Холоднокатаный прокат. Состав и техническая характеристика оборудования

Травление подката для производства жести производят в НТА, аналогичных действующим в цехах холодной прокатки листа, подробно описанных в главе 2.

Для прокатки жести применяют пяти- или шестиклетевые НСХП. В редких случаях при малых объемах производства - реверсивные станы.

Прокатка жести

Как уже отмечалось, первым в СССР цехом жести с непрерывным станом стал цех жести ОАО ММК. Цех работает до настоящего времени. И оборудование, и технология совершенствовались. К настоящему времени цех жести ОАО ММК располагает НТА, пятиклетевым НСХП-1200, агрегатами обезжиривания и очистки полосы, колпаковыми печами и АНО, двухклетевыми дрессировочными станами и агрегатами электролитического и горячего лужения полосы, а также агрегатами поперечной резки и правки полос и укладки листов в пачки.

Имеется также агрегат непрерывного горячего цинкования полос со станов холодной прокатки.

Схема стана 1200 показана на рис.128. Стан предназначен для прокатки жести толщиной 0,20-0,36, шириной 730-850 мм, а также холоднокатаных полос из низкоуглеродистой стали толщиной 0,35-0,63, шириной 730-900 мм из подката толщиной 2,1-2,5 мм.

Стан состоит из пяти последовательно расположенных четырехвалковых клетей, разматывателя и моталки. Станины клетей закрытого типа. Диаметр рабочих валков 500, опорных 1340 мм. Длина бочки валков 1200 мм. Подшипники рабочих валков роликовые, опорных - жидкостного трения. Привод валков осуществляется от двигателя через шестеренную клеть. Характеристика двигателей приведена в табл.48.

Технологический процесс прокатки на стане 1200 таков.

Прокатку переднего конца подката до надежного захвата его моталкой производят на заправочной скорости. При этом на рабочие и опорные валки подают воду. Далее скорость прокатки увеличивают до рабочей и включают систему подачи технологической смазки. Режим обжатий и скорости прокатки на стане 1200 приведены в табл.49.

Рис. 128. Схема расположения основного оборудования стана 1200 ОАО ММК:

1-5 - рабочие клети; 6 - разматыватель; 7 - моталка; 8 - тензометрические ролики для измерения натяжения полосы; 9 - форсунки для подачи на полосу технологической смазки: 10 - бесконтактный измеритель толщины полосы

Таблица 48

Характеристика электродвигателей клетей стана 1200 ОАО ММК

		Мощность, МВт	Угловая скорость, об/мин	Скорость прокатки,
2
3

Таблица 49

Применение относительно небольших обжатий полосы в 1 -й клети обусловлено опасением разрывов ее из-за продольной разнотолщинности состыкованных концов, а также недостаточной устойчивостью полосы (смещением с продольной линии прокатки). Снижение величины обжатия полосы в последней клети объясняется тем, что при повышенных обжатиях увеличивается трение в зоне деформации из-за плохого поступления смазки. Из-за этого повышается температура металла в очаге деформации, происходит коробление полосы, возможны отслоения частиц металла .

В качестве технологической смазки при прокатке жести чаще всего применяют пальмовое масло.

Долгое время на стане 1200 ОАО ММК применяли следующую систему подачи смазки: в 1-ю клеть поступала полоса, промасленная пальмовым маслом на НТА после травления подката. Перед последующими клетями пальмовое масло с водой подавали соответственно одним, двумя, четырьмя и семью соплами с каждой стороны полосы.

В дальнейшем на стане 1200 опробовали применение касторового, гид- рогенезированного подсолнечного и кориандрового масла. Наилучшие результаты (снижение коэффициента трения в последних клетях, расхода электроэнергии и сопротивления металла деформации) получены при использовании касторового масла. Основной недостаток - после прокатки поверхность жести получалась темной, зажиренной и плохо очищалась. Аналогичный результат был получен и при применении других натуральных масел .

С целью снижения расходов были начаты работы по использованию заменителей пальмового масла. Получены положительные результаты, однако цена заменителей оказалась выше цены пальмового масла. Работы были продолжены в направлении применения присадок к пальмовому маслу. Цель — улучшение качества белой жести, снижение затрат, расширение сортамента жести по толщине. Исследования показали, что применение 10-20% присадок к пальмовому маслу позволяет прокатывать жесть толщиной 0,15-0,18×730; 0,18×780 и 0,28×920 мм, загрязненность полосы после прокатки и степень очистки на агрегатах обезжиривания находится примерно на том же уровне, что и при использовании пальмового масла.

Ведутся и другие работы по совершенствованию технологии производства жести на ОАО ММК.

Современными станами для прокатки жести следует считать шестиклетевые станы. Таким станом, в частности, является стан 1400 ОАО «ИСПАТ- Кармет».

Стан 1400 предназначен для прокатки жести и тонких полос из марок стали 08кп, Юкп, 08пс. На стане возможен бесконечный (основной) или порулонцый режимы прокатки. Схема расположения основного оборудования стада 1400 приведена на рис.129.

Техническая характеристика стана 1400 ОАО «ИСПАТ-Кармет»

Размеры подката, мм:

толщина…………………………………………. 1,8-3

Диаметр рулона, мм……………………… 750/1500-2200

Масса рулона, т………………………………….. <30

Размеры готовых полос, мм:

толщина………………………………………. 0,16-0,60

ширина……………………………………….. 700-1250

Скорость прокатки, м/с:

заправочная…………………………………….. 0,75

максимальная………………………………….. 33

при проходе сварного шва……………….. <16

при разрезании полосы и заправке конца

полосы в моталку…………………………. 2-8

Темп изменения скорости прокатки, м/с:

при ускорении…………………………………. 2,5

при замедлении……………………… 4………. 3

Диаметры бочки валков, мм:

рабочих………………………………………….. 600

опорных………………………………………… 1400

Длина бочки валков, мм……………………… 1400

Сечение стоек станины, мм………………. 705×800

Максимальная сила прокатки, МН………… 20

Нажимное устройство:диаметр нажимного винта, мм 56О

ход винта, мм…………………………………….. 170

скорость перемещения винта, мм/мин… 26,4-50

диаметр поршня ГНУ, мм……………………. 750

ход поршня, мм………………………………… 20

Давление жидкости. Па…………………….. 314,8-105

Проектная мощность, тыс.т/год…………… 750
В головной части стана имеется загрузочный конвейер (на рис.129 не показан), на котором могут быть размещены три рулона. Загрузочный конвейер обеспечивает передачу рулонов на тележку загрузочного устройства. Он выполнен в виде балки с местами для рулонов. За загрузочным конвейером установлен механизм удаления обвязочной ленты и загрузочной устройство, содержащее тележку для приема рулонов и передачу их к разматывагтелям

Разматыватели обеспечивают строгое центрирование рулонов по и создание натяжения в процессе размотки. Каждый разматыватель оснащен механизмом отгибки (скребкового типа) и подачи переднего конца полосы в стан. Отделение переднего конца полосы от рулона производится посредством отгибателя, который также направляет полосу в листоправильную машину, в листоправильной машине правят передний и задний концы полосы перед стыковой сваркой (на рис.129 не показана).

В стыкосварочной машине производят сварку концов полос (сечением 1,2-5-6×600+1350 мм) и удаление грата. За стыкосварочной машиной расположено натяжное устройство №1, состоящее из трех приводных роликов диаметром 1 ООО мм с индивидуальным приводом и двух прижимных роликов. Это устройство обеспечивает натяжение полосы при сварке концов и перед петлевым накопителем.

Рис. 129. Схема расположения основного оборудования стана бесконечной прокатки 1400 ОАО «ИСПАТ-Кармет»:

1 - разматыватели №1 и №2; 2 - тянущие ролики; 3 - стыкосварочная машина; 4 - натяжное устройство №1; 5 - направляющие ролики; 6- петлевое устройство; 7 - барабан; 8 - поворотные ролики; 9 - натяжное устройство №2; 10 - натяжное устройство №3; 11 - петлевая яма; 12 - разматыватель №3; 13 - гильотинные ножницы; 14 - правильно-тянущая машина; 15 - непрерывная группа рабочих клетей; 16 - проводковые столы; 17-измеритель натяжения полосы; 18 - измеритель толщины полосы; 19 - натяжные ролики; 20 - летучие ножницы; 21 - моталки

Петлевое устройство (запас полосы 417 м) содержит тележку с двумя неприводными роликами, барабан, связанный канатом с тележкой, а также поворотные ролики, поддерживающие ветви полосы. Скорость перемещения тележки при накоплении и расходовании полосы не превышает 1,25 м/с, а ее рабочий ход составляет 105 м. Входная часть линии стана включает натяжные устройства №2 и 3, по конструкции аналогичные петлевому устройству №1, разделенные петлевой ямой. Петлевая яма между натяжными устройствами №2 и 3, в которой полоса транспортируется без натяжения, позволяет осуществить развязку по натяжению головной и входной частей стана бесконечной прокатки. Разматыватель №3 и правильно-тянущая машина установлены перед шестиклетевым станом 1400. Разматыватель №3 консольного типа имеет скребковый отгибатель переднего конца полосы, прижимной ролик для прижатия распушенных витков рулонов в момент отгиба переднего конца полосы. Разматыватель №3 используют в случае порулонной прокатки полос. Между правильно-тянущей машиной и первой клетью стана находятся гильотинные ножницы с гидравлическим приводом для разрезания полосы при перевалках рабочих и опорных валков и вырезки, при необходимости, сварных швов.

В линии стана установлено шесть идентичных четырехвалковых клетей. Все клети шестиклетевого стана 1400 оборудованы комбинированным нажимным механизмом, включающим электромеханическое нажимное устройство с приводом нажимных винтов от электродвигателей для установки межвалкового зазора и гидравлическое нажимное устройство (ГНУ), состоящее из двух гидроцилиндров, размещенных под подушками нижних опорных валков и служащих для регулирования силы прокатки. ГНУ обеспечивает высокую скорость и точность перемещения валков при регулировании толщины, а электромеханические устройства используют при настройке клетей, перестройке их на новый размер полос и при перевалках валков.

Опорные валки шестиклетевого стана 1400 установлены в гидростатодинамических подшипниках жидкостного трения (ПЖТ) с упорным узлом качения, рабочие валки - на подшипниках качения.

С целью регулирования плоскостности полосы все клети шестиклетевого стана
1400 оснащены устройствами дополнительного изгиба и противоизгиба рабочих валков. Гидроцилиндры дополнительного изгиба установлены в Подушках опорных валков и предназначены для устранения коробоватости жести. Устранения волнистости полос добиваются при помощи гидроцилиндров противоизгиба, размешенных в плитовине станины.

В межклетевых промежутках установлены пресс-проводковые столы для выпуска заднего конца полосы с натяжением и предотвращения окова валков.

Выходная часть стана обеспечивает смотку прокатанных рулонов, транспортирование их от стана, инспекционную проверку качества поверхности полосы. За последней клетью стана установлена натяжная станция, состоящая из четырех роликов с индивидуальным приводом, имеющих диаметр 570- 600 мм, и четырех прижимных роликов, снабженных гидроцилиндрами. Эта натяжная станция обеспечивает поддержание переднего натяжения в последней клеш в период реза полосы и заправки переднего конца на барабан моталки. Рез полосы осуществляется барабанными летучими ножницами для деления полосы после намотки рулона.

За ножницами по ходу прокатки установлены две моталки аналогичной конструкции. Моталки имеют барабан, механизм изменения диаметра барабана, сталкиватель рулонов, прижимной ролик и автоматический захлестыватель.

Барабан моталки представляет собой кованый клиновидный вал, на который насажены четыре подвижных сегмента, связанные с механизмом изменения диаметра барабана для закрепления рулона и обеспечения его снятия. Прижимной ролик установлен для прижатия заднего конца полосы к рулону и предотвращения распушивания рулона. Автоматический захлестыватель позволяет осуществить заправку переднего конца полосы на барабан моталки и намотку первых витков.

На НСХП первых поколений передний конец полосы заправляли в щель барабана моталки. Однако при наматывании на барабан тонкой полосы (до 0,3 мм) с большим натяжением на первых внутренних витках рулона образуются продольные вмятины в месте расположения щели на барабане моталки. Во избежание образования вмятин на внутренних витках рулонов необходимо, чтобы щель на барабане моталки была минимальной. Однако заправить тонкую стальную полосу в такую щель очень трудно. Кроме того, операция заправки конца полосы требует некоторого времени и иногда осуществляется с участием рабочего. В связи с этим разработаны ременные автоматические захлестыватели. Они позволяют плотно намотать первые 2-3 витка полосы на барабан моталки, после чего, при наличии определенного натяжения полосы, производится плотная смотка рулона.

На НСХП первых поколений передний конец полосы заправляли в щель й «а моталки. Однако при наматывании на барабан тонкой полосы (до 3 мм) с большим натяжением на первых внутренних витках рулона образуйся продольные вмятины в месте расположения щели на барабане моталки, go избежание образования вмятин на внутренних витках рулонов необходи- чтобы щель на барабане моталки была минимальной. Однако заправить тонкую стальную полосу в такую щель очень трудно. Кроме того, операция заправки конца полосы требует некоторого времени и иногда осуществляется с участием рабочего. В связи с этим разработаны ременные автоматические захлестыватели. Они позволяют плотно намотать первые 2-3 витка полосы на барабан моталки, после чего, при наличии определенного натяжения полосы, производится плотная смотка рулона.

