Станы для производства катанки

Диомидов Б.Б., Литовченко Н.В., Филатов А.Д. и др.

Металлургия, 1972 г.

 ТЕХНИЧЕСКАЯ  ХАРАКТЕРИСТИКА  СОВРЕМЕННЫХ  ПРОВОЛОЧНЫХ СТАНОВ  И  ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  ПРОЦЕСС  ПРОКАТКИ  НА  НИХ

Современные отечественные проволочные станы как действующие, так и строящиеся являются непрерывными. Опыт эксплуатации их за последние 25—30 лет выявил их оптимальный состав, конструкцию оборудования и его расположение.

Сейчас принят следующий состав непрерывного проволочного стана по ходу технологического процесса: посадочные стеллажи для заготовок, нагревательная печь, собственно стан, состоящий из 18— 39 клетей, вспомогательные механизмы и уборочные средства (ножницы между промежуточными группами, моталки, бунтовязальные машины, машины съема бунтов и др.)

Число прокатных клетей и сортамент катанки обусловили размеры исходной заготовки, которые также можно считать определившимися: заготовка квадратного сечения со стороной ~60 мм для 18—21-клетевых станов и ~80 мм для 21—23.

На непрерывных проволочных станах в настоящее время обычно прокатывают катанку диаметром 6,3; 6,5; 7 и 8 мм. По ГОСТу можно производить и катанку диаметром 9 мм.

На современном непрерывном проволочном стане устанавливают легко поддающиеся автоматизации стеллажи для подачи заготовки к печи. Нагревательную печь, обычно с боковой задачей заготовки и боковой выдачей ее, располагают непосредственно в пролете стана, и окно выдачи ее находится на оси клетей черновой группы.

Современные непрерывные проволочные станы различают по числу групп черновых клетей, расположению промежуточных и чистовых групп относительно черновых групп и по приводу клетей.

Черновая группа обычно состоит из шести клетей; на станах, введенных в последние годы, предусмотрена седьмая клеть — окалиноломатель.

Промежуточные клети можно объединять в несколько групп, как правило, в две или три; в первой промежуточной группе устанавливают четыре клети; в каждой последующей — обычно по две и иногда по четыре. Промежуточные группы располагают не по одной оси. Первая группа, как правило, расположена на одной оси с клетями черновой группы. В клетях обеих групп одновременно прокатываются четыре заготовки — прокатка осуществляется в четыре нитки.

Последующие вторая и третья промежуточные группы клетей смещены относительно общей оси стана симметрично или несимметрично, иногда в одной из последующих промежуточных групп клети расположены линейно, что является крайне нежелательным. Вторая и третья промежуточные группы, как правило, состоят из двух клетей каждая. В клетях этих групп одновременно прокатывают две нитки и лишь изредка четыре (в случае, если есть всего две промежуточные группы и в последней из них по конструкции предусмотрена прокатка четырех ниток).

Каждую чистовую группу клетей располагают на отдельной линии и прокатывают в ней только одну нитку.

Непрерывные проволочные станы различаются приводами рабочих клетей по группам, наличием или отсутствием в составе чистовых групп клетей с вертикальным расположением валков, чередованием клетей с горизонтальным и вертикальным расположением валков.

На ранее установленных непрерывных проволочных станах (ММК и Макеевского металлургического завода) предусмотрен один общий электродвигатель на все клети черновой группы, что весьма нежелательно. Установка одного электродвигателя не позволяет достигать константы непрерывного стана в каждой клети при изменении скорости вращения валков; при общем приводе необходим массивный вал в распределительном редукторе, который часто выходит из строя. Для настройки черновой группы клетей также требуется высококачественный нагрев заготовки. Нормальная работа стана возможна только тогда, когда есть не менее двух комплектов валков для черновой группы клетей, так как при выходе из строя одного из валков по условиям константы непрерывного стана можно установить валок (или оба одновременно) только такого же диаметра.

При установке валка другого диаметра нарушится настройка черновой группы клетей.

Привод всей группы клетей от одного электродвигателя по указанным причинам следует считать нерациональным.

К сожалению, на ряде новых непрерывных проволочных станов не учтены отмеченные выше недостатки и черновые группы клетей также приводятся от одного электродвигателя.

По расположению клетей в промежуточных группах и самих групп относительно оси стана все непрерывные проволочные станы следует разделить на три вида.

