготовка при поступательном движении надвигается на нее, при этом происходит уве­личение диаметра и сглаживание поверхности осевого отверстия. Для удержания заготовки в определенном положении относительно валков применяют неприводные ролики и направляющие линейки. Процесс получения гильзы на грибовидных валках (рис. 148,6) аналогичен рассмотренному. При прокатке на дисковых валках (рис. 148, в) заготовка задается ниже (выше) плоскости, про­ходящей через оси дисков. Смещение оси заготовки по отношению к линии, соединяющей центры дисковых вал­ков, равно а. При вращении дисков в одну сторону заго­товка получает вращательное и поступательное движе­ние. На прокатных станах с грибовидными и дисковыми валками получают более длинные гильзы. Толстостенные гильзы получают также прошивкой на гидравлических прессах. В дальнейшем толстостенные гильзы прокаты­вают в горячем состоянии на трубопрокатных станах. Для горячей прокатки труб применяют следующие типы станов: автоматический двухвалковый; непрерывный; раскатной стан с дисковыми валками; трехвалковый; стан периодической прокатки и др.

Глава XVII. ПРОИЗВОДСТВО БЕСШОВНЫХ И СВАРНЫХ ТРУБ

Трубы находят широкое применение в народном хо­зяйстве. Трубы применяют для транспортировки нефти и газа, используют в качестве магистралей для передачи горячей воды и пара. Широко используют трубы в качестве конструкционного материала в авиационной и маши­ностроительной промышленности. По способу производ­ства трубы делят на бесшовные и сварные. Трубы полу­чают горячей и холодной прокаткой, прессованием, во­лочением, формовкой из листов и полос с дальнейшей сваркой шва. В зависимости от назначения трубы дела­ют из углеродистой или легированной стали и характе­ризуют размерами: диаметром, толщиной стенки и дли­ной, а также механическими и физическими свойствами. Горячей прокаткой на трубопрокатных станах произво­дят трубы диаметром от 20 до 700 мм при толщине стен­ки 1,7—100 мм. Трубы большего диаметра (до 2000 мм) получают методом сварки.

§ 18. Технико-экономические показатели работы листовых прокатных станов

Расход металла. При горячей прокатке толстолисто­вой стали расход металла определяется его потерями в виде окалины при нагреве и прокатке, в виде обрези бо­ковых кромок, обрези переднего и заднего концов. В за­висимости от состава, стали, размеров листа, требова­ний, предъявляемых к готовым листам, коэффициент расхода металла составляет 1,05—1,25.

Расход электроэнергии на листовых прокатных ста­нах зависит от степени уменьшения площади поперечно­го сечения, температуры прокатки, химического состава стали, от совершенства конструкции главной линии про­катного стана и вспомогательного оборудования. При горячей прокатке на широкополосовом стане на 1 т про­ката расходуется 218 МДж, при холодной прокатке рас­ход электроэнергии составляет 360—1080 МДж/т.

Расход тепла при нагреве слябов составляет 2100— 2520 МДж/т; в термических отделениях цехов холодной прокатки листов расходуется 1100 МДж/т.

Расход валков на листовых прокатных станах состав­ляет от 0,8 до 1,5 кг/т.

Расход воды на листовых прокатных станах горячей прокатки равен 2600—7500 м3/ч.

Таблица 2. Характеристика некоторых изделий из порошков

Материал

Химический сос­тав, %

Схема технологического процесса

Псевдосплавные лен­точные электроды из стеллита марок МВ2К, МВЗК

Листы из нержавею­щей стали марки ПН

Пористые листы мар­ки ПЖ из железа

59—60 Со; 30 Cr; 4—15 W; 2 Fe, Mn, С

18 Cr; 10 Ni; 1 Ti

Г^99 Fe, ост. С, Si, Mn

Из смесн порошков прока­тывают сырую ленту, кото­рую затем спекают в руло­нах в среде водорода в те­чение 1 ч при <=950 0C Из порошка нержавеющей стали прокатывают пори­стую сырую заготовку, ко­торую затем спекают в те­чение 2—2,5 ч при t= 1200ч — - M 250 0C

Из железного порошка про­катывают пористые листы, которые затем спекают в течение 2 ч при t— 1100ч — Ч-1200 0C

§ 17. Производство проката из металлических порошков

Прокаткой металлических порошков и последующим спеканием в настоящее время получают материалы со специальными свойствами, получение которых традици­онными способами невозможно. Способ получения мате­риалов-методом прокатки из металлических порошков имеет сравнительно небольшую историю и практическое применение его началось в 50-х годах XX в. Материалы из металлических порошков получают различной степе­ни пористости, изделия из порошков твердосплавных смесей широко используют в качестве режущих инстру­ментов, вне конкуренции антифрикционные и магнитно- мягкие материалы, пористые детали и др.