Перед заправкой переднего конца полосы тележка перемещается к вращающемуся барабану моталки (схема захвата полосы показана на фрагменте, расположенном в правой части рисунка). При этом натянутый ремень отогнет барабан моталки и передний конец полосы войдет в зев между движущимся по холостым роликам 6н8 ремнем и вращающимся барабаном. Одновременно ролик 7 с помощью пневмоцилиндра 11 и рычага опустится и прижмет юнец полосы к барабану моталки. Таким образом, на барабане моталки образуется 2-3 витка, после этого тележка отводится и полоса плотно сматывается в рулон.

Рис. 130. Конструкция автоматического ременного захлестывателя переднего конца полосы вокруг барабана моталки:

К 10, 11 - пневматические цилиндры; 2 - передвижная тележка; 3 - направляющие; 4 - S-образная рама; 5 - бесконечный ремень; 6,7,8 - холостые ролики; 9 - шарнирный рычаг; 12 -- барабан моталки

Стан 1400 оснащен АСУ ТТТ, связанной с локальными системами автоматического регулирования. Для контроля за ходом технологического процесса и работой отдельных приборов и механизмов в линии стана установлены датчики, информация с которых поступает на управляющую вычислительную машину (УВМ). Стан управляется с центрального поста управления (ЦПУС) и рабочих мест у клетей. В ЦПУСе задается программа прокатки, осуществляется управление механизмами стана и технологическими системами в автоматическом и полуавтоматическом режимах, управление станом во всех скоростных режимах, управление локальными системами, контроль технологических параметров стана и электрических параметров главного привода, контроль запаса полосы в петле-аккумуляторе, управление станом с помощью УВМ во всех предусмотренных режимах. С постов управления на клетях предусмотрено управление скоростными режимами стана, управление нажимными винтами, механизмами установки валков, центрирующими роликами, проводков ым столом и другими сервисными устройствами.

На момент ввода в эксплуатацию стана 1400 отсутствовал отечественный опыт эксплуатации шестиклетевых станов холодной прокатки и прокатки сверхтонкой жести.

Подкат, который получали на ШСГП-1700 для НСХП-1700, по многим показателям не удовлетворял требованиям к подкату для жести: поперечный профиль был нестабилен, его выпуклость и клиновидность превышали требуемую, нестабильными были и механические свойства: предел текучести 240- 340 Н/мм2, твердость 48-75 HRB.

Не оправдал себя и первоначальный выбор толщины подката (1,8-2,2 мм), поскольку при этом имел место большой разброс механических свойств и высокая неравномерность структуры металла при низких пластических характеристиках и повышенной твердости подката.

Основными мероприятиями по получению подката оптимальной формы, механическими свойствами, твердостью и структурой металла стало следующее :

Разработка новой профилировки валков (см. раздел 3 этой главы);

Регламентация температурных условий прокатки и смсутки подката в рулон (соответственно 860-890 и 660-680°С);

— применение подката толщиной 2,4 мм;

— выдержка рулонов до начала травления не менее 72 часов;

— относительная деформация подката в изгиботянущей машине НТА 0,7-1,5%.

Непосредственно на стане 1400 основной задачей стала разработка рациональных режимов обжатий.

В начальный период освоения прокатки жести применяли режимы, при которых обжатие металла осуществляли в пяти клетях (по опыту стана 1200), а шестая клеть работала в прокатно-дрессировочном режиме (табл.50).

Процесс прокатки полос с малыми обжатиями в клети 6 имел ряд недостатков. Во-первых, отсутствие обжатия в клети не позволяло регулировать толщину полосы изменением скорости только в клети б из-за низкого коэффициента передачи Ah6/AV6. Поэтому регулирование толщины осуществляли синхронным изменением скоростей прокатки в клетях 5 и 6. Натяжение полосы между этими клетями поддерживали постоянным путем коррекции скорости в клети 6. При такой схеме затруднялось регулирование толщины прокатываемых полос из-за большого транспортного запаздывания. Во-вторых, прокатка в клети 5 тонкой, практически конечной толщины полосы увеличивала вероятность ее порыва в последнем межклетевом промежутке. Вероятность порыва полосы возрастала и вследствие того, что при указанном распределении обжатий поддержание заданного натяжения между клетями 4 и 5 путем перемещения винтов клети 5 вносило значительные возмущения в натяжение между клетями 5 и 6.

Отрицательное влияние на стабильность процесса прокатки в рассматриваемых условиях оказывала также разница в динамической загрузке приво- дов клетей 5 и 6, что в режимах разгона и торможения стана приводило к изменению натяжения полосы в последнем межклетевом промежутке. И наконец, отсутствие достаточного обжатия в клети 6 снижало эффективность регулирования формы прокатываемой полосы. Недостаточный разогрев валков клети и малая величина перепада температур по длине бочки валка затрудняла процесс теплового регулирования его профиля. Ограниченная возможность перераспределения вытяжек по ширине полосы при малом обжатии усложняла регулирование формы полосы путем принудительного изгиба валков.

Таблица 50

Режим обжатий и силовые параметры прокатки жести размерами 0,25+0,32×850 мм из подката толщиной 2,4 мм

Номер клети	Относительное обжатие, %	Сила прокатки, МН	Переднее натяжение полосы, кН	Ток двигателей главного привела, кА

Попытки увеличить обжатие в клети б с помощью перенастройки стана в ходе прокатки не дали ожидаемого результата вследствие резкого возрастания силы прокатки и натяжения полосы. Оптимизировать загрузку клети при прокатке жести толщиной 0,25 мм удалось лишь при ее начальной настройке на достаточно большое обжатие .

Следующий этап разработки режимов обжатий характерен вводом в работу 6 клети стана 1400. В табл.51 показаны режимы обжатий при прокатке жести и холоднокатаных полос различных размеров, зафиксированные сотрудниками Донниичермета при освоении новых профилировок валков. Имевшие место при этих прокатках межклетевые натяжения полос приведены в табл.52.

Режимы обжатий, представленные в табл.51, интересны тем, что при их реализации использовали подкат разной толщины - от 1,8 до 2,5 мм.

Сравнение данных табл.50 и 51 показывает, что величина относительного обжатия в клети б составила 11-17%, кроме режима прокатки жести толщиной 0,18 мм, который реализовали за счет разгрузки клети 5. Остальные четыре клети по относительному обжатию загружены примерно равномерно.

Величина межклетевых натяжений принята, по сравнению с табл.50, несколько выше, но тенденция к их снижению от клети 1 до клети 6 сохранена. Причем, с увеличением ширины полос она увеличивается.

Следует отметить, что эти режимы обжатий также оказались нерациональны, главным образом, из-за недостаточной загрузки клети б, что не исключило затруднений в регулировании теплового профиля валков и формы полосы.

В дальнейшем были разработаны и освоены режимы обжатий полос, представленные в табл.53.

Характерным для освоенных режимов обжатий является то, что в клети I величина относительного обжатия несколько ниже, чем в остальных клетях. В клетях 2-5 относительные обжатия одинаковые, а в клети 6 выше, особенно при прокатке тонкой жести.

При прокатке полос с равномерным распределением относительных обжатий по клетям и увеличенными относительными обжатиями в клети 6 существенно повысилась эффективность работы систем регулирования толщины, натяжения и плоскостности полосы, что позволило вернуться к традиционной схеме натяжения полосы в последнем межклетевом промежутке путем нажимных устройств в клети 6, удалось сократить число порывов полос более чем в 5 раз.

Таблица 52

Межклетевые натяжения при прокатке жести и холоднокатаных полос на стане 1400

Полосы, мм	Межклетевые натяжения, кН, по промежуткам

Примечание. Межклетевые натяжения даны для условий прокатки полос пс режимам, приведенным в табл.51,

В дальнейшем режимы обжатий были несколько скорректированы с соблюдением уже установленных соотношений. Эти режимы представлены в табл.54.

При разработке режимов прокатки на стане 1400 большое внимание было уделено выбору оптимальных величин межклетевых натяжений полос.

Натяжение полосы способствует достижению равномерной деформации металла в межвалковом зазоре, центрированию полосы относительно оси прокатки, снижению силы прокатки. Оно используется в качестве управляющего воздействия в системах тонкого регулирования толщины полосы. Без достаточной величины межклетевого натяжения полосы процесс непрерывной прокатки практически не осуществим. Как известно, чем выше уровень межклетевых натяжений, тем устойчивее в динамическом отношении оказывается электромеханическая система стан-полоса. Однако чрезмерно высокий уровень межклетевых натяжений может вызвать порывы прокатываемых полос и пробуксовки валков отдельных клетей относительно полосы. Поэтому выбор рационального уровня межклетевых натяжений является важнейшей технологической задачей оптимизации процесса непрерывной прокатки жести.

Таблица 53

Освоенные режимы обжатий при прокатке жести на НСХП 1400 при толщине подката 2,4 мм

Номер клети	Относительное обжатие, %	Сила прокатки, МН	Переднее натяжение полосы, кН	Ток двигателей главного привода, кА
Жесть толщиной 0,18-0,22 мм
	Жесть толщиной 0,25-0,36 мм

Таблица 54

Режимы обжатий при прокатке жести на НСХП-1400

Эксперименты показали, что стабильный процесс прокатки возможен при межклетевых натяжениях 80-90 Н/мм\ При меньших значениях натяжений процесс прокатки становится неустойчивым.

До конца 70-х годов в отечественной практике предполагалось величину удельного натяжения на непрерывных станах холодной прокатки принимать равной (0,3-0,4)от, где от- предел текучести металла в соответствующем межклетевом промежутке, Увеличение натяжения полосы при холодной прокатке в целом положительно сказывается на плоскостности готовой жести. Однако с ростом натяжения возрастает и вероятность порывов полосы.

Однако исследования, проведенные в последние годы, показали, что при прокатке полос из низкоуглеродистых сталей уровень натяжений следует уменьшить. Так, снижение межклетевых натяжений с (0,35-0,4)ст до (0,26-0,3)стт позволяет на 25% сократить число порывов полос,

Уровень натяжений уменьшают от первого межклетевого промежутка к последнему. Сравнительно высокое натяжение за первой клетью стана способствует интенсивному сглаживанию исходной разнотолщинности подката. В последнем межклетевом промежутке, где пластичность металла оказывается в значительной степени исчерпанной, а опасность порыва полосы велика, уровень межклетевого натяжения устанавливается минимальным. Поэтому на пятиклетевом стане 1200 ОАО ММК величину натяжения полосы за первой клетью устанавливают равной 0,2от, а в последнем межклетевом промежутке 0,16ат.

С увеличением ширины полос уменьшают и величину удельных межклетевых натяжений . Такую закономерность в режимах настройки стана следует считать положительной, поскольку при увеличении ширины, как правило, возрастают неплоскостность и разнотолщинность полос, а следовательно, увеличивается неравномерность распределения удельных натяжений по их ширине, что повышает опасность их разрыва. Снижение в этих условиях среднего уровня удельных межклетевых натяжений повышает надежность процесса прокатки.

При увеличении толщины подката полные межклетевые натяжения на стане повышают. Отношение величины удельных межклетевых натяжений к величине предела текучести деформируемого металла в соответствующих межклетевых промежутках сохраняют примерно на одном уровне.

Напряжения, возникающие в рулонах холоднокатаной жести после снятия их с моталки, существенно влияют на качество листовой продукции, поскольку они могут вызвать потерю устойчивости внутренних витков и образование дефекта типа «птичка», «телескопичность», «проседание» и приводить к свариванию контактирующих витков полосы при последующей термической обработке металла и образованию дефектов «излом» и «сваривание». Увеличение массы рулонов до 45-60 т и уменьшение толщины жести на современных станах холодной прокатки повышают вероятность появления этих дефектов.

Отсюда следует, что выбор режима намотки (величины и характера изменения натяжения, температуры и пр.) полос в рулоны после прокатки определяет как качество жести, так и эффективность работы намоточного оборудования. Традиционный способ намотки рулонов на моталки с постоянным натяжением полосы приемлем лишь в случаях, когда по условиям производства нет опасности потери устойчивости рулона и сваривания витков при последующем отжиге.

Для предотвращения потери устойчивости внутренних витков рулона при снятии его с барабана.моталки применяют способ намотки, при котором 5-10 витков наматывают с повышенным натяжением (для углеродистых сталей в 2-5 раз превышающим технологически необходимое), с последующим постепенным снижением натяжения до технологического после 50-100 оборотов моталки.

Выбранным режимам прокатки должны соответствовать скоростные условия прокатки. Характер скоростных режимов прокатки жести аналогичен скоростным условиям станов прокатки холоднокатаных полос и листов (см. главу 4). Передний конец прокатывают на заправочной скорости, после надежного захвата его в моталку скорость увеличивают до рабочего значения. При прохождении по стану полосы с участком сварного шва, а также при выходе заднего конца полосы из стана скорость снижают (см. рис.85).

