123987 (717298), страница 2
Текст из файла (страница 2)
К станам специального назначения относят бандаже-, колесопрокатные, шаропрокатные, детали прокатные и др.
3 Основы технологии прокатного производства
Сортамент проката
Прокат можно разделить на пять основных групп: 1) заготовки всех видов, 2) сортовая сталь, 3) листовая сталь, 4) специальные виды проката, 5) трубы.
Заготовки всех видов или полупродукт включают блюмы, слябы, заготовки передельные, осевые, трубные, кузнечные и другие. Они являются исходным материалом для последующей прокатки сортовых, листовых профилей, специальных видов проката и бесшовных труб.
Сортовую сталь (рис. 22.1), в свою очередь, можно разделить на профили массового потребления и профили специального назначения. К первой группе профилей относят круглую квадратную, .шестигранную, полосовую и угловую сталь, проволоку, швеллеры, двутавровые балки и др. Ко второй группе рельсы, профили особой формы, применяемые в строительств (шпунтовые сваи и др.), машиностроении (автообод, кольцо автообода, опорная планка направляющего ножа трактора др.) и других отраслях народного хозяйства.
Листовая сталь в зависимости от толщины листов разделяется на две основные группы: толстолистовую — толщина 4. ..160 мм, тонколистовую — толщиной 1,2. ..4 мм.
К специальным видам проката относят бандажи, шар цельнокатаные колеса и периодические профили (переменно поперечное сечение по длине полосы).
Стальные трубы разделяют на бесшовные и сварные. Доля стальных труб в общем выпуске проката с каждым годом увеличивается, особенно быстро растет производство сварных труб.
Размеры и допуски на прокат, требования к качеству поверхности, механическим и технологическим свойствам определяются государственными и отраслевыми стандартами (ГОСТами, ОСТами) или техническими условиями (ТУ).
Основные технологические операции прокатного производства
Технологический процесс прокатки представляет собой комплекс последовательных термомеханических операций, выполняемых на соответствующем оборудовании и в определенной последовательности и предназначенных для получения продукции с заданными показателями качества (точности формы и геометрических размеров, состояния поверхности и т. д.). Наиболее общая схема технологического процесса прокатки включает операции подготовки исходного металла к прокатке, нагрева перед обработкой давлением, собственно прокатки для получения заданного профиля, отделку проката и контроль его качества. В зависимости от стадии прокатки (производство заготовок или готовой продукции из слитка или литой заготовки) и вида проката число технологических операций и их последовательность может изменяться.
Рис. 22.1. Профили сортовой стали
1 — квадратный; 2 — круглый; 3 — шестигранный; 4 — полосовой; 5—автообод; 6 — угловой (а — равнобокий, б — нерав-нобокий); 7 — рельс железнодорожный; 8 — рельс трамвайный; 9 — балочный; 10 — швеллерный; 11 — опорная планка направляющего колеса трактора; 12 — зетовый профиль; 13 — шпунт
Схема технологического процесса производства сортового проката из слитков приведена следующая:1 -слиток (1 слитки), 2-нагрев слитков в нагревательных колодцах, 3-прокатка на блюминге, 4- зачистка поверхностных дефектов на машине огневой зачистки, 5-раскрой раската на ножницах на блюмы., 6-прокатка на непрерывном заготовочном стане, 7-раскрой раската на заготовки, 8-охлаждение на холодильнике,9- зачистка поверхностных дефектов (2-9 - получение полупродукта), 10-нагрев заготовок в методической печи, 11-прокатка на сортовом стане, 12-раскрой проката на заданные длины, 13-охлаждение проката (10-13 –получение готового сортового проката), 14-термическая обработка проката, 15 –правка, 116-зачистка поверхностных дефектов, 17-упаковка, маркировка, взвешивание, отгрузка готовой продукции (14-17—отделка проката) .
При подготовке исходного металла к прокатке с него удаляют различные поверхностные дефекты, что увеличивает выход готового проката. Эта операция особенно необходима при прокатке качественной углеродистой и легированной стали. При прокатке контролируют начальную и конечную температуру, заданный режим обжатия. Для контроля за состоянием
перекатываемого металла, называют вытяжными. К вытяжным калибрам относят прямоугольные (ящичные), ромбические, квадратные, овальные и др.
Для постепенного приближения поперечного сечения прокатываемой заготовки к готовому профилю применяют подготовительные или предчистовые калибры. Форма чистового калибра точно соответствует форме готового проката, но размеры калибра приняты с учетом коэффициента температурного расширения металла и минусового допуска.
Важнейшая задача калибровки — расчет режима обжатий при прокатке. Устанавливая режим обжатия, учитывают пластичность металла и его сопротивление деформации, допустимый угол захвата, прочность валков и деталей стана, мощность двигателя, величину уширения.
