Обработка металлов давлением

Суворов И.К.

Высшая школа, 1980 г.

ПРОКАТКА ЛИСТА

Рассмотренное ранее разделение листов на толстые и тонкие не определяет типа прокатного стана, на котором они производятся. Характерно, что непрерывные и полунепрерывные листовые станы прокатывают и тонкие и толстые листы (полосы), что дает основание называть их широкополосными.

. Листы являются наиболее универсальным и экономичным видом проката, так как их используют в качестве исходного, материала для штамповки и сварки самых разнообразных изделий. Доля листового проката во многих странах превышает 50%, что вызвано огромной потребностью листа в автомобильной, судостроительной, авиационной, строительной, консервной и других отраслях промышленности.

Современные широкополосные листовые станы являются непрерывными или полунепрерывными станами с высокой степенью механизации и автоматизации технологического процесса (нагрев, прокатка, отделка и пр.). Широкополосные станы горячей прокатки имеют рабочие клети кварто чаще всего с длиной бочки рабочих валков 2000...2300 мм с тенденцией к увеличению длины бочки валков. Такие станы в зависимости от скорости прокатки и массы исходного продукта обеспечивают производительность 3...6 млн. тв год. При этом стальные листы сматывают в рулоны массой до 45 т, алюминиевые массой до 20 ти имеется тенденция к увеличению массы стальных рулонов до 50...70 т.

Толстые листы

Прокатные цехи, металлургических заводов изготовляют толстые листы толщиной 4... 160 и шириной 600...5000 мм. Длина таких листов составляет от 6 до 28 м, но при возможности сматывания в рулон длина может достигать и больших значений.

Исходным материалом при прокатке толстых листов являются слябы. Однако при изготовлении листов толщиной более 50 мм и массой более 20...30 τ в качестве исходного продукта применяют тяжелые листовые слитки. Прокатку листов меньших размеров из слитков можно встретить лишь на некоторых заводах.

Масса и размеры слябов определяются размерами требуемых листов. Наиболее выгодны для листового стана слябы, имеющие наименьшую толщину, а ширину, равную ширине готового листа. Это способствует уменьшению числа проходов на стане и увеличению его производительности. Однако при выборе размеров сляба учитывают возможности и условия работы слябинга или блюминга и возможности МНЛЗ. Чем меньше толщина сляба, тем ниже производительность обжимных станов. Поэтому для конкретных условий завода всегда необходимо определять оптимальные размеры слябов с учетом производительности установок, их изготовляющих.

Слябы перед прокаткой нагревают в методических печах; тяжелые слитки — в камерных печах с выдвижным подом. Прокатка толстых листов ведется преимущественно на двухклетевых станах. Длину бочки валков принимают в зависимости от размеров готового листа по ширине. Обычно длину бочки валков берут на 300 мм больше ширины листа при прокатке из сляба и на 400 мм — при прокатке из слитка.

Основным типом рабочих клетей тяжелых толстолистовых станов признаны клети кварто. Станины и вся рабочая система этих клетей отличаются высокой жесткостью, они могут быть к тому же оснащены противоизгибным устройством прокатных валков, что способствует прокатке листа высокой точности. Допуск на толщину при ширине листа до 5000 мм может составлять ±0,4 мм.

Рабочие валки чугунные или стальные принимают диаметром 1000... 1100 мм, диаметр опорных валков составляет 1500...2100 мм с массой одного опорного валка 140...180 τ при длине бочки валков более 5000 мм.

Рабочие валки обычно устанавливают в роликовых подшипниках; опорные монтируют на подшипниках жидкостного трения или четырехрядных роликовых подшипниках. Для устойчивости процесса прокатки оси рабочих валков при их установке смещают по отношению к оси опорных валков приблизительно на 10 мм.