В общем случае технологический процесс прокатки изделия из металлических порошков включает следую­щие операции: прокатку порошка или смеси порошков, спекание, уплотняющую прокатку, отжиг. Например, трехслойный прокат медь — железо — медь получают прокаткой порошков меди и железа, спекают при 850— 959 °С, подвергают уплотняющей прокатке и отжигают при температуре 800—850 °С. Спекание и отжиг проката производят в среде водорода. Пористые железные листы получают за две операции — прокатка железного порош­ка и спекание при температуре 1100—1200°С.

Методами порошковой металлургии получают порис­тые и беспористые листы и ленты, трубы, сортовые про­били и изделия сложной формы.

Для прокатки изделий из металлических порошков применяют прокатные станы такой же конструкции, что и для прокатки литого ме­талла. Отечественной прак­тикой порошковой метал­лургии доказана возмож­ность прокатки металличес­ких порошков на прокатном стане с одним приводным валком, что позволило су­щественно упростить глав­ную линию стана.

По конструктивному ис­полнению рабочие клети от­личаются положением рабо­чих валков. Валки устанав­ливают в следующих поло­жениях: плоскость, проходящая через осевые линии вал­ков, горизонтальна; плоскость занимает наклонное или вертикальное положение.

Первая схема встречается чаще других (рис. 147), что определяется спецификой прокатки сыпучих метал­лических порошков. В зону уплотнения и прокатки порошок 2 подается через бункер 3. По мере прохожде­ния через зону между валками 1 порошок претерпевает следующие изменения. На пути, отвечающем централь­ному углу а—у, происходит увеличение плотности сыпу­чей массы за счет более плотной упаковки и деформа­ции. Начиная с сечения, отвечающего центральному углу 7, происходит деформация массы порошка без заметно­го изменения плотности. Сырая лента 4 подвергается спеканию и при необходимости повторной прокатке с целью получения необходимых свойств и размеров.

Рис. 147. Схема прокатки металли­ческих порошков

В табл. 2 даны краткие характеристики технологиче­ского процесса прокатки порошков и получаемых изде­лий. Применяют и горячую прокатку металлических порошков, например алюминиевых. В процессе транспор­тировки алюминиевый порошок нагревают до температу­ры 450—470 0C и прокатывают, совмещая таким образом операции уплотнения, прокатки и спекания, Для получе­ния многослойных изделий из различных порошков в бункере 3 устанавливаются перегородки, обеспечиваю­щие раздельную подачу порошков в валки.

§15. Производство широкополосовой стали

Прокатка широкополосовой стали (ширина Ь = = 1000-4-2500 мм) осуществляется на полунепрерывных и непрерывных станах горячей прокатки с длиной бочки 1700—2800 мм. Современным широкополосовым станом является стан 2000. Непрерывный широкополосовой стан 2000 является механизированным и автоматизированным агрегатом. В линии стана установлены три измерителя ширины, изотопный измеритель толщины. Разгон про­катного стана и моталок осуществляется системой авто­матики. Стан оборудован системами автоматического регулирования толщины полосы и ее натяжения между клетями, автоматической системой охлаждения полосы на отводящем рольганге.

Исходной заготовкой для широкополосового стана являются литые слябы массой до 36 т, толщиной 230— 300 и шириной 900—1850 мм, полученные на УНРС или прокатанные на слябинге из слитков. В пролете склада стопы слябов краном загружаются на тележки, которы­ми транспортируются к загрузочному рольгангу печей, оборудованному подъемными столами, сталкивателями и печными толкателями. При подъеме стола на высоту сляба очередной сляб сталкивается на рольганг, уста­навливается против окна загрузки и толкателем загру­жается в печь. Для нагрева слябов установлены три— четыре методические печи. Продвижение слябов в печах осуществляется шагающими балками. Нагретые до тем­пературы прокатки слябы по одному выдаются на печ­ной разгрузочный рольганг и транспортируются к черно­вой группе рабочих клетей.