Изменение скорости прокатки характеризуется нестабильностью всех технологических режимов: изменяется коэффициент трения, толщина полосы, натяжение, упругая деформация элементов клети, температура валков и др. Поэтому станы бесконечной холодной прокатки обеспечивают более высокое качество металла за счет стабильной скорости по длине полос. Изменение скорости при прокатке в бесконечном режиме производится при переходе на другой профилеразмер жести, а также при прокатке швов, поэтому чем надежнее отработана технология сварки, тем меньше снижение скорости или полное ее отсутствие.

Рис. 131. Распределение возможного диапазона скоростей прокатки полос по клетям стана 1400

Максимальная скорость прокатки стана 1200 ОАО ММК составляет 28 м/ с (по последней клети), стана 1400 КарМК - 33 м/с. На рис.131 показан возможный диапазон скоростей прокатки полос по клетям стана 1400.

Плавно расширяющийся от первой к последней клети диапазон регулирования скоростей валков (см. рис.131) обеспечивает гибкую работу стана и позволяет вести прокатку с повышенными обжатиями в последней клети.

На шестиклетевых НСХП за рубежом скорость прокатки достигает 46 м/с.

Между натяжными устройствами № 2 и № 3 расположена петле­вая яма, в которой полоса транспортируется без натяжения. Это позволяет произвести развязку по натяжению головной и входной частей стана.

Шестиклетевой стан 1400:

Собственно стан состоит из шести клетей кварто. Передаточные числа редукторов клетей соответственно: i1 =2,28, i2 =l,58, i3 =1,17, i4 =0,885, i5 =0,685, i6 =0,57.

Клети стана оборудованы электромеханическими нажимными устройствами, системами охлаждения валков и подачи технологической смазки (клети №5, №6), системой противоизгиба и дополнительного изгиба рабочих валков, системой автоматизации технологического процесса.

Характеристика валков шестиклетевого стана "1400" дана в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика валков шестиклетевого стана "1400"

Выходная часть:

Основные механизмы выходной части стана: обводные ролики, летучие ножницы, моталки №1 и №2, ленточный транспортер №2, коллектор подачи горячего воздуха, для удаления остатков охлаждающей жидкости с по­лосы (Т °С подаваемого воздуха 50-100°).

Обводное устройство состоит из двух роликов - обводного и прижимного, диаметром 400 и 300 мм соответственно.

Летучие ножницы барабанного типа, состоят из двух ножевых барабанов: верхний диаметр - 353,57 мм, нижний - 404,08 мм. Между бараба­нами зубчатое зацепление с отношением зубьев 1,143. Совпадение ножей происходит через каждые 8 оборотов верхнего барабана. Количество ножей на каждом барабане - 1.

Моталки № 1, №2 консольного типа, безредукторные. Макси­мальное натяжение, создаваемое моталкой, до 49x103 Н (5 тс).

Система транспортеров состоит из четырех транспортеров, меж­ду лентами которых установлены удерживающие электромагниты, две откидывающиеся проводки. Транспортер № 3 - стационарный, транспортеры №1, №2, №4 - подвижные.

Стан оборудован загрузочными и отводящими транспортерами соответственно в головной и хвостовой частях и механизмами установки валков, механизмами перевалки рабочих и опорных валков, весами для взвешива­ния рулонов на отводящем транспортере № 1. Для ремонта, обслуживания стана, подачи рулонов для прокатки и транспортировки их после прокатки ус­тановлены электромостовые краны, крановые скобы которых для исключения травмирования рулонов снабжены накладками.

2.2 Требования, предъявляемые к подкату для шестиклетевого стана "1400"

Подкатом для шестиклетевого стана 1400 служат рулоны горячека­таных полос с обрезной кромкой, очищенных от окалины в непрерывно - травильном агрегате. Качество поверхности и геометрические размеры подката должны соответствовать требованиям ЗТУ 309-211 -2003.

Рулоны горячекатаных полос, используемых в качестве подката, должны иметь следующие параметры:

2.3 Требования, предъявляемые к прокату шестиклетевого стана "1400"

Продукцией шестиклетевого стана "1400" являются рулоны холоднокатаных полос, предназначенных для производства на последующих переделах: жести по ГОСТ 13345-85, ASTM А 623 М - 86, ASTM А 623 М - 02, JIS G 3303 - 87, JISG 3303: 2002, EN 10203 - 1991, EN 10202: 2001, и тонколисто­вого проката по ГОСТ 16523-89, ГОСТ 9045-93, EN 10130 - 91, EN 10130 - 98, DIN 1623 - 83, DIN 1623 - 86, ASTM А 611 М - 89, ASTM А 366 М - 91, ASTM А 568 М - 96, JIS G 3141 - 96, ТУ 14-11-262-89.

Предельные значения размеров готовых холоднокатаных полос должны быть:

Рулоны готовых холоднокатаных полос, полученных после прокат­ки на стане "1400", должны иметь следующие параметры:

2.4 Подготовка стана к работе и его настройка

Подготовка стана к работе и его настройка осуществляется после ремонтов, перевалок прокатных валков и других профилактических остановок стана. Настройка (перенастройка) стана производится также и при изменении толщины и ширины прокатываемого металла.

Подготовка стана к прокатке основного сортамента включает в себя перечисленные ниже мероприятия:

Проверка состояния двухлысочных сочленений шпиндельных со­единений клетей №5 и №6 производится механослужбой. Износ не должен превышать 30% эксплуатационного допуска на посадку.

Данная проверка обусловлена необходимостью исключения возмущений, вызывающих образование периодической разнотолщинности, увеличение порывности и других негативных факторов.

Проверка обвязки тензороликов измерителей натяжений в меж­клетевых промежутках с целью обеспечения стабильности натяжений производится еженедельно.

Проверка правильности калибровки показывающих приборов на­тяжения технологических режимов производится по мере необходимости.

Проверка состояния коллекторов охлаждения производится под контролем старшего вальцовщика слесарями СООЖ при перевалках рабочих валков с целью обеспечения стабильности теплового профиля валков. При на­личии засоренных отверстий их прочищают специальным крючком или промывают коллектор под давлением.

Подготовка прокатных валков осуществляется в соответствии с требованиями ТИ ПЖ-19-2006.

Установка рабочих и опорных валков после их завалки в клеть производится включением нажимного устройства, причем верхний опорный валок опускается до появления дополнительной нагрузки на двигатели нажим­ных винтов (электромеханическое нажимное устройство).

Выверка рабочих валков на параллельность после их завалки в клеть производится для обеспечения равномерности обжатий по ширине поло­сы посредством отпечатка на образце металла длиной 1,5-2,0 м.

Для образования требуемого теплового профиля рабочих валков осуществляется их разогрев, который выполняется в следующем порядке:

После перевалки опорных валков всех клетей разогрев осуществляется прокаткой полос:

После перевалки рабочих валков всех клетей разогрев осуществляется прокаткой полос:

После перевалки рабочих валков клетей №5, №6 и №1, №4 разогрев осуществляется прокаткой полос:

После перевалки рабочих валков клети №6 разогрев осуществляется прокаткой полос:

После перевалки рабочих валков клети №5, №6 или остановки стана не более чем на 2 часа разогрев стана осуществляется прокаткой полос:

В остальных случаях разогрев стана осуществляется прокаткой 20 т. жести толщиной 0,25 - 0,36 мм.

При разогреве стана скорость прокатки должна быть не более 10-12 м/с, а ширина полос, используемых для разогрева валков, не должна быть менее ширины прокатываемого в дальнейшем металла.

Выявленные при подготовке стана к работе замечания уст­раняются, после чего делается вывод о готовности стана к прокатке основного сортамента.

При настройке стана выполняются следующие работы:

Выбираются соответствующие режимы обжатий, скорости и натяжений по клетям;

Выбираются необходимые уставки толщины перед клетью № 1, за кле­тями №2 и №6;

Настройка САРТиН (система автоматического регулирования толщины и натяжения) и САРПФ (система автоматического регулирования профиля и формы), которая производится в соответствии с требованиями "Инструкции о порядке включения, отключения и проверки комплекса системы автоматиче­ского регулирования толщины и натяжений полосы на шестиклетевом стане "1400";

Окончательная настройка валков, осуществляемая по направлению из­гиба переднего обжатого конца полосы при выходе его из клетей, при смещении полосы от оси прокатки вправо необходимо опустить правый на­жимной винт или поднять левый, при смещении полосы влево - опустить левый нажимной винт или поднять правый.

Прокатка жести осуществляется в номинальную толщину с допуском ± 0,01мм.

2.5 Задача рулона на стан

Рулоны подката поплавочно краном устанавливаются на приемный стеллаж перед станом таким образом, чтобы торец рулона совпадал с нанесен­ными на стеллаже метками. Обвязочная лента снимается вручную. Одновременно производится осмотр торцевых участков рулона. При наличии на них дефектов кромки типа "рванина", "заворот" дефектные участки отмеча­ются мелом.

В обжимных станах слитки нагревают в специальных колодцевых печах и затем клещевыми кранами подают на кольцевую слиткоподачу. Далее слитки попадают на приемный рольганг, оборудованный весовым устройством, и задаются в универсальную рабочую клеть слябинга 1250.

При необходимости получения слябов правильной прямоугольной формы в универсальной клети слябинга установлены вертикальные валки. У блюмингов, как правило, вертикальные валки отсутствуют. Для управления положением слитка при прокатке используют манипулятор и кантователь. После прокатки поверхность сляба зачищают машиной огневой зачистки и режут его на мерные длины на ножницах горячей резки с усилием 28 МН. Для уборки отходов имеется конвейер обрези. Там же установлены контрольные весы, клеймитель и устройство для транспортировки слябов на склад или для передачи их к непрерывному широкополосному стану 2000 горячей прокатки.

Агрегаты заготовочных станов

Заготовочные станы поставляют заготовки на сортовые, проволочные и трубопрокатные станы.

Непрерывные заготовочные станы с одной группой клетей (например, стан 700) катают блюмы сечением от 140 х 140 до 200 х 200 мм или крупные заготовки размером от 125 х 125 до 140 х 140 мм. Непрерывные заготовочные станы с двумя группами клетей (например, стан 700/500) выдают из первой группы блюмы сечением от 140 х 140 до 200 х 200 мм и заготовки размером от 120 х 120 до 140 х 140 мм. Из второй группы клетей получают готовую заготовку размером от 60 х 60 до 100 х 100 мм. На трубозаготовочных последовательных станах получают круглую заготовку диаметром 75-300 мм для прошивных станов.

Рассмотрим компановку агрегатов непрерывного заготовочного стана 900/700/500, состоящего из 14 двухвалковых клетей, установленных в трех группах. Первая группа состоит из двух клетей с диаметром валков 900 мм, вторая черновая группа включает шесть клетей - 900/1300 в первой и второй клетях и 730/1300 в остальных. Чистовая третья непрерывная группа состоит из шести клетей с диаметром валков 530/900 мм. Предусмотрено чередование горизонтальных и вертикальных валков, начиная с 5-ой клети.

После резки на мерные длины горячие блюмы по рольгангу поступают в первую группу, установленную отдельно от второй группы. Расстояние между первой и второй группами позволяет установить кантователь на рольганге для свободной кантовки блюмов.

Вторая группа позволяет получать из 4-ой, 6-ой и 8-ой клетей заготовки с соответствующими размерами 200 х 200, 170 х 170 и 150 х 150 мм.

Готовые заготовки отводятся поперечными транспортерами на боковой рольганг, где они ножницами с усилием 10 МН режутся на мерные длины и отправляются на холодильник. Заготовки 150 х 150 мм по рольгангу перемещаются к чистовой группе.

Здесь также можно на выходе из 10-ой, 12-ой и 14-ой клетей получать заготовки сечением соответственно 120 х 120, 100 х 100 и 80 х 80 мм. Для установления постоянной температуры у раската перед девятой клетью заготовки с помощью упоров некоторое время выдерживаются. В системе подачи установлены кантователи. Для обрезки неровных концов используют ножницы, после чего заготовки направляют на холодильник.

Агрегаты листовых станов

Основным параметром листового или полосового стана является длина бочки валков последней клети.

Находят применение станы:

1. Широкополосные с длиной бочки валков от 1400 до 2500мм с двумя группами клетей - с последовательной черновой и непрерывной чистовой.
2. Одно-двухклетевые реверсивные толстолистовые станы с длиной бочки от 2000 до 5000 мм и более, иногда с установкой вертикальных валков перед горизонтальными. Кроме листов на этих станах можно выкатывать слябы.
3. Полунепрерывные широкополосные станы с длиной бочки в чистовой группе от 1200 до 3000 мм. Для горячей прокатки электротехнической стали применяют реверсивные четырехвалковые станы.