Чтобы обеспечить выравнивание боковых кромок полосы, у рабочих клетей с горизонтальным расположением валков устанавливают клети с вертикальными валками (эджерные клети), обычно с диаметром валков около 1000 мм и длиной бочки валков 600 мм. Расстояние между вертикальными валками определяется шириной прокатываемого листа и устанавливается с помощью нажимных устройств вертикальных валков.

Каждая рабочая клеть располагает коллектором с соплами для сбива окалины водой под давлением до 10... 15 МПа.

На рис. 142 приводится схема расположения оборудования толстолистового стана 3600, который прокатывает листы толщиной 5... 50 мм и шириной до 3200 мм из сляба массой до 16 т, а также толстые тяжелые плиты толщиной 50...200 мм из слитков массой до 40 т. Нагретый слиток из нагревательных колодцев клещевым краном

подается на приемный рольганг и далее к реверсивной клети с вертикальными валками, где за несколько проходов с боковых граней снимается конусность слитка. Последующую прокатку выполняют в реверсивной первой горизонтальной клети кварто с кантовкой на 90° после снятия конусности широких граней слитка для поперечной прокатки в целях увеличения ширины слитка. Уширенный слиток вновь поворачивают на 90° с помощью рольганга с коническими роликами и прокатывают до требуемой толщины. Для придания плите необходимой ширины прокатку периодически выполняют в вертикальных валках. В процессе прокатки гидросбивом под давлением до 15 МПа удаляют окалину. По получении требуемой толщины (50... 200 мм) плиты укладывают в пакеты массой до 90 τ и транспортируют передаточной тележкой на участок замедленного охлаждения, огневой резки, термической обработки, зачистки и пр.

При прокатке листов толщиной 5...50 мм нагрев слябов выполняют в методических печах. Горячие слябы выталкиваются из печей на приемный рольганг и далее подаются к клети с вертикальными валками и к первой (черновой) клети кварто для прокатки. При необходимости слябы разворачивают на 90° для прокатки в целях увеличения ширины. В черновой клети слябы прокатывают до толщины 75...20 мм с периодической обработкой боковых кромок в клети с вертикальными валками. Окончательную прокатку выполняют в чистовой клети кварто.

В процессе прокатки листов большое внимание уделяют своевременному удалению с поверхности проката печной и воздушной окалины. В противном случае окалина вдавливается в поверхностные слои листа, что резко ухудшает его качество. Наиболее рациональным способом удаления окалины считается гидросбив. Так же как и в первой клети, в чистовой клети установлены сопла для подачи струи воды под определенным углом (75...80°) к поверхности листа. При прокатке вода под давлением 15 МПа периодически подается на поверхность листа, что обеспечивает хорошее удаление окалины.

Обычно температура начала прокатки в чистовой клети составляет не менее 1050°С, конца прокатки — не менее 830°С. Эта температура в необходимых случаях позволяет без дополнительного нагрева производить закалку листа, которую выполняют в роликовой закалочной машине при возвратно-поступательном движении листа между роликами в целях уменьшения его коробления при охлаждении. Кроме закалки при необходимости ускоренного охлаждения используют обдувание поверхности листов воздухом или в смеси с водой. В зависимости от химического состава металла и предъявляемых требований к качеству листов охлаждение можно выполнять также в штабелях на воздухе или в закрытых термосах. Помимо этого, для улучшения механических характеристик металла можно применять специальную термическую обработку — нормализацию, высокий отпуск, отжиг, закалку с отпуском и др.

Последующие операции включают такие виды отделки, как осмотр и зачистка верхней и нижней поверхностей листов, разметка и разрезка, клеймение и маркировка, взвешивание, сортировка по заказам

и сдача на склад, после чего их отгружают заказчику. Поэтому на участке отделки предусмотрены ножницы поперечной и продольной резки, правильные машины, кантователи на инспекционных стеллажах для осмотра поверхностей листов с обеих сторон, ультразвуковые дефектоскопы, машины для зачистки дефектов на поверхности листов, весы для взвешивания и пр.