Из черновой группы клетей подкат толщиной 30— 50 мм выходит на промежуточный рольганг. Перед чис­товой группой рабочих клетей подкат выдерживается для выравнивания температуры, поступает для обрези переднего конца летучими барабанными ножницами и далее следует в чистовую группу клетей. Перед первой чистовой клетью установлен окалиноломатель. Непре­рывная чистовая группа состоит из пяти—восьми рабо­чих клетёй. Количество рабочих клетей в чистовой груп­пе зависит от толщины готовой полосы. При прокатке полос толщиной 1,8—2,2 мм — пять клетей; 1,5—1,8 мм— шесть клетей; 1,2—1,5 мм — семь клетей; 1,0—1,2 мм— восемь клетей. Чистовые четырехвалковые рабочие кле­ти с горизонтальным расположением валков: диаметр рабочих валков 800 мм, опорных 1600 мм, длина бочки 2000 мм. Валки рабочих клетей чистовой группы имеют индивидуальный привод.

Из последней рабочей клети чистовой группы выхо­дит полоса толщиной 1,2—16 и шириной 1000—1850 мм. На отводящем рольганге полоса охлаждается водой да 600—650 0C при движении и поступает для смотки в ру­лоны на роликовые барабанные моталки. Всего на ши­рокополосовом стане 2000 установлено пять моталок. Первые три моталки рассчитаны на прием полосы тол­щиной 1,2—4 мм; полоса толщиной >4 мм принимается и сматывается в рулоны дальними двумя моталками. Полоса в рулонах снимается с моталок, передается на цепной транспортер, расположенный в подземном тунне­ле, которым транспортируется в цех холодной прокатки и на участок резки. Годовая производительность непре­рывного стана 2000 равна 6 млн. т.

§ 16. Производство холоднокатаных листов и лент

Холоднокатаные листы получают штучным или ру­лонным способом. Рулонный способ является более про­грессивным, так как обеспечивает большую производи­тельность прокатных станов и агрегатов подготовки и отделки листов. В дальнейшем из готового рулона выре­зают листы требуемых размеров. Кроме того, при рулон­ном способе, производства листов все операции могут быть механизированы и снабжены локальными схемами автоматического управления. Технологический процесс холодной прокатки состоит из ряда операций: подготов­ки горячекатаного подката, полученного на широкополо­совом стане в рулонах; холодной прокатки и промежу­точной термической обработки для снятия деформацион­ного упрочнения; термической обработки готового листа для получения требуемых механических и физических свойств; отделки готовых листов. Рассмотрим технологи­ческий процесс производства в цехе холодной прокатки с непрерывным пятиклетьевым станом 2000.

Исходным материалом для производства холоднока­таных листов является горячекатаная. полоса в рулонах толщиной 1,8—6, шириной 900—1850 "мм. Подкат посту­пает на склад рулонов цеха с широкополосового непре­рывного стана 2000. Со склада рулоны мостовым краном транспортируют на приемный транспортер непрерывного травильного агрегата. Травление рулонного подката про­изводят в непрерывных травильных агрегатах. Полоса в непрерывных травильных агрегатах бесконечной лен­той проходит через ванны с кислотным раствором. Не­прерывность процессов обеспечивается сваркой концов рулонов. Для увеличения скорости травления окалина разрушается перед операцией травления знакоперемен­ным изгибом полосы в специальной гибочной машине. Промытая и просушенная полоса сматывается в ру­лон. Подготовленные к прокатке рулоны полосы посту­пают на склад стана 2000 холодной прокатки. Со скла­да рулоны поступают на шаговый транспортер — нако­питель, расположенный с передней стороны пятиклетево — го непрерывного стана 2000. Очередной рулон устанавли­вается на разматыватель, конец рулона отгибается, про­ходит правильные ролики и задается в первую клеть прокатного стана. При скорости 1 м/с полоса проводит­ся через все пять клетей и закрепляется на барабане моталки. Четырехвалковые рабочие клети с горизонталь­ным расположением валков установлены на расстоянии 4500 мм одна от другой. Диаметр рабочих валков 600 мм, диаметр опорных валков 1600 мм, длина бочки 2000 мм; каждая рабочая клеть имеет индивидуальный привод рабочих валков.