Рисунок 1 — Первая черновая реверсивная клеть 900/1400 х черновой группы стана 2800

Оборудование непрерывного четырехвалкового стана 2800 включают нагрев литых слябов в нагревательных печах с предварительной зачисткой поверхности на фрезерных станках и последующей мойкой. Поступающая по рольгангу заготовка задается в стан 2800, состоящий из двух черновых клетей - первая четырехвалковая клеть 900/1400 х 2800 (рисунок 1), вторая - 750/1400 х 2800 и пяти чистовых клетей 650/1500 х 2800мм (рисунок 2).

Черновая клеть (рисунок 1) состоит из главного двигателя 1, зубчатой муфты 2, шестеренной клети 3, универсального шпинделя 4 и клети 5 с рабочими валками диаметром 900 мм, опорными 1400 мм и длиной бочки 2800 мм. Кроме того, клеть снабжена механизмом смены валков 6.

Рисунок 2 — Непрерывная чистовая группа клетей 650/1500 х 2800 полунепрерывного стана 2800

На рисунке 2 показана чистовая группа клетей 4 с рабочими 3 валками 650 мм, опорными 2 - 1500 мм и длиной бочки 2800 мм; расстояния между осями клетей 6000 мм. Для уменьшения разнотолщинности все чистовые клети снабжены гидромеханическими устройствами протовоизгиба. Рабочие валки установлены на подшипниках качения, опорные - в подшипниках жидкостного трения. Применяется гидравлическое уравновешивание валков и шпинделей 1.

За последней чистовой клетью расположены дисковые ножницы с кромкокрушителем для обрезки боковых кромок и две барабанные моталки с натяжением до 6 кН для смотки ленты в рулоны. Далее рулоны специальной тележкой кантуются, взвешиваются и после обвязки передаются на конвейер к термическим печам.

Агрегаты широкополосных станов

Широкополосный стан 2000 предназначен для прокатки полос толщиной до 16 мм и шириной що 1850 мм в рулонах с массой 36 т из слябов толщиной от 150 мм.

В состав стана входят нагревательные печи, черновая группа клетей, промежуточный рольганг, чистовая группа клетей, отводящий рольганг, моталки и вспомогательное оборудование. Нагретые слябы после осмотра и зачистки поступают на приемный рольганг черновой группы стана. Черновая группа представляет двухвалковые вертикальные клети с диаметром валков 1200 мм и длиной бочки 650 мм и предназначена для обжатия боковых граней слябов с разрушением окалины. За ней следует двухвалковая горизонтальная клеть с валками 1400 х 2000 мм и затем четыре универсальные четырехвалковые клети с горизонтальными валками 1180/1600 х 2000 мм. За каждый проход обжатие составляет до 60 мм. В черновую группу входят также агрегаты для гидравлического сбива окалины, рольганги, линейки, сбрасыватели раскатов в случае понижения их температуры.

Перед чистовой группой клетей расположены летучие ножницы для обрезки концов подката и двухвалковый окалиноломатель. Между чистовыми клетьми располагаются петледержатели, гидросбивы окалины, линейки, проводки, моталки. После прокатки полоса поступает на рольганг, где ее снизу и сверху специальными душирующими установками охлаждают, после чего сматывают в рулоны для передачи в цех холодной прокатки или в отделение горячекатаных рулонов.

Агрегаты толстолистовых станов

Стан 3600 предназначен для горячей прокатки листов толщиной до 50 мм, шириной до 3200 мм и длиной от 6 до 28 м из слябов и плит толщиной до 200 мм, шириной до 3200 мм и длиной до 12 м.

После нагрева слябов в методических печах или слитков в колодцах заготовки по рольгангу подаются к стану.

Стан состоит из вертикальной двухвалковой клети 900 х 1400 и двух реверсивных четырехвалковых клетей: черновой 1130/1800 х 3600-3400 и чистовой 1030/1800 х 3600-3400.

В вертикальной клети сляб калибруют по ширине и сбивают окалину. После чего подкат кантуют на 90° и направляют в черновую клеть. При реверсивной прокатке в черновой четырехвалковой клети получают раскат (при этом используют вертикальные клети) толщиной от 20 до 75 мм, который по рольгангам подается к чистовой четырехвалковой клети. Здесь полоса раскатывается до толщины 5-50 мм за несколько реверсивных проходов. Особенностью клетей является индивидуальный электродвигатель для каждого валка.

В черновой и чистовой группах стана усилие прокатки составляет 46 МН. Для обрезки переднего и заднего концов готового проката на отходящем рольганге установлены ножницы усилием 19 МН. Эти же ножницы используют для порезки проката на мерные длины. После ножниц прокат направляют по одному из следующих маршрутов:

• листы с большой коробоватостью подвергают горячей правке на роликовой машине и затем направляют на отделку;
• листы толщиной до 50 мм охлаждают и правят в полугорячем режиме на правильной машине и затем окончательно охлаждают;
• листы толщиной до 20 мм по шлепперу подают в печи для нормализации, затем их правят, охлаждают и передают на окончательную отделку;
• листы поступают на роликовую закалочную машину и далее идут на отделку.

После обработки листы подлежат дефектоскопии, зачистке и термообработке. Затем идет тщательный контроль и клеймение, укладка листов в пакеты на столе штабелирующего устройства и передача пакетов на участок резки и охлаждения.

Агрегаты сортовых станов горячей прокатки

Сортамент сортовых станов горячей прокатки включает профили:

• круг до 350 мм, угловую сталь с шириной полки до 250 мм, швеллеры высотой до 450 мм, широкополосные балки высотой до 1100 мм, рельсы;
• проволока;
• лист, полоса.

Основным параметром сортового стана является диаметр бочки валков рабочей клети (для многоклетевых станов у последней клети)

Агрегаты рельсобалочных станов

На рельсобалочном стане 950/800 линейного типа производят железнодорожные рельсы массой до 75 кг/м, двутавровые балки крупного сечения высотой до 600 мм, швеллеры высотой до 400мм, уголковую сталь с шириной полки до 250 мм и круглую заготовку диаметром до 350 мм и длиной до 8м. В качестве исходной заготовки применяют блюмы сечением до 350 х 350мм и длиной до 6 м.

От блюминга 1150 блюмы шлеппером подаются к нагревательным печам и после контроля и зачистки поступают на первую линию стана, которая состоит из реверсивной двухвалковой клети 950 х 2350. Здесь, как правило, за пять пропусков получают грубо профилированную полосу длиной до 12м. Затем рольгангами полосу передают к первой рабочей трехвалковой клети 800 х 1900 черновой линии. На этой линии полосе придается более точный профиль и она за четыре пропуска раскатывается на длину до 30 м. Во вторую трехвалковую клеть этой же линии полосу задают с помощью рольгангов и цепного шлеппера. Здесь полосе с помощью калибровок придается за 3-4 пропуска надлежащий профиль и она раскатывается до 100м.

Полуфабрикат передается в чистовую двухвалковую клеть 850 х 1200 рольгангами и цепными шлепперами, где за один пропуск полуфабрикату придается окончательный профиль.

При прокатке рельсов полосу из чистовой клети 850 х 1200 рольгангами передают к пилам горячей резки для разрезки на мерные заготовки длиной 25 м. Затем полуфабрикат проходит контроль, маркируется и направляется для правки в правильную машину. После правки рельсы рольгангами и шлепперами перемещают на холодильник для охлаждения.

Охлажденные рельсы направляют в печи изотермической выдержки и нормализации.

Затем их правят в роликоправильных машинах по нижнему основанию; окончательная правка в другой плоскости осуществляется на вертикальных правильных прессах. После этого рельсы попадают на автоматические линии, где фрезеруют их торцы, сверлят монтажные отверстия и проводят закалку поверхности головок. После автоматических линий рельсы поступают на контрольный стол, где проводится всесторонняя проверка их качества и исправление дефектов. Готовая продукция поступает на склад.

При прокатке двухтавровых и тавровых балок , швеллеров и угловой стали прокатанный полуфабрикат из чистовой клети 850 х 1300 рольгангом задают на участок резки, где его режут на мерные длины по 25 м. Затем полуфабрикат маркируют и направляют на холодильник, который имеет кантователь для поворота полуфабриката с тем, чтобы охлаждение проводилось более равномерно. Охлажденный полуфабрикат рольгангами передается на правильный участок, где его правят в однойплоскости роликоправильными машинами и после кантования в другой плоскости - правильным прессом. Выправленный прокат направляется на участок разбраковки с последующей передачей на склад готовой продукции.

Бракованные участки подлежат обрезке с помощью пилы холодной резки. Для повышения точности проката вместо чистовой клети используют универсальную клеть с вертикальными и горизонтальными валками.

Агрегаты для прокатки круглых профилей включают нагревательное оборудование, рольганги, шлеппера и две группы клетей: черновую, состоящую из одной двухвалковой клети 950 х 2350 и двух трехвалковых клетей 800 х 1900, и чистовую - двухвалковая клеть 850 х 1200. После маркирования и контроля круглый прокат рольгангами подают к пилам для резки на мерные длины, затем на холодильник и на склад готовой продукции.

Агрегаты крупно-, средне- и мелкосортных станов

Крупносортный стан 600 предназначен для производства двухтавровых балок высотой до 200 мм, угловой стали с шириной полок до 160 мм, круглой стали диаметром до 120 мм, квадратного профиля сечением до 100 х 100 мм, полос шириной до 200 и высотой до 50 мм и рельс массой до 24 кг/м. Заготовкой служит блюм сечением 300 х 300 мм и длиной 6 м.

Стан состоит из 17 рабочих клетей, установленных по трем параллельным линиям. Линии связаны пятью шлепперами, что позволяет миновать некоторые клети. Для кантовок используют кантователи с углом поворота 45 и 90°. Последняя клеть может быть выполнена универсального исполнения. Из этих клетей пять (2-6) и три (8-10) объединены в две группы, остальные расположены последовательно и в шахматном порядке:

Заготовки из нагревательных печей согласно технологическому циклу после сбива окалины поступают в соответствующие клети стана. Как и для предыдущих агрегатов широко используются ножницы, пилы, толкатели, манипуляторы, правильные машины и правильные прессы. Для обработки концевых элементов профилей применяют механическое оборудование, клеймители и закалочные устройства.

Непрерывный среднесортный стан 450, состоящий из 16 клетей, предназначен для производства следующих профилей: круг диаметром до 60 мм, квадрат со стороной до 55 мм, полоса шириной до 200 мм и толщиной до 22 мм, а также уголок с шириной полок до 125 мм, двутавр и швеллер высотой до 300 мм. В качестве заготовки используют раскат сечением до 200 х 250 мм и длиной до 12 м. После заготовочного стана 850/700/500 заготовки поступают в две нагревательные печи с шагающими балками. После нагрева заготовки поступают по рольгангу к ножницам для обрезки переднего и заднего концов и к гидросбиву окалины. Далее металл передается к непрерывной черновой группе рабочих клетей стана, состоящей их девяти двухвалковых клетей 630 х 1300, из них №1, №3, №4, №6, №7 и №9 - горизонтального исполнения и №2, №5 и №8 - комбинированного исполнения могут иметь как вертикальные, так и горизонтальные валки. Клети разбиты на три группы по три клети в каждой с двумя горизонтальными и одной комбинированной клетью между ними. По промежуточному рольгангу раскат направляется в чистовую группу, содержащую семь клетей: три (№10, №13 и №15) - комбинированного типа 530 х х 630 и четыре (№11, №12, №14 и №16) - универсального типа с горизонтальными валками 530 х 630 и с вертикальными холостыми валками 900 х 600.

Практика показывает, что хороший вариант при прокатке балок, швеллеров и штрипсов создают применение комбинированных клетей с горизонтальными валками и окончанием прокатки в универсальной клети. Уголок прокатывают совместным воздействием на раскат комбинированных и универсальных клетей.

Перед чистовой группой устанавливают летучие ножницы для обрезки концов раската и гидравлические ножницы для его резки на мерные длины. После чистовой прокатки готовый профиль направляют на холодильник, клеймение, резку и склад готовой продукции.

Мелкосортный стан 250 предназначен для производства сортовых профилейв бунтах массой до 2,1т. Исходной заготовкой служит квадрат сечением 150 х 150мм и длиной до 12м. Выпускаемая продукция включает: круглую сталь диаметром до 42 мм, квадратную сечением до 36 х 36мм и шестигранную. В составе стана 20 клетей с чередующимися горизонтальными и вертикальными валками; клети объединены в три непрерывные группы. Нагрев заготовок осуществляется в печи с шагающим подом. Прокатанный и охлажденный металл сматывается на трех моталках. В отделении отделки установлены правильные машины, дефектоскопы и машины абразивной зачистки.

Агрегаты проволочных станов

Непрерывный стан 250 предназначен для горячей прокатки алюминиевой катанки диаметром 7-11 мм. Исходной заготовкой служит литая заготовка сечением 300 х 300 мм и длиной до 3 м. Стан состоит из 20 рабочих клетей, разбитых на три группы: черновая группа имеет шесть клетей 400 х 700 и две клети 350 х 700 (рисунок 3), две промежуточные группы - две рабочие клети 300 х 700 и две чистовые группы - четыре последовательно расположенные вертикальные клети 250 х 400 (рисунок 4).