4 Технология производства отдельных видов проката
Производство блюмов и слябов. На блюмингах и слябингах прокатывают слитки в крупные заготовки — блюмы и слябы, имеющие соответственно квадратное и прямоугольное сечение. Масса и форма слитков зависят от диаметра валков, мощности двигателя стана, марки стали и вида получаемой заготовки.
Масса слитка должна быть такой, чтобы обеспечить максимальную производительность стана, требуемое число блюмов и слябов, наибольший выход годного проката. Для прокатки слябов нужны, например, слитки массой 16. ..28 т, а для прокатки блюмов — 3,0. ..12 т.
Из указанных слитков прокатывают слябы в соответствии с ГОСТ 25715—89 сечением 100.. .350X300.. .2200 мм и длиной 1,2. ..11 м, блюмы по отраслевому стандарту ОСТ 14-13—75 сечением 140 X 140.. .450 X 450 мм, длиной 1...6 м.
Для нагрева слитков при прокатке блюмов и слябов применяют нагревательные колодцы (см. рис. 20.5). В нагревательные колодцы блюмингов и слябингов поступает свыше 90 % всех слитков непосредственно из сталеплавильного цеха в горячем состоянии при температуре 800.. .850 °С. При горячем всаде слитков расход топлива составляет 1050... 1250 кДж/кг. Нагревательные колодцы, как правило, располагают в отдельном здании, примыкающем к основному зданию блюминга или слябинга. На рис. 22.7 показана схема расположения оборудования современного двухвалкового реверсивного блюминга с диаметром валков 1300 мм. Слитки, нагретые в колодцах до температуры 1200.. .1250 °С, транспортируют к стану, где они подвергаются деформации в валках блюминга сначала на гладкой бочке, а затем в системе ящичных калибров.
Обжатие слитка за отдельный проход при производстве блюмов из углеродистой и низколегированной стали составляет в среднем 65.. .80 мм, а максимальное обжатие — 90... 120 мм. При таких обжатиях слиток углеродистой стали массой 7,5 т прокатывают на блюминге 1300 в блюм сечением 350Х Х350 мм за 13 проходов, а слиток легированной стали I2X18H10T массой 3,3 т на блюминге 1000 в блюм сечением 180X180 мм —за 19 проходов. Выход годных блюмов из слит-ков кипящей стали составляет 91...92,5%, из слитков спокойной стали — 80. ..82%. На многих блюмингах основные операции технологического процесса прокатки (подача слитков, работа рольгангов, главный привод валков, нажимное устройство и т. д.) автоматизированы.
Производительность блюмингов составляет 3,5.. .6,0 млн. т и более слитков в год. Продолжительность прокатки одного слитка составляет при этом 50.. .60 с.
Полученные на блюминге раскаты после удаления поверхностных дефектов на машинах огневой зачистки (см. рис. 22.7) подвергают раскрою на блюмы. В ряде случаев на блюмингах прокатывают также и слябы. Кроме того, слябы прокатывают на специальных обжимных станах — слябингах (см. рис. 21.7,5), которые имеют горизонтальные и вертикальные валки с гладкой бочкой. Для сортовых станов требуются заготовки меньшего сечения, чем блюмы. Поэтому блюмы без промежуточного подогрева направляют для дальнейшей прокатки на заготовочных станах, которые обычно располагают в непосредственной близости от блюмингов. Такое расположение станов позволяет прокатывать заготовки из крупных слитков с одного нагрева, что экономически выгодно. В качестве заготовочных станов применяют непрерывные, а также одно клетьевые двухвалковые реверсивные станы , реже трехвалковые одно-, двухклетьевые станы продольной прокатки. Весьма высокопроизводительным является современный заготовочный стан радиально-сдвиговой прокатки, позволяющий подвергать деформации круглые или многогранные слитки и литые заготовки с вытяжкой за один проход 3.. .6 и более и обеспечивающий интенсивную проработку литой структуры. Станы радиально-сдвиговой прокатки могут быть использованы как заготовочные или взамен черновых групп клетей сортовых станов.
Производство фасонных профилей проката на рельсобалочных станах. На этих станах прокатывают железнодорожные и трамвайные рельсы, балки, швеллеры, шпунты, а также угловую, круглую и квадратную сталь большого сечения.
Рельсы железнодорожные широкой колеи производят трех типов: Р50 по ГОСТ 7174—87, Р65 по ГОСТ 8161—86 и Р75 по ГОСТ 16210—88. Тип рельса указывает на массу 1 м длины. Балки нормального типа в соответствии с ГОСТ 8239—85 имеют высоту 100...600 м. На универсальном балочном стане освоили производство широкополочных двутавровых балок высотой до 1000 мм. Швеллеры по ГОСТ 8240—85 производят высотой от 50 до 400 мм и шириной полок от 32 до 115 мм..