После заправки полосы в моталку прокатный стан раз­гоняется до рабочей скорости (наибольшая 26 м/с) и производится прокатка. В каждой рабочей клети преду­смотрена система подачи в зону деформации эмульсии из воды с мылом и маслом. Подачей эмульсии добива­ются как снижения коэффициента трения, так и охлаж­дения валков. Сильный разогрев валков недопустим, так как это приводит к тепловому изменению диаметра вал­ка по длине бочки, снижению твердости материала валка. Для уменьшения давления металла на валки и обеспечения устойчивости полосы относительно середи­ны бочки валков применяется натяжение. На входе в прокатный стан натяжение создается в результате тор­можения полосы разматывателем и специальным устрой­ством, на выходе — моталкой, а между рабочими клетя­ми—в результате различия частот вращения электро­двигателей привода валков смежных рабочих клетей. Общее относительное обжатие, получаемое полосой после прокатки во всех клетях, составляет 70—80 %. Го­товая полоса толщиной 0,4—2 и шириной до 1850 мм в рулонах массой до 50 т поступает на дальнейшую обра­ботку. В дальнейшем технологический поток разделяет­ся: одна часть рулонов поступает для отжига в колпа — ковых печах, другая подвергается электролитической очистке перед цинкованием и покрытием полимерами. После отжига полоса в рулонах поступает для прокатки с обжатием до 5 % (процесс дрессировки) на четырех- валковые станы. Прокатка с небольшим обжатием после отжига производится для улучшения штампуемости. Да­лее полоса поступает на агрегаты поперечной и продоль­ной резки. Листы длиной до 6 м укладывают в пачки. Узкие полосы в рулонах обвязывают узкой стальной лен­той. Годовая производительность цеха холодной прокат­ки с пятиклетьевым непрерывным станом 2000 составля­ет 1,7 млн. т.

§ 11. Производство рельсов и балок

В рельсо-балочных цехах производят железнодорож­ные рельсы массой до 75 кг на метр длины, двутавровые балки высотой до 400 мм, швеллеры, угловой профиль до 230×230 мм, шпунтовой профиль и круглый прокат диаметром 120—350 мм. Заготовкой для рельсо-балочно — го стана является блюм. Масса блюма составляет 2— 4 т. Нагрев блюмов осуществляют в методических печах.

Блюмы для прокатки рельсов нагревают до 1180— 1200 0C. Через торцовое окно методической печи они вы­даются на подводящий рольганг обжимной клети. В об­жимной клети за пять проходов получают заготовку, имеющую грубую форму рельса. В следующей прокатной трехвалковой клети за 3—4 прохода производят даль­нейшее уменьшение площади поперечного сечения и приближение его к форме рельса. Четыре рабочие клети рельсо-балочного стана расположены в линию (линей­ная схема). Последняя рабочая клеть двухвалковая, в ней за один проход придают прокату окончательную форму. Из одного блюма получают два рельса длиной 25 м. В зависимости от массы метра длины рельсы про­катывают за 12—14 проходов.

На отводящем рольганге рельсы разрезаются диско­выми пилами на куски 25 м.

На поверхности ручья чистового калибра выполняют углубления (буквы и цифры), которые образуют клеймо: марка завода-изготовителя (буквенная), марка стали, год и месяц изготовления, тип рельса (Р43, Р50,… Р75), обозначение вида термической обработки (И — изотер­мическая выдержка). Кроме этого, после резки выдавли­вается на штемпельной машине номер плавки.

Рельсы, разрезанные на куски, при температуре 450—500 0C проходят замедленное охлаждение в колод­цах или изотермическую выдержку. Далее в поточной линии рельсы подвергают термической обработке. Твер­дость головки рельса должна находиться в пределах HB 320—380. В рельсоотделочном отделении рельсы правят в холодном состоянии, фрезеруют торцы, сверлят отвер­стия. Заключительной операцией является высокочастот­ная закалка концов рельсов. Годовая производите, ность рельсо-балочного стана составляет ¦—¦ 1,5 млн. т.

§ 12. Станы специального назначения

На прокатных станах специального назначения про­изводят железнодорожные колеса и бандажи, шары, те­ла вращения различной формы, шестерни, гнутые профи­ли и др.

313

Производство колес включает следующие технологи­ческие операции. Десяти—двенадцатигранные слитки нарезаются на части, отвечающие по массе колесу, и

20—398 разделяются на отдельные заготовки. Разделение надре­занных слитков производится на гидравлическом гори­зонтальном прессе усилием 3 MH. Для изготовления колес диаметром 950 и 1050 мм масса заготовки должна быть равна примерно 500 кг. Нагрев заготовок до тем­пературы 1200—1250 0C осуществляют в карусельных печах непрерывного действия. Удаление окалины осуще­ствляют с помощью вращающихся цепей и последующей осадкой на гидравлическом прессе. На этом же прессе производится калибровка заготовки по диаметру, что достигается осадкой в кольцах, и прошивка центрально­го отверстия. Перемещение заготовки осуществляется при помощи напольно-поворотной машины грузоподъем­ностью 7,5 кН. После прошивки центрального отверстия заготовка передается на гидравлический пресс усилием 70 MH, на котором выштамповывается ступица, диск и обод чернового колеса. Далее на колесопрокатном стане производится раскатка диска, обода и выкатка гребня колеса. Заключительная операция осуществляется на гидравлическом прессе усилием 25 MH. В процессе этой операции колесо получает окончательную форму. Эта операция совмещена с прошивкой двух отверстий на дис­ке и клеймением.