Рисунок 3 — Главная рабочая линия клетей 350×700 стана 250

Прокатку в черновой и двух промежуточных группах осуществляют в две нитки, в чистовой - в одну нитку.

В трех проходных печах заготовки нагревают до заданной температуры и затем поочередно задают в правый и левый калибры черновой группы клетей, где их прокатывают до квадрата сечением 22 х 22 мм. Конструктивно черновые клети оформляются как все станы горячей прокатки. От электродвигателя 6 вращение передается через редуктор 5, зубчатую муфту 4, шестеренную клеть 3, универсальные шпиндели 2 на валки 1 клети 9. Для поддержания шпинделей установлены специальные поддерживающие устройства 7. Клеть, шпиндели и шестеренная клеть смонтированы на жесткой плитавине 8. Примерно такая конструкция у всех горизонтальных клетей черновой группы. За последней черновой группой установлены летучие ножницы для обрезки на ходу переднего конца проката перед задачей его в чистовые группы. Между промежуточными группами клетей и между последней промежуточной и чистовой группой предусмотрены специальные петлеобразователи, служащие для поддержания непрерывной работы агрегата при не согласовании скоростей соседних клетей.

Рисунок 4 — Чистовая клеть с вертикальными валками стана 250

На рисунки 4 представлена чистовая клеть с вертикальными валками стана 250. Она состоит из вертикальных валков 2, установленных в подушках 1. В калибрах 3 валков формируется катанка. На выходе из последней чистовой клети катанка сматывается в бунты на одной из двух моталок. Затем сформированный бунт толкателем сталкивается на транспортер и перемещается для связки к пакетировщику, а затем на склад готовой продукции.

Является ООО «СТАН».

Пожалуйста, ВНИМАТЕЛЬНО прочитайте Правила использования материалов нашего ресурса:

ПРАВИЛА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ САЙТА

Общие положения

Информация, размещенная на данном сайте, предназначена только для ознакомления и некоммерческого использования.

Автор и владелец сайта не несет ответственности за возможные последствия использования размещенной на нем информации в целях, запрещенных действующим международным и российским законодательством. Посещая наш сайт Вы обязуетесь не применять полученную на нем информацию в целях, запрещённых действующим законодательством России.

Некоторые страницы сайта могут содержать ссылки на сторонние сайты, принадлежащие третьим лицам. Данные ссылки размещаются исключительно для удобства пользователей и мы не можем дать никаких гарантий относительно характера содержания данных сайтов, достоверности и точности размещаемой на них информации, а также их доступности для пользователей.

Правила копирования и цитирования материалов с сайта . Все ресурсы настоящего сайта, включая текстовое и графическое содержание, структуру и оформление страниц, защищены российскими и международными законами и соглашениями об охране авторских прав и интеллектуальной собственности (см. статьи 1259 и 1260 главы 70 части IV «Авторское право» Гражданского Кодекса Российской Федерации от 18 декабря 2006 года N 230-ФЗ (далее – ГК РФ).

Пользователи сайта имеют право использовать размещенные на этом сайте материалы лишь в некоммерческих целях. При этом обязательным является сохранение всех авторских прав, а также установка активной гиперссылки на оригинал (). Запрещено использование любых материалов и любой информации сайта в коммерческих целях, если на эти действия нет письменного согласия владельца и автора сайта. Копирование информации в других целях, а также несоблюдение указанных условий будет истолковано как присвоение авторских прав на текстовую и иную скопированную информацию.

Цитирование размещенных на этом сайте материалов, являющихся объектом авторских прав, является правомерным, если оно осуществляется в соответствии с правилами п.п.1) п.1 ст. 1274 ГК РФ. При копировании материалов с нашего сайта и их размещении на других сайтах необходимо соблюдение следующей процедуры:

Каждый материал должен сопровождаться активной гиперссылкой на наш сайт. При этом, ссылка может вести на домен или на ту страницу, с которой Вы скопировали наши материалы (на Ваше усмотрение);

В случае неправомерного использования материалов сайта Вы будете нести материальную ответственность, предусмотренную статьей 1301 ГК РФ, в размере от десяти тысяч рублей до пяти миллионов рублей, определяемом по усмотрению суда.

Владелец сайта вправе направить письменную жалобу владельцу хостинга (сервера), на котором расположен сайт-нарушитель – с просьбой воздействовать на нарушителя, вплоть до расторжения договора хостинга (в соответствии с правилами всех хостинг-провайдеров, на сайтах запрещена публикация любых материалов, нарушающих авторское право их владельцев).

Владелец сайта вправе направить письменные жалобы в администрации поисковых систем, что в соответствии с их правилами (см. например правила компании Google: «Закон о защите авторских прав в цифровую эпоху») может повлечь удаление или отключение доступа к материалу, заявленному в качестве объекта нарушения.

Пользуясь данным сайтом, Вы выражаете свое согласие с установленными настоящими Правилами запретами на неправомерное использование информации. Автор и владелец сайта оставляет за собой право по своему усмотрению в любое время изменять, добавлять или удалять любые части настоящих Правил.

Введение

Новолипецкий металлургический комбинат НЛМК является предприятием с полным металлургическим циклом.

Общая схема производства включает следующие переделы:

агломерационное производство;

коксохимическое производство;

доменное производство;

сталеплавильное производство;

прокатное производство.

Агломерационное и коксохимическое производства (АГП и КХП) являются производителями основных компонентов для доменного производства - агломерата и кокса.

Доменное производство (ДЦ-1, ДЦ-2) специализируется на выпуске чугуна, который является не только полуфабрикатом для сталеплавильного производства, но и товарной продукцией первого передела.

Сталь, получаемая в сталеплавильном производстве (КЦ-1, КЦ-2), производится в виде слябов. Стальные слябы в дальнейшем используются для производства проката, а также являются товарной продукцией второго передела. Прокатное производство представлено цехом горячей прокатки ПГП, и цехами холодной прокатки ПХПП, ПТС, ПДС. Сталь, прокатанная на стане 2000 (ПГП) (горячекатаный прокат), является товарной продукцией НЛМК третьего передела, и служит заготовкой в производстве холоднокатаного листа. Металлургической продукцией НЛМК с наиболее высокой добавленной стоимостью является холоднокатаный прокат. На комбинате освоены технологии, позволяющие производить холоднокатаный прокат с цинковым и полимерным покрытиями (ПХПП), а также прокат электротехнических марок стали (ПТС, ПДС).

Кроме выше перечисленных производств НЛМК включает в себя ряд подразделений, обеспечивающих работу комбината:

топливно-энергетический комплекс бесперебойно обеспечивает подразделения комбината энергоресурсами (электроэнергия, пар, вода, газ и т.д.);

ремонтный завод комбината обладает достаточной базой для ведения ремонтов металлургического оборудования;

строительно-ремонтный комплекс, который ведет строительные работы на территории комбината;

транспортная база (железнодорожный и автомобильный транспорт).

Технологическая схема представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Технологическая схема производства

Сырьё, в виде рулонов горячекатаного металла, поступает из ПГП. Рулоны подаются на кантователь, где их переворачивают. После этого рулоны поступают на агрегат подготовки, на этом агрегате у листа обрезаются кромки и края. Далее металл третьей и четвёртой группы нормализуется на агрегате первичной подготовки. После подготовки металл проходит первичную обработку на травильном агрегате. Затем металл подаётся на газо-потребляющий агрегат, пройдя который металл, скатанный в рулоны, подаётся на четырёх клетьевой стан 1400. На стане металл проходит холодную прокатку и доводится до толщины 0,4-0,7 мм. Прокатанный металл поступает на агрегат продольной резки. Обработка на этом агрегате состоит в обрезании кромок и концов листа. Обработанный металл подаётся на агрегат для улучшения свойств металла, здесь производится обезуглероживание и другие операции. После этого агрегата металл готов к резке. Далее металл упаковывается в рулоны. Основная продукция - динамная сталь.

В данном курсовом проекте разрабатывается технология производства холоднокатаной полосы стали 08пс размером 0,7×1000 в цехе ПДС.

1.Технологический процесс производства исходной заготовки

1.1 Технические требования к заготовке

Горячекатаный подкат поступает в цех поплавочно, с сертификатами качества КЦ -1, КЦ -2 и сертификатом качества ПГП. Технология производства и химический состав стали марки 08пс соответствует технологической инструкции с учетом схем назначения на производство холоднокатаного проката в ПДС. Технологические параметры горячей прокатки также соответствуют технологической инструкции и технологическим картам на нагрев и прокатку металла на стане горячей прокатки НШС 2000.

Каждый рулон имеет четкую маркировку, указывающую номер плавки, марку стали, номер партии, размеры и массу рулона. Рулон обвязан по образующей упаковочной лентой. Прокат горячекатаный рулонный, поступающий в ПДС для дальнейшего передела, удовлетворяет требованиям технологических условий. Предельные отклонения по толщине подката, измеренной по центральной линии полосы должны удовлетворять следующим требованиям: (2,00 ± 0,12) мм, (2,30 ± 0,12) мм на 98 % длины полосы. Ширина должна быть от 1030 мм до 1310 мм. Предельные отклонения по ширине составляют +20 мм.

Поперечное сечение горячекатаной полосы симметричное, выпуклое, чечевицеобразное. Поперечная разнотолшинность, определяемая как разность между толщиной в середине полосы и толщиной на расстоянии 40 мм от более тонкой необрезанной кромки, не должна превышать 0,01-0,06 мм. Допускаемые смещения выпуклости от осевой линии полосы не должно превышать 100 мм.

Клиновидность полосы, определяемая как разность толщин, измеренных на расстоянии не менее 40 мм от левой и правой кромок не превышает 0,03 мм.

Максимальная высота местных утолщений, представляющих собой узкие от 50 мм до 250 мм возвышения профиля поперечного сечения полосы в продольном направлении не превышает 0.01 мм. Величина местных утолщений определяется как разность между максимальной толщиной местного утолщения и полусуммой толщин в его основании.

Отклонение от плоскостности горячекатаных полос не должно превышать 15 мм, с шагом не менее 600 мм. Серповидность полос - не более 3 мм на длине один погонный метр. Телескопичность рулонов не более 50 мм. Выступание отдельных витков рулона - не более 15 мм.

Рванины на кромках не должны превышать половины поля допуска по ширине и выводить полосу за номинальный размер по ширине. Полосы не имеют скрученных, смятых концов и складок. Допускаются в отдельных местах загнутые кромки под углом не более 90°. Поверхность полосы без трещин, расслоений, плен, пузырей, вкатанной окалины. Риски, отпечатки, царапины не превышают половины суммы предельных отклонений по толщине.

Рулоны обвязаны по образующей на обвязочной машине. Неплотная смотка полосы (распущенный рулон) не допускается.

1.2 Технология производства исходной заготовки

Производство слябов осуществляется путем разливки жидкой стали на установках непрерывной разливки стали (УНРС).

Установка непрерывной разливки стали - агрегат, который позволяет разливать жидкий металл в твердые заготовки заданного сечения - прямоугольного (слябы), квадратного (блюмы), круглого или профилированного (круг, тавр, двутавритд.). Готовые слябы при помощи роликового конвейера (рольганга) подаются на склад, где проходят контроль качества, и обработку, обеспечивающую удаление выявленных дефектов. Затем слябы отгружают в цех горячей прокатки (ПГП). Схема НШПС 2000 представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема расположения основного оборудования стана 2000

В ПГПП всё механическое оборудование сгруппировано в пять планово-монтажных групп: печная, черновая, чистовая, уборочная, общее оборудование стана. Слябы подаются кранами на загрузочные устройства и транспортируются к загрузочному столу, откуда при помощи сталкивателя подаются на загрузочный рольганг, который перемещает их к одной из печей. Перемещение сляба по рольгангу ограничено упором. Далее толкателем сляб задвигается в нагревательную методическую печь. Нагретые слябы выгружаются приёмный рольганг с помощью приёмника. С загрузочного рольганга слябы с помощью подъёмного стола, толкателя, передаточной тележки могут подаваться на загрузочный стол, а оттуда - прямо на приёмный рольганг. С помощью сталкивателя при необходимости сляб подаётся в обратном направлении на загрузочный рольганг. Приёмный рольганг транспортирует нагретые слябы к черновой группе.

После чернового окалиноломателя и двухвалковой клети сляб поступает на рольганг черновых клетей, в каждой из которых осуществляется один пропуск металла. Далее металл, прокатанный в черновой группе клетей, промежуточным рольгангом подаётся к летучим ножницам перед чистовой группой клетей, которые обрезают передний и задний концы подката, придавая им шевронную и ровную форму соответственно. Чистовая группа клетей состоит из чистового окалиноломателя и семи последовательно расположенных 4-валковых клетей с направляющими устройствами и петле держателями между ними. После выхода из последней клети полоса по отводящему рольгангу поступает на моталки для сматывания в рулон. Моталки работают поочерёдно в связи с тем, что после смотки полосы в рулон необходимо некоторое время для выгрузки его из моталки, обвязки и передачи на конвейер, потом на подъёмно-поворотный стол для последующей передачи в ПХПП, ПДС и ПТС или в участок отделки металла (УОМ) ПГП.

