Прокатка листового металла
Е. М. Булыжев. В. Н. Кокорин. Ю. А. Титов. А. А. Григорьев
Ульяновск, 2009 г.
2.2. СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ ПРОКАТНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ
Высокий технический уровень прокатного производства является следствием его специализации. Именно специализация обеспечивает высокие производительность и качество продукции. Благодаря специализации в настоящее время прокатное производство подразделяется по видам выпускаемой продукции на следующие производства:
полупродукта (блюмов, слябов, заготовок); рельсо-балочной продукции; крупносортной стали: среднесортной стали:
мелкосортной стали: катанки;
тонколистовой стали горячей прокаткой; тонколистовой стали:
тонколистовой стали холодной прокаткой: труб: специальных профилей.
Соответственно подразделяются по назначению и прокатные станы. Состав их оборудования многообразен, он зависит от технологических процессов, которые осуществляются на станах.
Наряду со специализацией прокатного производства внутри страны в настоящее время проводится большая работа по международной специализации производства в черной металлургии.
Основными технологическими операциями при горячей прокатке профилей являются следующие:
1) подготовка исходных слитков или заготовок к прокатке:
2) нагрев металла перед прокаткой:
3) собственно прокатка:
4) охлаждение, термическая обработка и отделка готовой продукции.
В результате проведения технологических операций происходит изменение свойств металла, геометрической формы и размеров.
Однако не всегда осуществляются все перечисленные технологические операции. Их перечень зависит от вида производства.
Совместное рассмотрение технологических операций и оборудования, на котором или при помощи которого эти операции осуществляются, и составляет предмет курса технологии прокатки.
2.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ II ОБЩИЕ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА
Прокатные станы классифицируют по назначению и расположению рабочих клетей.
По назначению прокатные станы делятся на:
- блюминги и слябинги - обжимные станы с диаметром валков 800-1500 мм. которые служат для прокатки из слитков большой массы и сечения полупродукта - блюмов и слябов:
- заготовочные - станы с диаметром валков 500-900 мм. предназначенные для прокатки заготовок для сортовых, проволочных и трубных станов:
- рельсобалочные - станы с диаметром валков 750-950 мм. предназначенные для прокатки железнодорожных рельсов нормальной колеи, балок и швеллеров № 18-20 и больше и других профилей больших размеров:
- сортовые - крупносортные станы с диаметром валков 500-750 мм, служащие для прокатки продукции диаметром 80-150 мм (по круглой стали): среднесортные с диаметром валков 300-500 мм. на которых прокатывают продукцию диаметром 20-80 мм: мелкосортные, с диаметром валков 250-290 мм для прокатки продукции диаметром 8-20 мм:
- проволочные — станы с диаметром валков обычно 250 мм, предназначенные для прокатки катанки (заготовки для проволоки) диаметром 5-9 мм;
- листопрокатные - горячей прокатки, прокатывающие листы толщиной 1,2-60 мм, шириной до 3200 мм: холодной прокатки, прокатывающие листы толщиной 0,2-4 мм. шириной до 1850 мм:
- трубные - станы, предназначенные для производства бесшовных и сварных труб разного диаметра и с различной толщиной стенки:
- станы специальной конструкции - колесопрокатные, бандажепрокатные. кольцепрокатные. шаропрокатные. станы для прокатки профилей переменного сечения.
За основной размер, характеризующий сортовые станы, обычно принимают номинальный диаметр (расстояние между осями не переточенных валков с учетом нормального зазора) рабочих валков чистовой клети или диаметр начальной окружности шестеренных валков. Например, стан 500 означает, что номинальный диаметр рабочих или расстояние между осями по диаметру шестеренных валков чистовой клети равен 500 мм.
Основным размером, характеризующим листовые станы, является длина бочки рабочих валков, по которой определяется максимальная ширина прокатываемых на стане листов. Например, стан 2000 означает, что длина бочки рабочих валков равна 2000 мм и на них можно прокатывать листы шириной около 1700-1750 мм.
Трубные станы характеризуются размерами диаметров выпускаемых труб. Однако они также характеризуются составом основного оборудования и способом производства труб.
В зависимости от расположения рабочих клетей прокатные станы разделяются на следующие группы: одноклетевые линейные многоклетевые. последовательные, полунепрерывные, непрерывные.
Наиболее простыми являются одноклетевые станы. К этой группе относятся блюминги, слябинги, толстолистовые двухвалковые, трехвалковые и четырехвалковые станы, универсальные станы.
Многие профилеразмеры по ряду причин невозможно получить в ватках одной клети. Поэтому гораздо чаще применяются многоклетевые станы, которые строят с последовательным, а иногда и с линейным расположением клетей.
Рабочие клети линейных станов располагают в одну две три и более линий, каждая из которых обычно приводится от отдельного электродвигателя. Линейные станы нереверсивные, их применяют как заготовочные, рельсобалочные, сортовые и проволочные: Существенным недостатком этих станов является одинаковая частота вращения валков во всех клетях отдельной линии, что препятствует увеличению скорости прокатки по мере роста длины раскатов. Это приводит к потере температуры металла, ограничивает массу заготовки и производительность станов.
Значительного увеличения производительности прокатных станов можно достичь при последовательном расположении клетей, число которых равно числу проходов при обжатии заготовки с доведением ее до готового профиля. С целью сокращения длины цеха и лучшего использования его площади клети располагают в несколько параллельных линий. На станах с последовательным расположением клетей раскат одновременно находится только в одной клети. В связи с этим расстояние между клетями увеличивается от первой к последней, так как длина раската увеличивается. Соответственно увеличивается и частота вращения валков. Станы данной группы широко применяют для прокатки сортовых профилей.
Полунепрерывные станы состоят из двух групп клетей: непрерывной и линейной. Полунепрерывные станы применяют для: прокатки мелкосортной стали и катанки (черновая группа клетей - непрерывная, чистовая — линейного типа и прокатка в ней может осуществляться только при наличии петли между клетями): прокатки широких полос (черновая клеть - реверсивная, чистовая группа клетей - непрерывная).
Непрерывные станы являются дальнейшим развитием полунепрерывных станов и отличаются высокими технико-экономическими показателями. На этих станах клети расположены последовательно, в каждой клети осуществляется один проход и раскат одновременно находится в нескольких клетях. Непрерывные станы применяют как заготовочные, листовые (горячей и холодной прокатки), сортовые и проволочные. Привод валков непрерывных станов может быть групповым или индивидуальным, что значительно лучше.
Общие схемы производства в современных прокатных цехах предусматривают прокатку слитков в полупродукт, а затем полупродукта в готовые профили. Там. где нет разливки слитков по изложницам, полупродукт получают на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Соответственно последовательность обработки и состав оборудования прокатных цехов по заводам могут быть следующими:
а) блюминг - рельсобалочный стан, крупносортный стан, толстолистовой стан:
б) блюминг - непрерывный заготовочный стан - сортопрокатные станы:
в) слябинг - листопрокатные станы:
г) МНЛЗ - станы окончательной прокатки.