В дальнейшем колесо подвергается изотермической выдержке в печах колодцевого типа. Цель этой опера­ции — исключить возможность образования флокенов. После охлаждения колеса осматривают, сортируют и испытывают на твердость. В последующем производится механическая обработка колес на металлорежущих стан­ках, закалка обода и гребня, отпуск колес в колодцевых печах, испытание на твердость и сортировка. Годовая производительность цеха с колесопрокатным станом ~350 тыс. колес. Высокопроизводительная технология производства шаров разного диаметра включает следу­ющие операции.

Исходная цилиндрическая заготовка, нагретая до температуры 1000°С, задается в двухвалковый прокат­ный стан с винтовыми калибрами. Заготовка задается вдоль осей валков, вращающихся в одном направлении, и, вращаясь, перемещается поступательно. Заготовка разрезается гребнями винтовых калибров, отрезанные части обжимаются и получают форму шара. Производи­тельность стана достигает 150 шаров в минуту. Круглые профили переменного диаметра по длине прутка прока­тывают на трехвалковом стане поперечно-винтовой про­катки. Оси валков, вращающихся в одном направлении, развернуты по отношению к оси прокатки на 3—6°. На­гретая до температуры IOOO0C заготовка задается в вал­ки. Вращаясь вокруг своей оси, заготовка совершает поступательное перемещение вдоль оси прокатки. По заданной программе валки приближают к оси заготовки или отводят от нее. Сближение и отведение валков от оси заготовки осуществляют гидравлическим нажимным механизмом. Поперечно-винтовой прокаткой получают полуоси автомобилей, заготовки втулок велосипедов и др. В принципе можно получить почти все тела враще­ния. Точность изготовления деталей высокая, что позво­ляет свести к минимуму отходы металла в стружку при дальнейшей механической обработке.

Шестерни и зубчатые колеса получают горячей про­каткой на прокатном стане с валками, на бочке которых выполнены зубья требуемого профиля и модуля. При обкатке заготовки, нагретой до IOOO0C, зубья валков внедряются в тело заготовки, образуя впадины, а вытес­ненный объем металла заполняет впадины в валках, образуя головки зубьев. При изготовлении прокаткой шестерен и зубчатых колес достигается большая эконо­мия металла при чистовой механической обработке. Оте­чественной промышленностью освоено производство и выпускаются прокатные станы для накатки резьбы, про­изводства труб с ребрами на внешней поверхности.

Широкое применение в машиностроении и строитель­стве нашли тонкостенные гнутые профили. Тонкостенные профили сложного поперечного сечения экономически нецелесообразно производить прокаткой из сплошной за­готовки, а в ряде случаев и невозможно.

Производство тонкостенных профилей осуществляют на многоклетьевых профилегибочных станах. Получе­ние профиля сложного сечения добиваются постепенной гибкой листового материала в двухвалковых рабочих клетях. На бочке валков нарезаются калибры, в которых осуществляется последовательный изгиб листа до полу­чения готового профиля. Скорость выхода профиля из по­следней клети составляет до 3 м/с. Толщина листового материала в процессе профилирования не меняется.

20*

315

Технологический процесс включает следующие опера­ции. Рулон полосы устанавливается на разматыватель и после отгибки конца задается в правильную машину. Для изготовления профилей используют полосу толщи­ной от 0,5 до 20 мм. Следующая операция включает об­резку переднего конца полосы и сварку ее с концом полосы предыдущего рулона. Таким образом, процесс осуществляется непрерывно. Между участками сварки концов полосы и непрерывным профилегибочным станом предусматривают петлевой накопитель полосы, из кото­рого полоса поступает на формовку во время сварки. Не­прерывный профилегибочный стан состоит из 20 и более рабочих клетей, в которых за счет постепенного упруго- пластического изгиба формуется нужный профиль. При смене формы профиля производится замена формующих валков. Профили разрезаются летучими ножницами (пи­лой) на мерные длины и получают окончательную форму в правильно-калибровочном стане. Перед формовкой на полосу наносится смазка с целью улучшения качества поверхности профиля, готовый профиль промасливается перед укладкой в стопы с целью консервации.