Технологическая схема производства проката в ПГП представлена на рисунке 2.

прием слябов

Отгрузка готовой продукции

Рисунок 3 - Технологическая схема производства проката в ПГП

1.3 Анализ дефектов заготовки

Анализ дефектов поверхности и формы горячекатаных полос, рулонов приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Анализ дефектов заготовки

ТерминыОпределенияДефекты поверхности горячекатаной полосы и листа. Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе прокатки.Прокатная пленаДефект поверхности, представляющий собой отслоение металла языкообразной формы, соединенное с основным металлом, образовавшееся вследствие раската участка с механическими повреждениями. Примечание - На микрошлифе в зоне дефекта может наблюдаться окалина, металл обезуглерожен.ПродирДефект поверхности в виде широких продольных углублений, образующихся от резкого трения полосы о детали прокатного стана и подъемно-транспортного оборудования.Рванина на кромкаДефект поверхности в виде разрыва металла по кромкам полосы, образовавшихся из-за нарушения технологии прокатки, а также при прокатке стали на которой невозможно получить технологическую пластичность.ОтпечаткиДефект поверхности, представляющий собой углубления или выступы, расположенные по всей поверхности или на отдельных ее участках, образовавшиеся от выступов или углублений на прокатных валках и транспортирующих роликах.Сетка отпечатковДефект поверхности в виде периодически повторяющихся, имеющих форму сетки выступов, образующихся от вдавливания прокатываемого металла в трещины изношенных валков.Сквозные разрывыДефект поверхности в виде сквозных несплошностей полосы, образующихся при прокатке металла неравномерной толщины или с вкатанными инородными телами. Примечание - Причиной неравномерной толщины металла может быть зачистка дефектов на глубину, превышающую допуск, наличие рыхлости и поперечная разнотолщинность.Перегрев поверхностиДефект поверхности в виде крупнозернистой структуры, сопровождаемой грубой шероховатостью, рыхлой окалиной и сеткой трещин по границам крупных кристаллов, образующейся при превышении температуры и времени нагрева перед прокаткой.Вкатанные металлические частицыДефект поверхности полосы в виде приварившихся и частично закатанных кусочков металла. Примечание - К вкатанным частицам относятся: стружка, отслой от рваных кромок полосы и др.ВмятиныДефект поверхности в виде произвольно расположенных углублений различной формы, образовавшихся вследствие повреждения и ударов поверхности при транспортировке, правке, складировании и других операциях.РискаДефект поверхности, представляющий собой продольные углубления с закругленным или плоским дном, образовавшиеся от царапанья поверхности металла на прокатной арматуре. Примечание - Дефект не сопровождается изменением структуры и неметаллическими включениями.ЦарапинаДефект поверхности, представляющий собой углубление неправильной формы и произвольного направления, образовавшегося в результате механических повреждений, в т.ч. при складировании и транспортировании металла.Вкатанная окалинаДефект поверхности в виде вкраплений остатков окалины, вдавленной в поверхность металла при прокатке. Примечание - Дефект образуется в результате нарушения режима нагрева слябов, неудовлетворительное состояние гидросбивов и эксплуатация некачественных валков.

2. Технологический процесс производства заданного вида продукции

1 Профильный и марочный сортамент, наименования и требования стандартов к форме, размерам и качеству поверхности, структуре и свойствам продукции, маркировка.

Основными видами продукции ПДС являются: сталь электротехническая холоднокатаная изотропная тонколистовая; прокат тонколистовой холоднокатаный из малоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки; прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения; прокат тонколистовой оцинкованной; лента холоднокатаная из низкоуглеродистой стали. Производственная программа представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Производственная программа непрерывного стана 1400

Наименование продукцииВыпуск, тыс.тДоля в общем объёме, %Расходный коэффициентПотребность заготовки, тыс. тЭлектротехническая холоднокатаная изотропная тонколистовая сталь (ЭХИТС) 1-ой группы легирования8959,21,098090,098ЭХИТС 2-ой группы легирования179,61,0980197,2ЭХИТС 3-ой группы легирования29,51,098032,391ЭХИТС 4-ой группы легирования51,51,098056,547Холоднокатаная низкоуглеродистая сталь в рулонах8614,61,094794,144Холоднокатаная сталь SFX, XC в рулонах132,21,094214,225

Выбор расчетных профилей и марок сталей

В соответствии с производственной программой выбираем холоднокатаную низкоуглеродистую сталь 08пс и принимаем следующие расчетные профили, которые представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Расчетные профили для холоднокатаной низкоуглеродистой стали

№Расчетный профиль, ммПрофиль подката, ммСуммарная степень обжатия , %10,35×10502,0×108082,520,50×11502,3×118078,230,70×12502,5×128072

Технические требования к качеству готовой продукции

Холоднокатаная малоуглеродистая сталь должна соответствовать требованиям ГОСТ 9045-93, ГОСТ 19904-90.

Химический состав стали 08Ю и 08пс должен соответствовать требованиям, представленным в таблице 4.

Таблица 4 - Химический состав стали 08Ю и 08пс

Марка сталиМассовая доля элементов, %УглеродМарганецСераФосфорКремнийне более08Ю0,070,350,0250,020,0308пс0,090,450,030,0250,04

Согласно существующим нормам российских и зарубежных стандартов, к основным показателям, определяющим качество тонколистового проката, относятся отклонения по толщине и форме полосы. Дефектами формы прокатываемых полос являются: неплоскостность (коробоватость и волнистость), серповидность. Предельные отклонения по толщине стали должны соответствовать указанным в таблице 5.

холоднокатаный полоса сталь заготовка

Таблица 5 - Требования ГОСТ 19904-90 к отклонениям по толщине.

Толщина проката, ммПредельные отклонения по толщине при ширине прокатадо 1000 ммсв. 1000 мм до 1500 ммВысокая точностьПовышенная точностьНормальная точностьВысокая точностьПовышенная точностьНормальная точностьСв. 0,50 до 0,65±0,04±0,05±0,06±0,05±0,06±0,07Св. 0,65 до 0,90±0,04±0,06±0,08±0,05±0,06±0,08

Разнотощинность проката в одном поперечном сечении не должна превышать половину сумы предельных отклонений по толщине.

Предельные отклонения по ширине проката с необрезной кромкой должны быть не более +20 мм.

Серповидность проката не должна превышать 3 мм на длине 1 м. Телескопичность рулонного проката не должна превышать 60 мм. Механические свойства стали должны соответствовать нормам, указанным в таблице 6.

Состояние поверхности должно удовлетворять следующим требованиям: для глянцевой поверхности шероховатость Ra составляет не более 0,6 мкм, для матовой и шероховатой поверхности Ra не более 1,6 мкм. На лицевой стороне проката не допускаются дефекты, кроме отдельных рисок и царапин длиной не более 20 мм. На обратной стороне проката не допускаются дефекты, глубина которых превышает 1/4 суммы предельных отклонений по толщине, а также пятна загрязнений, цвета побежалости и серые пятна. Для контроля поверхности, размеров, плоскостности, химического состава, механических свойств, проведения испытания на выдавливание и определение микроструктуры от каждой партии проката отбирают два листа или один рулон длиной от 400 мм до 600 мм. Механические свойства и требования по микроструктуре для заданной стали представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Механические свойства и требования по микроструктуре малоуглеродистой стали 08Ю и 08пс по ГОСТ 9045-93

Способность к вытяжкеВременное сопротивление, МПаОтносительное удлинение , %Твердость НR15TНомер зерна ферритаСтруктурно свободный цементит, балл не болееВОСВ (весьма особо сложная)250-35038766, 72ВГ (весьма глубокая)250-3902678-3ОСВ (особо сложная)250-35034766, 7, 8, 92СВ (сложная)250-38032786, 7, 8, 92

При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному показателю проводят дополнительную проверку.

Для определения глубины сферической лунки по Эриксену от контрольной карты отрезается образец длиной от 80 мм до 90 мм, шириной соответствующей ширине полосы. Для испытания на растяжение из контрольной карты вырезают шесть образцов поперек направления прокатки размерами (20±0,1) мм×(210±0,5) мм. Для испытания на шероховатость из контрольной карты вырезают один образец размером (50±2) мм×(50±2) мм. Для определения твердости металла из контрольной карты вырезают два образца размером (30,0±0,1) мм×(280,0±0,5) мм.

Рисунок 4 - Схема отбора проб на аттестационные испытания

2 Описание технологического процесса получения заданного вида продукции, краткая характеристика основного и вспомогательного оборудования

Подготовка исходного материала к производству

Назначение агрегата подготовки горячекатаных рулонов - обрезка переднего и заднего концов полосы, сварка полос встык, обрезка боковых кромок и укрупнение рулонов с помощью стыкосварочной машины. В цехе установлены два таких агрегата.

Металл, имеющий высокую температуру, должен быть охлажден до температуры не более 100 °С (для всех марок стали). При обработке передний конец рулона выравнивают роликоправильной машиной (РПМ) перед обрезкой, затем обрезают «язык» длиной до 2 м и сбрасывают в малую приемную кассету.

При наличии на кромке полосы дефектов, превышающих размер обрезаемой кромки, а также при наличии дефектов поверхности участок режут на лист и сбрасывают в основную кассету. Задний конец рулона выравнивают РПМ, «язык» заднего конца длиной до 2 м обрезают и сбрасывают в малую приемную кассету.

Укрупнение рулонов происходит с помощью стыкосварочной машины. Вид сварки - стыковая, плавящимся электродом с последующей зачисткой и отжигом сварного шва. Далее происходит подача полосы на моталку.

Скорость транспортировки полосы при подготовке полос холоднокатаной углеродистой стали - не более 300 м/мин.

После обработки на агрегате подготовки рулоны должны отвечать следующим требованиям.

Размеры рулонов:

внутренний диаметр (850+10) мм;

наружный диаметр не более 2300 мм;

масса рулонов - до 36 т.

Серповидность полос - не более 3 мм на 1 погонного метра (п.м.).

Отклонение от номинальной ширины полосы - не более 0,5%.

При обработке на агрегате не допускается образование на поверхности полосы царапин, надавов, выходящих за 1/2 допуска по толщине, а также появление заусенцев и сколов после обрезки горячекатаного подката. В случае появления заусенцев или других дефектов кромки производится настройка или перевалка агрегата подготовки горячекатаных рулонов, а рулон отставляется на повторную подрезку. Допускается повторная обработка рулона согласно техническому заданию или для удаления дефекта, обнаруженного на металле.

После обработки рулона на агрегате, оператор поста управления (ПУ) осматривает рулон и производит его маркировку в соответствии с данными системы слежения за металлом (ССМ). Рулон после обработки не должен иметь заворотов, рванин, плен и других дефектов поверхности, влияющих на дальнейшую обработку. Дефекты, которые невозможно вырезать на агрегате должны быть отмечены в паспорте плавки.

Травление горячекатаного подката

Очистка поверхности горячекатаных полос от окалины осуществляется на НТА посредством обработки дробью с последующим травлением (окунанием) в растворе соляной кислоты, и обрезкой и промасливанием полос.

Упрощенная схема непрерывного агрегата травления представлена на рисунке 5.

Агрегат имеет 5 плоских ванн травления и 4 секции промывки полосы. Объем кислотного раствора, одновременно содержащегося в агрегате - 125 м.

При дробеструйной обработке применяется дробь стальная, литая, круглая, диаметром 0,6 мм.

Рисунок 5 - Упрощенная схема НТА ОАО «НЛМК»

Разматыватель; 2, 7, 8 - тянущие ролики; 3 - правильная машина; 4 стыкосварочная машина; 5 - натяжная станция; 6 -6 входной петлевой накопитель; 8 - устройство правки растяжением; 9, 15, 17, 22 - натяжные ролики; 11 - травильная ванна; 12 - промывная ванна; 13 - сушилка; 14 - управляющий ролик; 16 - выходной накопитель; 18 - боковой штамп; 19 - дисковые ножницы; 20 - промасливающая машина; 21 - гильотинные ножницы; 23 - моталка.

Время травления - до 4 мин.

Раствор соляной кислоты в кислотные ванны подается насосами из складских резервуаров. Регенерированная кислота с блока химических установок (БХУ) подается в 5 кислотную секцию, которая перетоком поступает в предыдущие кислотные секции. Отработанный травильный раствор откачивается из 1 секции на БХУ.

Процесс травления холоднокатаной малоуглеродистой стали осуществляется в растворе соляной кислоты по режиму, представленному в таблице 7. После травления осуществляется промывка полосы от остатков травильного раствора в 4-х секционной промывочной ванне. Тип промывки - каскадный, струйный. В качестве промывной воды используется обессоленная вода, получаемая в установке обессоливания методом обратного осмоса. При отсутствии обессоленной воды для промывки полосы используется химически очищенная вода и конденсат. Подача промывной воды в 4 секцию ванны промывки осуществляется из отдельного бака при помощи циркуляционного насоса. Промывка металла производится путем распыления на полосу промывной воды через систему коллекторов. В 3секции ванны промывка четырьмя капроновыми щетками и отжимается гуммированными роликами.