1. Станы с попарным и симметричным расположением промежуточных групп клетей относительно оси стана (проволочный стан 250 ММК). При таком расположении клетей все технологические линии одинаковы: раскаты между всеми группами клетей проходят одинаковые пути, при этом изгиб раскатов получается минимальным.

2. Станы с линейным расположением клетей в одной из промежуточных групп (стан 250 Макеевского металлургического завода).

Линейное расположение клетей крайне нежелательно. Передача раската из одной клети в другую осуществляется при помощи обводных аппаратов. Высокие скорости прохождения металла по таким аппаратам вызывают «захлестывание» задних концов раскатов, образование узлов, которые отрываются в вводной арматуре. Кроме того, прохождение следующего раската по этой линии затрудняется или становится вообще невозможным.

Линейное расположение клетей нежелательно также и из-за трудности подачи раската в валки. Передача раската из клети в клеть по обводным аппаратам связана с подгибанием его переднего конца, вход которого во вводную арматуру затруднен в результате застреваний.

Обслуживание промежуточных групп с линейным расположением клетей опасно и требует особых мер предосторожности.

Уменьшение длины цеха за счет линейного расположения клетей в промежуточных группах усложнило настройку стана и вызвало увеличение брака, ограничение скорости прокатки.

3. Станы с несимметричным расположением промежуточных групп относительно оси стана (проволочные станы Криворожского, Макеевского, Череповецкого, Западно-Сибирского и Челябинского металлургических заводов). На этих станах одну из промежуточных групп установили ближе к общей оси стана, другую — намного дальше. Такое расположение промежуточных групп клетей обусловливает неодинаковый изгиб прокатываемых раскатов. При большом отклонении промежуточной группы клетей от оси стана прохождение раската между группами клетей затруднено; резкие изгибы раскатов при их натяжении приводят к сильному одностороннему износу арматуры клетей. Односторонний же износ вводной арматуры ведет к неправильному положению ее относительно калибров, что вызывает застревания раскатов и повышенный брак.

4. Станы с расположением промежуточных и чистовых групп под углом к оси черновой группы (станы 250 Енакиевского и Бхилайского металлургических заводов). Такое расположение исключает двойной перегиб раската между группами клетей, что повышает надежность его передачи.

Кроме этого, непрерывные проволочные станы различают по составу чистовых клетей и числу одновременно прокатываемых заготовок. По этим признакам станы делят на две группы.

1. Станы с установленными в чистовых группах только клетями с горизонтальным расположением валков и прокаткой в каждой из них одновременно двух раскатов (первый проволочный стан Макеевского металлургического завода).

Применение чистовых клетей только с горизонтальным расположением валков связано с необходимостью кантовки раската. При высоких скоростях прокатки и малых сечениях полосы требуется тщательность при изготовлении и установке кантующих приспособлений. Одновременная прокатка двух раскатов усложняет настройку чистовой группы на константу непрерывности, а при технологических неполадках на одной из линий приходится выключать из работы и вторую, так как настраивать арматуру или устранять неполадки при прохождении раската запрещается по правилам техники безопасности.

Кроме того, поскольку все клети каждой чистовой группы приводятся от одного электродвигателя, еще в большей мере затрудняется настройка стана, так как невозможно регулировать константу непрерывности при изменении скорости вращения валков каждой клети.

2. Станы с чередованием в чистовых группах клетей с вертикальным и горизонтальным расположением валков и прокаткой только одного раската в каждой чистовой группе клетей (проволочные станы ММК, Криворожского, Енакиевского, Западно-Сибирского, Челябинского металлургических заводов). Такие станы следует считать наиболее современными, полностью отвечающими требованиям, предъявляемым к ведению технологического процесса прокатки и автоматизации работы стана.

Анализ расположения оборудования, технологического процесса прокатки катанки, преимуществ и недостатков конструкций механизмов и т. д. приведен ниже по каждому рассматриваемому непрерывному проволочному стану.

Изучение опыта работы непрерывных проволочных станов позволяет высказать ряд рекомендаций по реконструкции существующих станов и главным образом проектированию высокопроизводительных мелкосортных и проволочных станов непрерывной и бесконечной прокатки с высокими технико-экономическими показателями.

Общие рекомендации по реконструкции существующих и проектированию новых прокатных станов согласовываются с направлением отечественного проектирования: прокатные станы необходимо полностью механизировать и автоматизировать, обеспечить их максимально простым обслуживанием, однотипной исходной заготовкой для всех или большинства заводов и т. д.