§ 13. Технико-экономические показатели работы сортовых прокатных станов

1,05—1,06 1,1

1,075—1,087

1,075 1,033—1,034

Расход металла. Процесс прокатки сопровождается потерями металла в виде окалины, обрези, стружки, об­разующейся при зачистке, фрезеровании, сверлении и т. д. Расход металла для производства готового проката для данного прокатного стана оценивается расходным коэффициентом. Определим расходный коэффициент при прокатке блюмов и слябов. Обрезь от головной и хвосто­вой частей блюмов и слябов достигает 17,5 %, потери металла в виде окалины равны 3 %. Следовательно, мас­са готовых слябов на 20,5 % меньше массы слитков, по­ступивших для прокатки, и составляет 79,5 %; расход­ный коэффициент при производстве блюмов (слябов) равен 100:79,5=1,26. Коэффициенты расхода металла яри производстве сортового проката приведены ниже:

Прокатный стан:

Рельсо-балочный

Крупносортный среднесортный мелкосортный проволочный

Расход электроэнергииНа сортовых прокатных ста­нах расход электроэнергии зависит от степени уменьше­ния площади поперечного сечения (вытяжки) заготовки, химического состава стали, конструкции линии привода и рабочей клети. Ниже приведены средние значения рас­хода электроэнергии на 1 т проката, МДж/т:

Прокатный стан:

Рельсо-балочный

Крупносортный среднесортный мелкосортный проволочный.

Расход тепла при нагреве заготовок на рельсо-балоч- ных, крупно — и среднесортных станах составляет в сред­нем 210 000 МДж на 1 т заготовок. При нагреве загото­вок в печах мелкосортных и проволочных станов расхо­дуется до 1510 МДж на 1 т заготовок.

Расход валков. В процессе прокатки происходит ин­тенсивный износ поверхности валков. Для восстановле­ния формы калибров валки подвергаются переточке, в процессе которой снимается определенный слой по­верхности валка и уменьшается диаметр бочки. Допусти­мое уменьшение диаметра валков следующее: для блю­мингов и слябингов 12—16 °/о, для сортовых станов 8—

После допустимого числа переточек валки отправля­ют для переплава. Отношение массы валков, использо­ванных в определенный промежуток времени, к массе прокатанного за тот же период металла называют удельным расходом валков. Для рельсо-балочных и крупносортных станов удельный расход валков состав­ляет около 2—3,5 кг/т, для мелкосортных и проволоч­ных станов 0,3—0,4 кг/т. Расход воды на охлаждение валков и подшипников с текстолитовыми вкладышами на сортовых станах составляет 600—700 м3/ч.

§ 14. Производство толстолистовой стали

Горячекатаная сталь делится на три группы: толсто­листовую толщиной 4—160 мм, тонколистовую <4 мм, универсальную до 60 мм. Универсальная сталь отлича­ется тем, что кромки листа обрабатываются вертикаль­но расположенными валками.

234 108—198 126—162 180 252

В качестве исходного материала при прокатке из тол­стых листов используются слитки массой до 40 т, ката­ные и литые слябы массой 8—30 т. Чаще в качестве исходного материала используются слябы толщиной 125—250 мм, шириной 700—1600 мм и массой до 12 т. Слябы после осмотра и удаления поверхностных дефек­тов мостовым краном подают на загрузочные устройства нагревательных печей. Нагрев слябов до температуры прокатки производится в методических печах. Нагретые слябы по одному выталкиваются из печей на подводя­щий рольганг стана и транспортируются к первой рабо­чей клети. Первая рабочая клеть с вертикальным рас­положением валков диаметром 1000 мм и длиной бочки 700 мм обеспечивает получение требуемой ширины перед прокаткой в клети с горизонтальным расположением валков. При обжатии по ширине в первой клети окалина на поверхности сляба разрушается и смывается водой под давлением 10 МПа. Привод валков первой клетн осуществляется от электродвигателя мощностью 850 кВт.