Таблица 7 - Базовый режим обработки холоднокатаной низкоуглеродистой стали на НТА

ПараметрыНоминальное значение параметраПределы применения параметраСкорость полосы в линии травления, м/мин120±30Температура травильных растворов в ваннах травления, °С75±15Массовая концентрация общей соляной кислоты в 5-ой по ходу полосы ванне травления, г/дм³190±20Массовая концентрация общего железа 5-ой по ходу полосы ванне травления, г/дм³20±10Массовая концентрация общего железа 1-ой по ходу полосы ванне травления, г/дм³90Не болееМассовая концентрация общей соляной кислоты в 1-ой по ходу полосы ванне травления, г/дм³190±20

В первой по ходу полосы секции ванны промывки:

массовая концентрация соляной кислоты, г/дм³ - не более 5;

массовая концентрация общего железа, г/дм³ - не более 2.

В четвертой секции ванна промывки:

массовая концентрация соляной кислоты, мг/дм³ - не более 20;

температура промывной воды. °С - не менее 70.

При остановках агрегата полоса не должна находиться в травильном растворе более 10 мин.

Очистка травильных ванн и трубопроводов осуществляется периодически путем нейтрализации солянокислых остатков раствором гидроксида натрия (NaOH).

Рулоны после обработки в агрегате травления должны отвечать следующим требованиям.

Для двух соседних витков выступ не должен превышать 5 мм (за исключением 2-3 внутренних и одного наружного витка). На телескопическом рулоне выступы из средней или внутренней части рулона не должны превышать 10 мм.

При необходимости дефектные участки вырезаются, или производится повторная обработка рулона согласно технологическому заданию для удаления дефекта, обнаруженного на металле.

Удаление влаги с поверхности полосы производится в сушильной установке путем подачи на полосу горячего воздуха. Наличие влажных участков на высушенной полосе не допускается. Поверхность травленой полосы должна быть матовой, без следов перетрава и недотрава.

Поверхностная плотность хлорид - иона на поверхности полосы - не более 10 мг/м² при промывке обессоленной водой и не более 20 мг/м² при промывке химочищенной водой.

После обработки рулона на агрегате оператор ПУ осматривает рулон и производит его маркировку в соответствии с исходной маркировкой. Все обнаруженные дефекты должны быть отмечены в паспорте плавки.

Холодная прокатка

Холодная прокатка производится на четырех клетевом стане 1400 на конечную толщину.

Основные характеристики стана:

размеры подката, мм: толщина - 1,6 - 3,5; ширина - 750 - 1250;

конечная толщина, мм: 0,35 - 1,00;

длина бочек рабочих и опорных валков, мм: 1400;

диаметр рабочих валков, мм; 440 - 400;

диаметр опорных валков, мм: 1400 - 1300;

чистота обработки поверхности валков: 8-9 класс;

максимальное усилие прокатки, МН: 25,6;

мощность двигателей: главных приводов (номинальная) по 2х2540 кВт; на разматывателе - 2х360 кВт; на моталке - 2540 кВт;

натяжение, кН: при разматывании - 9,1 -91; при намотке - 9,0 - 90. Система охлаждении валков и полосы двухвариантная рециркуляционная;

охлаждение водой на всех клетях с подачей на полосу технологической смазки:

в качестве смазочно - охлаждающей жидкости (СОЖ) используется

5 % водная эмульсия «Quaker 402DPD». Максимальный расход охлаждающей жидкости на входных и выходных коллекторах - 6000 л/мин.

Подача СОЖ производится на рабочие валки клетей №№ 1 - 3 со стороны входа и выхода, в клети № 4 - только со стороны входа.

Нижние валки оснащены стационарными коллекторами, верхние - подвижными.

На верхние опорные валки клетей №№ 1 - 3 СОЖ подается со стороны входа и выхода, на нижние опорные валки одним коллектором со стороны выхода. Опорные валки клети № 4 охлаждаются только со стороны входа.

Предусмотрена возможность зонной подачи СОЖ (в клетях 1, 2 и 4 три зоны, 3 - пять зон). При этом все коллектора клетей №№ 1 - 3 пятизонные (средняя зонa включает 12 форсунок, остальные зоны - по шесть форсунок). В клетях 1 - 3 регулирование подачи эмульсии но зонам производится одновременно на рабочих и опорных валках (раздельно со стороны входа и выхода), а в клети № 4 - отдельно рабочих и опорных валков. Расстояние между осями крайних форсунок во всех коллекторах составляет 1260 мм. Схема расположения оборудования представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Схема расположения оборудования стана 1400

Приемный конвейер; 2. Падающая балка; 3.Загрузочная тележка; 4. Разматыватель; 5. Станция подготовки; 6. Гильотинные ножницы; 7. Рабочие клети; 8. Редукторы главных приводов; 9. Двигатели главных приводов; 10. Передвижные тележки; 11. Моталка; 12. Приемный стол; 13. Отводящий рольганг

Краткая характеристика оборудования стана 1400 представлено в таблице 8.

Таблица 8 - Краткая характеристика оборудования стана 1400

Позиция на схемеНаименование оборудованияТехническая характеристика и назначение оборудование1Приемный конвейер с центрирующим устройствомНазначение: для приема и транспортировки рулонов к падающей балке. Тип с подвижной балкой, управляется гидравлически; Емкость составляет 6 рулонов; Масса составляет 34,7 тонн; Скорость подъема составляет 18 мм/с; Ход составляет 250 мм; Скорость перемещения составляет 100 мм/с2Падающая балкаНазначение: для транспортировки рулона с подъемника и установки его на загрузочную тележку. Тип горизонтальный, V - образная, стальная сварная конструкция; Емкость составляет 1 рулон; Масса - 35,2 тонны; Длина балки составляет 1 метр; ход - 3 метра; Скорость передвижения - 200 мм/с.3Загрузочная тележкаНазначение: для поднятия рулона после центровки и передачи к подготовительной станции и к разматывателю. Тип - гидравлический; Емкость составляет 1 рулон; Масса - 44,3 тонны; Густая смазка поверхностей скольжения от центральной системы; жидкая с разбрызгиванием смазка редуктора-Измеритель ширины и диаметр рулонаВ его состав входят фотоэлементы и механические щупы, которые смонтированы на кронштейнах стальной сварной конструкции. Масса измерителя составляет 2 тонны.4РазматывательНазначение: для разматывания рулона с необходимой скоростью и натяжением. Тип - плавающий с двумя изменяемыми по диаметру барабанами; Максимальная скорость составляет 390 м/мин; Максимальное натяжение при разматывании - 91 МПа;9ДвигательТип: двигатель постоянного тока CZ172.5-49-10 Мощность: 2×2540 кВт Частота вращения вала двигателя: n-0-200-400 об/мин.-Моторная муфтаТип: зубчатая Максимальный передаваемый крутящий момент: 0,094 МНм7Нажимное устройствоНазначение: обеспечивающее перемещение валков параллельно собственным осям в вертикальной плоскости. Тип - гидравлической нажимное устройство.7Устройство осевой регулировкиДопустимое осевое перемещений верхнего валка: 2,5 мм Тип: рычажное7Уравновешивающее устройствоТип: пружинное-Узел станинНазначение: для расположения всех механизмов, узлов, элементов рабочей клети и окончательного восприятия усилия прокатки. Станина открытого типа. Конструкция узла станин: цельнолитая Материал: Высокопрочный чугун ВЧ 45-57Рабочие валкиНазначение: взаимодействую с металлом, непосредственно осуществляют пластическую деформацию. Максимальный диаметр рабочих валков составляет 440 мм; Минимальный диаметр- 400 мм; Длина бочки валков 1400 мм; Масса составляет 2750 кг. Материал валка 9Х2МФ7Опорные валкиНазначение: главным образом, обеспечивают минимальный прогиб рабочих валков. Максимальный диаметр опорных валков составляет 1400 мм; Минимальный диаметр- 1300 мм; Длина бочки валков 1400 мм; Длина шейки составляет 950 мм; Масса составляет 25 тонн. Максимальное усилие составляет 2600 кН; Материал валка 90ХФ.7ПодшипникиРабочие валки: конические роликовые подшипники качения. Для восприятия большой осевой нагрузки. Опорные валки: подшипники жидкостного трения. Для восприятия радиальной нагрузки.7ПодушкиМатериал: сталь 40-Направляющие столыНазначение: для направления полосы между клетями и на выходе из четвертой клети.-ТолщиномерыНазначение: для измерения и контроля толщины полосы. Толщиномеры изотропного типа; Класс точности - 111МоталкаНазначение: для сматывания полосы в рулон. Тип - с консольный барабаном; Максимальная масса рулона составляет 30 тонн; Максимальная скорость намотки - 15 м/с; Максимальный наружный диаметр рулона - 2300 мм; Максимальное натяжение - 91 кН; Номинальный диаметр 600 мм; Диаметр в сжатом состоянии 565 мм; Диаметр в разжатом состоянии 600 мм; Длина бочки барабана составляет 1400 мм; Масса барабана составляет 29,5 тонн.-Сталкиватель рулоновТип сталкивателя гидравлический. Густая смазка, которая осуществляется от центральной системы. Масса сталкивателя составляет 2,2 тонн.-Прижимной ролик моталкиДиаметр ролика составляет 200 мм. Диаметр бочки ролика составляет 600 мм; Масса ролика 7,8 тонн.10Тележка для снятия рулоновНазначение: предназначается для транспортировки рулонов от моталки Тип тележки - гидравлическая с V - образным седлом и прижимным роликом.

Также производится инспекция и чистка форсунок подачи смазочно-охлаждающих жидкостей во всех клетях стана. Подача смазочно-охлаждающей жидкости осуществляется одновременно с началом прокатки и прекращается с сё окончанием. Эксплуатация технологических смазочных средств осуществляется по технологической инструкции. При смотке полосы остатки эмульсии не должны попадать в рулон. Загрязненность поверхности полос после холодной прокатки с применением эмульсии не должна превышать 1 г/м² на обе стороны полосы.

Предлагается, для устранения неплоскостности холодная прокатка будет производиться с включением системы контроля плоскостности полос, в которую входит стрессометрический ролик, измеряющий распределение удельных натяжений по ширине полосы и систему селективного охлаждения рабочих валков с целью устранения асимметричных погрешностей плоскостности, которые невозможно устранить исполнительными элементами плоскостности, как, например противоизгибом.

Процесс холодной прокатки холоднокатаной малоуглеродистой стали осуществляется в соответствии с базовыми режимами, представленными в таблице 9. После прокатки полоса должна соответствовать следующим требованиям: длина утолщенных концов - не более 30 м; поперечная разнотолщинность полос - не более 1/2 суммы предельных отклонений по толщине; серповидность полос - не более 3 мм на один метр длины; не плоскостность холоднокатаных полос не должна превышать 6 мм при шаге не менее 600 мм.

Таблица 9 - Базовые программы прокатки холоднокатаной низкоуглеродистой стали 08Ю и 08пс на 4-клетевом стане 1400

Марка сталиНомер клетиНатяжение полосы, МПаТолщина полосы, ммОтносительное обжатие, %Суммарное обжатие, %Скорость прокатки, м/сКоэффициент трения08ЮДо802,311411,535353,30,08321720,9537595,30,07831250,6532727,70,0754850,52378100,07408псДо802,511711,6335354,30,07322221,1430556,160,06831790,87236580,0664850,72072100,064

Также на поверхности полосы не допускаются пятна загрязнений, поджоги, царапины и отпечатки от валков, выходящие за 1/2 допуска по толщине. Выступание отдельных витков в рулоне должно быть не более 5 мм, кроме внутреннего и наружного витков. Прокатанный рулон обвязывается, маркируется и передаётся на агрегат подготовки холоднокатаных рулонов.

Агрегат подготовки холоднокатаных рулонов

Каждый из двух агрегатов подготовки холоднокатаных рулонов предназначен для обрезки кромок, вырезки дефектных участков, обрезки концов и стыковой сварки отдельных рулонов.

Основные характеристики агрегата:

натяжение, кН: 6,2 - 18,8.

Рулон, прошедший обработку па агрегате подготовки, должен удовлетворять следующим требованиям.

Передний и задний концы полосы обрезают до толщины:

не более 0,8 мм для толщины 0,48 мм;

не более 0,5 мм для толщины 0.34 мм.

Утолщенные и дефектные участки вырезают, и полосу сваривают встык.

На переднем и заднем утолщенных концах до 10 м допускаются пятна поджогов.

Выступание витков из рулона не более 5 мм.

При обработке на агрегате не допускается образование царапин, надавов, выходящих за 1/2 допуска по толщине.

Рулон может состоять из полос, сваренных встык. При укрупнении рулонов место шва должно быть отмечено металлическими закладками или краской на торце рулонов.

На всей длине сварного шва не допускаются прожоги и непроваренные места.

Подготовленный рулон обвязывается и маркируется. При маркировке укрупненного рулона указываются номера полос в порядке их смотки в рулон.