Рельсы производят из высокоуглеродистых сталей марок М76, М74 по ГОСТ 24182—86 и НБ67 по ГОСТ 16852—85 (с содержанием 0,67...0,76% С), а балки, швеллеры и шпунты изготовляют преимущественно из кипящей стали марок СтО, СтЗ, Ст4 и Ст5 по ГОСТ 380—88.
Современные рельсобалочные станы располагают обычно в две (рис. 22.9) и более линии. Первую линию рельсобалочных станов составляет двухвалковая реверсивная черновая, или обжимная, клеть 1. Конструкция этой клети аналогична конструкции клети блюминга; диаметр ее валков 900.. .950 мм, длина бочки 2300 мм. В качестве привода черновой клети 950 служит реверсивный двигатель мощностью 5000 кВт. Во второй линии стана обычно имеются две черновые трехвалковые клети 2 с диаметром валков 850 мм, приводом для которых является реверсивный двигатель мощностью 8100 кВт. Чистовая двухвалковая клеть 3 с диаметром валков 850 мм. Приводом чистовой клети является электродвигатель постоянного тока мощностью 2100 кВт.
Заключение
Итак изучив теоретическую литературу по данной теме, можно сделать следующие выводы:
Прокатный стан - это совокупность привода, шестеренной клети, одной или нескольких рабочих клетей. Прокатные станы классифицируют по трем основным признакам: по числу и расположению валков; по числу и расположению рабочих клетей; по их назначению.
Стан дуо имеет два валка, которые вращаются либо в одном направлении (нереверсивные станы), либо в разных направлениях (реверсивные станы). Последнее позволяет пропускать обрабатываемый материал в обе стороны.
Стан кватро имеет два рабочих и два опорных валка, расположенных один над другим. Приводными являются рабочие валки.
Много валковые станы: двенадцативалковые и двадцативалковые имеют также только два рабочих валка, а все остальные являются опорными. Валки приводятся через промежуточные опорные валки. Такие конструкции станов позволяют применять рабочие валки малого диаметра, благодаря чему увеличивается вытяжка и снижается давление металла на валки.
Универсальные станы, кроме горизонтальных валков, имеют также и вертикальные, расположенные с одной и обеих сторон горизонтальных валков.
По расположению рабочих клетей станы могут быть одноклетьевыми и многоклетьевыми с линейным и последовательным расположением клетей. У линейных станов клети расположены в одну или несколько линий; в каждой линии все валки связаны между собой и вращаются с одной скоростью. Последнее является существенным недостатком этих станов, так как препятствует значительному увеличению скорости прокатки по мере увеличения длины прикатываемой полосы. Поэтому в некоторых случаях для повышения производительности станов клети располагают в несколько линий с разной скоростью прокатки.
Производительность прокатки можно повысить последовательным расположением клетей в непрерывных станах. Привод рабочих клетей непрерывных станов может быть группой, когда несколько клетей приводятся в движение от одного двигателя, или индивидуальным, когда каждая клеть имеет свой двигатель. В обоих случаях окружная скорость каждой последующей пары валков должна быть больше скорости предыдущей на строго определенную величину. На непрерывных станах можно прокатывать полосу с натяжением, что позволяет увеличить обжатия. Внедрение непрерывности всего процесса прокатки - одно из основных направлений технического прогресса в прокатном производстве.
Прокатные станы по назначению подразделяются на станы для производства полупродукта и станы для выпуска готового проката. К первым станам относятся обжимные станы (блюминги и слябинги) для прокатки слитков в продукт крупного сечения для последующей прокатки на сортовой или листовой металл и заготовочные для получения полупродукта более мелкого сечения из блюмов или слитков небольшой массы.
Станы для выпуска готового проката характеризуются видом выпускаемой продукции: рельсобалочные. Сортовые, листопрокатные, трубопрокатные и станы для специальных видов проката. Размер блюмингов. Слябингов, заготовочных, рельсобалочных и сортовых станов обуславливается диаметром бочки валков; размер листовых станов - длиной бочки, а размер трубопрокатных станов - наружным диаметром прокатываемых труб.
Литература
-
Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. Материаловедение. М.:Машиностроение, 1990
1. Геллер Ю.А. Рахштадт А.Г. Материаловедение. Методы анализа, лабораторные работы и задачи. М.: Металлургия, 1984г.
2. Бернштейн М.Л.. Металловедение и термическая обработка стали.М.: Металлургия, 1983
3.Богодухова С.И., Бондаренко В.А. Технологические процессы машиностроительного производства. Оренбург, ОГУ, 1996
4.Жадан В.Т., Полухин П.И. Материаловедение и технология материалов. М.: Металлургия, 1994
5. Лахтин Ю.М, В.П. Леонтьева. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