Вторая рабочая клеть с горизонтальным расположе­нием валков диаметром 1150 мм и длиной бочки 2800 мм обеспечивает черновую прокатку. Прокатка осуществля­ется в реверсивном режиме. Каждый валок приводится во вращение от отдельного электродвигателя мощностью — 2950 кВт. Максимальное обжатие за проход составляет 40—45 мм. Толщина подката после черновой клети опре­деляется толщиной готового листа. Правильная задача металла в валки обеспечивается манипуляторами, уста­новленными с передней и задней сторон черновой клети. После прокатки в нечетное число проходов в черновой клети подкат по рольгангу поступает для окончательной прокатки в чистовую клеть. Четырехвалковая чистовая клеть выполнена универсальной, с передней стороны клети предусмотрены валки диаметром 700 и с длиной бочки 150 мм с вертикальным расположением, которыми формируются боковые кромки листа. Рабочие горизон­тальные валки диаметром 800 и с длиной бочки 2800 мм передают усилие на опорные валки диаметром 1400 и с длиной бочки 2800 мм. Привод рабочих валков чистовой клети осуществляется от электродвигателя 7360 кВт. Чистовая универсальная клеть также оборудована мани­пуляторами с передней и задней сторон. Готовые листы рольгангом транспортируются к пролету отделки. В от­водящем рольганге стана и транспортном рольганге хо­лодильника встроены роликовые правильные машины. После правки и охлаждения листы осматриваются. Для кантовки листов на 180° предусмотрен кантователь ви­лочного типа. В потоке производится резка листов на мерные длины (до 18 м) на ножницах с наклонными но­жами, производится обрезка кромок на дисковых нож­ницах или ножницах с наклонными ножами (при тол­щине >25 мм), далее следуют операции клеймения, на­несения трафарета и упаковки. Годовая производитель­ность толстолистового стана составляет 0,7—1,2 млн. т.

§ 10. Производство катанки

В качестве исходного материала на проволочном ста­не 250 используют квадратную заготовку 60X60 мм, длиной 12 м. После осмотра и зачистки заготовки пода­ют краном на загрузочные решетки прокатного стана, с которых по одной поступают на приемный рольганг нагревательной методической печи. Загрузку и продви­жение заготовок в печи осуществляют толкателем; вы­дача нагретых до 1180—1200 0C заготовок обеспечивается выталкивателем. Распределение заготовок по калиб­рам первой черновой клети осуществляется распредели­тельным устройством барабанного типа. После распре­делителя заготовок установлены ножницы, которыми при необходимости обрезают передний конец заготовки или заготовки режут в скрап при аварии на стане. Непрерыв­ный проволочный стан 250 состоит из трех групп кле­тей: черновой, промежуточной, чистовой.

На валках первых двух клетей черновой группы вы­полнены ручьи вытяжных ящичных калибров, обеспечи­вающих хорошее удаление окалины. На валках осталь­ных клетей черновой группы выполнены калибры систе­мы овал — квадрат, ромб — квадрат. На валках промежуточной и чистовой групп клетей нарезаны ручьи калибров системы овал — квадрат. В валки последней чистовой рабочей клети задается овальный раскат, кото­рый после обжатия получает форму круга диаметром от 6,5 до 10 мм. Готовый прокат со скоростью 12—30 м/с по водоохлаждаемым трубам поступает на моталки. За каждой чистовой группой клетей установлено по две мо­талки. Бунты катанки пластинчатым транспортером пе­редаются к сбрасывающему устройству и навешиваются на крюки крюкового конвейера. После охлаждения бун­ты катанки снимаются бунтосъемной машиной с крюково­го конвейера, перевязываются в двух местах и поступа­ют на пакетировочную машину. На современных специа­лизированных проволочных станах скорость прокатки в последних рабочих клетях^бО м/с. Температура ме­талла после последней клети составляет 1000°С. С целью уменьшения окалинообразования после прокатки, полу­чения мелкозернистой структуры сорбита проволочные прокатные станы оборудуются устройствами для уско­ренного охлаждения катанки перед смоткой в бунты. Го­довая производительность проволочного прокатного стана составляет 700—800 тыс. т.

§ 9. Производство мелкосортной стали

В качестве исходного материала на мелкосортном стане 250 используется квадратная заготовка сечением 80X80 мм, длиной 12 м. Со склада заготовок подготов­ленные к прокатке заготовки краном загружаются на приемные решетки стана 250. С загрузочных решеток за­готовки по одной сталкиваются на приемный рольганг, которым транспортируются к методической печи. Нагре­тые до температуры прокатки заготовки выталкиваются из печи на рольганг и задаются в непрерывную черновую группу клетей. При необходимости передний конец заго­товки обрезается на летучих ножницах, установленных перед черновой группой стана. На валках нарезаны ручьи ящичных калибров системы квадрат — овал — круг, квадрат — ромб и калибров для прокатки угловой стали.

На стане применен индивидуальный привод валков каждой рабочей клети от отдельного электродвигателя. Промежуточная и чистовая группы стана включают ра­бочие клети с вертикальным расположением валков, что исключает необходимость кантовки раскатов. На мел­косортном стане 250 прокатывают круглую сталь диа­метром 10—30 мм, квадрат со стороной 8—27 мм, поло­су толщиной 2—4 мм и шириной 12—70 мм и уголки до 50×50 мм. После прокатки в чистовой группе клетей го­товый прокат поступает на моталки или в виде прутков на двусторонний холодильник. За каждой чистовой груп­пой клетей установлены по четыре моталки и летучие ножницы. Круглая сталь диаметром до 25 мм и полосо­вая сталь сматывается в бунты, перевязывается и пере­дается на крюковой конвейер. Остальной прокат режется летучими ножницами на прутки и поступает на дву­сторонний холодильник длиной 125 мм. После охлажде­ния прокат осматривают, сортируют, режут на мерные длины, пакетируют и отправляют на склад. Годовая про­изводительность мелкосортного стана 250 составляет 650 тыс. т.

§ 8. Производство среднесорт^ой стали

В качестве исходного материала на среднесортном стане используется квадратная заготовка сечением от 150X150 до 200X200 мм, длиной до 12 м. Заготовки после осмотра и зачистки загружаются краном на прием­ные решетки 1 (рис. 146). Для нагрева заготовок уста­новлены методические нагревательные печи 2. Нагретые до температуры прокатки заготовки по одной выталки­ваются на рольганг и транспортируются к прокатному стану. На прокатном стане предусмотрена прокатка за­готовок непосредственно после НЗС. В этом случае за­готовка подогревается в печи 3, стоящей в линии прокат­ного стана, укрупняется на стыкосварочной машине 4,

Рис. 146. План расположения оборудо­вания непрерывного среднесортного стана

Подогревается в секционной печи 5 до 1250 0C и далее следует по рольгангу на прокатку. Прокатный стан 450 состоит из черновой I, промежуточной II и чистовой III групп рабочих клетей. Черновая группа состоит из шес­ти двухвалковых клетей, две из которых с вертикально расположенными валками.

При прокатке балок, швеллеров и полосы (штрипса) применяют горизонтальное расположение валков в ком­бинированных рабочих клетях. На валках рабочих кле­тей нарезаны ручьи ящичных калибров системы ромб — квадрат, овал — квадрат и калибров для формирования балок, швеллеров, уголков. Готовый прокат при скоро­сти 3—15 м/с режется летучими ножницами 7. Штрипс сматывается в рулон массой до 3 т двумя попеременно работающими моталками 8 и передается на транспортер конвейерного типа 6 для охлаждения и обвязки. Сорто­вой прокат режется летучими ножницами на длины, со­ответствующие ширине холодильника. После охлажде­ния прокат правится, режется на мерные длины на нож­ницах или дисковых пилах (балки, швеллеры), марки­руется и поступает на упаковку. Годовая производитель­ность стана составляет 1,4 млн. т готового проката.

§ 7. Производство крупносортной стали

В качестве исходного материала на крупносортных прокатных станах (рис. 145) используют блюмы сечени­ем 300X300 мм и длиной 6 м. Блюмы со склада загру­жаются краном на приемные решетки 1 крупносортного стана 500. С приемных решеток блюмы по одному попа­дают на загрузочный рольганг 2 нагревательных печей. Для нагрева блюмов установлены методические печи 3. Нагретые до температуры прокатки блюмы выдаются на подводящий рольганг 4 черновой группы клетей стана, состоящей из четырех рабочих клетей с горизонтально расположенными валками. Номинальный диаметр пер­вых четырех рабочих клетей 630 мм, остальных пяти 530 мм. При необходимости блюм кантуется перед чер­новой группой кантователем. После окончания прокатки в черновой группе клетей раскат поступает для обрезки переднего конца на ножницах и задается в последующие рабочие клети. Все рабочие клети расположены в трех параллельных линиях — в первой линии пять рабочих клетей, во второй — три и в третьей — одна.

Передача раската между рабочими клетями осущест­вляется рольгангами, между параллельными линиями клетей — цепным шлеппером 5. В каждой линии рабочих клетей установлены кантователи, позволяющие канто­вать раскат на 45 или 90°. На крупносортном полунепре­

Рывном стане 500 получают двутавровые балки и швел­леры № 10—20, уголки № 8—16, круг диаметром от 50 до 120 мм, квадрат сечением от 50×50 до 100X100 мм и др. В зависимости от площади поперечного сечения гото­вый прокат получают после группы (черновой) рабочих клетей на первой, второй или третьей линии. Весь про­кат разрезается дисковыми пилами 6 на длины от 6 до 24 м, и на каждую полосу наносится клеймо. Порезан­ный на мерные длины прокат передается на холодильни­ки и после остывания подвергается правке на ролико — правильных машинах и прессах, холодной резке, уклад­ке. Среднегодовая производительность стана составляет 1 млн. т готового проката.