Обработка холоднокатаных полос на АНО

Обезуглероживание (снижение содержания углерода в стали) в процессе обработки в линии АНО способствует улучшению электротехнических свойств стали, а также применяется для того, чтобы в процессе эксплуатации у потребителей не происходило старения (изменения свойств с течением времени) из-за выделения карбидов (соединений углерода с железом). Обезуглероживающий отжиг осуществляется в атмосфере увлажненного защитного (азотно-водородного) газа, исключающего окисление поверхности. Кроме окисления углерода влага (Н20) газовой среды в печи окисляет железо и легирующие элементы (Si, Al и др.). в результате чего формируется приповерхностная зона окисления. Помимо обезуглероживания в линии АНО осуществляется рекристаллизационный отжиг, проводимый с целью снятия наклепа (упрочнения) после холодной прокатки и формирования оптимальной структуры металла. Агрегат непрерывного отжига представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 - Принципиальная технологическая схема АНО

НУ - Натяжное устройство; ЦР - Центрирующий ролик; КН - Камеры нагрева; КВ - Камеры выдержки; КРО - Камеры регулируемого охлаждения; КСО - Камеры струйного охлаждения; ВХ - Воздушный холодильник.

Очистка полосы от технологических смазок в линии агрегата производится в следующей последовательности:

обезжиривание полосы;

промывка полосы в щёточно-моечной машине (ЩММ);

окончательная промывка полосы в промывочной ванне;

сушка полосы горячим воздухом.

На АНО-5 может производиться дополнительное обезжиривание полосы с использованием установки ультразвуковой очистки полосы.

На АНО-7 может производиться дополнительная очистка моющего раствора с использованием установки «ВИТА-МР-15» и очистка промывной воды с использованием установки «ВИТА-С-8».

Для обезжиривания полосы используется моющий раствор на основе средства моющего технического «Фоскон-203».

Массовая концентрация общей щелочи (по NaOH общ.) в рабочем обезжиривающем растворе должна быть 8,0-15.0 г/дм³.

Температура обезжиривающих растворов не должна быть менее 80°С.

Замену обезжиривающих растворов производят при массовой концентрации механических примесей в растворах более 1,0 г/дм³.

Промывка полосы в ЩММ осуществляется с помощью капроновых щеток. Количество щеток не менее четырех. Температура промывной воды должна быть не менее 70 °С.

Окончательная промывка осуществляется в промывочной ванне путём подачи на полосу сверху и снизу химочищенной воды.

После сушки на поверхности полосы не должно быть мокрых пятен.

Загрязненность полосы после очистки должна быть не более 0,1 г/м² на обе стороны полосы.

Термообработка холоднокатаной малоуглеродистой стали проводится по базовым режимам, представленным в таблице 10.

Таблица 10 - Базовые температурные режимы обработки на АНО

ПараметрЗначение параметраТемпература в зоне № 1, °С820Температура в зоне № 2, °С820Температура в зоне № 3, °С820Температура в зоне № 4, °С820Температура в зоне № 5, °С790Температура в зоне № 6, °С770Температура в зоне № 7, °С770Температура в зоне № 8, °С770Температура в зоне № 9, °С200Температура в зоне № 10, °С350Температура в зоне № 11, °С400Температура в зоне № 12, °С450Температура в зоне № 13, °С400Температура в зоне № 14, °С350Температура в зоне № 15, °С300Температура в зоне № 16, °С270Температура в зоне № 17, °С250Температура в зоне № 18, °С220Температура в зоне № 19, °С200

В камере регулируемого охлаждения полоса охлаждается в атмосфере азотного газа при температуре зон не более 750 °С. Массовая доля углерода в стали после отжига не более 0,005 %. Скорость движения ленты в агрегате непрерывного отжига выбирается в зависимости от содержания углерода в стали и толщины полосы. Для толщины 0,5 мм она составляет (30 ± 3) м/мин. Время выдержки составляет 2,2 мин.

Нагрев полосы электрический, который осуществляется с помощью расположенных на поде и своде печи нагревательных элементов. Входной шлюз отделяет печную атмосферу от атмосферы цеха.

Зависимость температуры отжига от времени представлена на рисунке 8. Печь для отжига имеет две камеры нагрева, две камеры выдержки, камеру регулируемого охлаждения, камеру струйного охлаждения и воздушный холодильник. Первая камера нагрева разделена на 4 зоны регулирования (длина камеры 32,85 м).

Агрегат непрерывного отжига представлен на рисунке 7.

Полоса нагревается до требуемой температуры, в зависимости от режима термообработки. Первая камера выдержки разделена на 9 ЗОН регулирования (длина камеры 160,0 м).

Вторая камера нагрева - одна зона регулирования (длина камеры 10,8 м). Между первой камерой выдержки и второй камерой нагрева имеется разделительный тамбур длиной 1,8 м. Вторая камера выдержки разделена на 3 зоны регулирования (длина камеры 25,2 м). В камерах выдержки полоса выдерживается при определенной температуре. Между камерой выдержки и камерами охлаждения имеется разделительный тамбур длиной 1,8 м, который служит предотвращения перетока атмосферы между камерами, сокращения потерь атмосферы контролируемого состава в местах входа и выхода полосы. Камера регулируемого охлаждения имеет длину 13,7 м. Охлаждение осуществляется косвенным методом с помощью труб воздушного охлаждения. Камера струйного охлаждения обеспечивает охлаждение за счет подачи азота вентиляторами (длина камеры 13,3 м).

Азото- водородный газ, подаваемый в первые камеры нагрева и выдержки, может увлажняться в пяти увлажнителях.

Секция нагрева служит для нагрева полосы до требуемой температуры (допустимая рабочая температура в секции 950 °С), В качестве топлива используется природный газ, который сжигается в радиантных трубах (в секции расположено 217 радиантных труб с горелками).

Секция выдержки необходима для выдерживания полосы при определённой температуре в течение установленною времени. Температура в секции создастся электронагревателями.

Секция газового охлаждения служит для охлаждения полосы до температуры 500 °С - 600 °С с помощью защитного азотного газа, циркулирующего через холодильники. Секция оборудована электронагревателями.

Секция ускоренного охлаждения служит для охлаждения полосы водой от

°С - 600 °С до 40 °С. Удаление с поверхности полосы окисной пленки производится в ванне травления с помощью соляной кислоты. Далее полоса проходит ванну холодной промывки водой через струйные сопла, соединенные в коллекторы, ванну нейтрализации поверхности полосы раствором метасиликата натрия щеточно-моечную машину, ванну горячей промывку и сушилку.

Секция быстрого охлаждения полосы защитным азотно-водородным газом, циркулирующим через 10 холодильников. Допустимая рабочая температура 300 °С. Полоса в секции охлаждается до температуры ниже 100 °С.

Секция воздушного охлаждения полосы до 20°С с помощью воздуха, забираемого вентиляторами из окружающего пространства.

Все печные секции соединены между собой переходными тамбурами, оснащённые компенсаторами теплового расширения и необходимой тепловой изоляцией.

Дрессировка

Дрессировка (холодная прокатка с малым обжатием) отожжённой полосы осуществляется для получения требуемого стандартами уровня механических свойств. Проектная годовая производительность дрессировочной клети «1400» -75100 т.

Дрессировка осуществляется в один или два прохода с суммарным обжатием до 3,2 % на одноклетьевом стане холодной прокатки 1400.

Подачу рулонов на дрессировку осуществляют в порядке их обработки на АНО, начиная с первой партии плавки. Поверхность полосы должна быть чистой, без рисок, царапин, цветов побежалости, пятен загрязнений, наколов, отпечатков, порезов. Для стали 08Ю и 08пс дрессировка проводится со степенью деформации 0.8 - 12% в один проход.

Выступание отдельных витков дрессированных рулонов не должно превышать 5 мм, телескопичность рулонов не более 20 мм. После дрессировки верхний виток рулона закрепляется, рулон маркируется и передается на склад.

Транспортный шов с АНО перед дрессировкой вырубается. Дрессировка может осуществляться как на гладких, так и на насеченных рабочих валках в зависимости от требований заказа к шероховатости готовой полосы.

После дрессировки может осуществляться выпрямляющий отжиг на АНО для устранения рулонной кривизны.

В соответствии с требованиями заказа возможна отгрузка проката в горячекатаном (после обрезки утолщённых концов и подрезки кромки) или холоднокатаном состоянии (после обрезки концов).

После получения результатов аттестационных испытаний магнитных и механических свойств производится задача товарных рулонов на агрегаты продольной резки. На агрегатах продольной резки осуществляется обрезка утолщённых концов до номинальной толщины, подрезка кромки, роспуск рулонов на ленты или деление на рулоны меньшего веса в соответствии с требованиями заказа и упаковка.

Упаковка порезанного металла осуществляется по различным схемам в соответствии с требованиями заказа.

Отгрузка готовой стали осуществляется автомобильным или железнодорожным транспортом.

Контроль геометрических параметров подката осуществляется в прокатном отделении работниками УТК.

Отбор проб для контроля геометрических параметров холоднокатаного подката и массовой доли углерода осуществляется на агрегатах подготовки холоднокатаных рулонов.

Размер проб: длина 1500 - 2000 мм.

Определение массовой доли углерода в стали осуществляется на образцах проката (две полоски шириной от 30 мм до 35 мм, вырезанных по всей ширине полосы) в лаборатории УТК.

Отбор проб производится от начала или конца каждого холоднокатаного рулона обрабатываемой плавки после подготовки.

Для определения загрязнённости полосы технологический персонал отбирает четыре пробы металла размером (100 ± 2) мм × (100 ± 2) мм и доставляет в лабораторию УТК.

Для контроля массовой доли углерода в стали после отжига производится отбор проб от начала или конца контрольного рулона обрабатываемой плавки после агрегата термообработки.

Размер пробы: длина от 300 мм до 500 мм.

Из проб персоналом цеха вырезаются полоски шириной от 30 мм до 35мм поперёк направления прокатки.

Определение массовой доли углерода в образцах стали производится в лаборатории УТК.

Для определения загрязнённости полосы после обезжиривания перед термообработкой отбираютсячетыре пробы металла размером (100 ± 2) мм × (100 ± 2) мм.

Аттестационные испытания проводятся в лаборатории УТК.

Доставка проб от агрегатов к местам разделки и в лабораторию осуществляют в условиях, исключающие механические повреждения образцов.

4. Расчет технологического процесса

1 Расчет деформационного режима

Для выбора распределения обжатий в курсовом проекте используется следующая стратегия: загрузка клетей производится так, чтобы обжатия последовательно уменьшались от первой клети к последней вследствие упрочнения металла. Основной целью данной стратегий является обеспечение одинаковых профилировок валков с целью более равномерного износа валков и одинаковых условий предъявляемым к обработке рабочих валков в вальцешлифовальных машинах (ВШМ).

При выборе деформационного режима ориентируемся на опыт работы стана 1400 ОАО «НЛМК» и принимаем для стали 08пс толщину подката равной 2,5 мм для проката 0,7 мм.

Ширина исходной заготовки с учетом обрезных кромок, которые составляют по 20 мм с каждой стороны составит:

где - конечная ширина, мм.

Обжатие в первой клети составляет 30 - 40% для уменьшения исходной разнотолщинноcти подката и уверенного захвата; обжатие в последнем проходе понижаем для обеспечения высокой плоскостности, снижения усилия прокатки из-за упрочнения стали и предотвращения сваривания валков с металлом валков вследствие выдавливания смазки, в пределах 15-25%.

Основным фактором, ограничивающим обжатие в первом проходе непрерывного стана холодной прокатки стали, является угол захвата. При холодной прокатке угол захвата рекомендуется принимать не более 3 - 6.

Расчет тангенса угла захвата является классической задачей

Коэффициент трения, находит по формуле :

где = 1,2 - для эмульсии;

Скорость прокатки, м/с;

Кинематическая вязкость смазки при 50°С, (м²/с10);

Высота неровностей на поверхности валка, мкм.

Для того, чтобы условие захвата в первой клети выполнялось необходимо:

Условие захвата для первой клети выполняется.

Таблица 11 - Распределение обжатий по клетям стали 08пс на непрерывном стане 1400*

ПараметрыНомер клети1234, мм2,51,631,140,87, мм1,631,140,870,7∆, мм0,870,490,270,17, %35302320, %35556572*Примечание: Прокатка ведется с исходной толщины 2,5 мм до конечной толщины 0,7 мм и ширины 1000 мм

В последующих после первой клети обжатия распределены таким образом, чтобы обеспечить постоянство усилия прокатки во всех проходах.

4.2 Расчет скоростного режима

В последнем межклетьевом промежутке задается минимальным натяжением, так как полоса на данной стадии прокатки является тонкой, металл упрочнен и охрупчен, тем самым увеличивается возможность обрыва полосы.

Натяжение, рассчитываем по следующей формуле:

где - предел текучести в данной клети, МН/м².

В данной методике расчета допускаем постоянство предела текучести металла в очаге деформации, равного полусумме предела текучести до и после прокатки.

Предел текучести определяем по формуле для низкоуглеродистых сталей

где - исходный предел текучести, МПа;

a и b - это эмпирические константы, показывающие интенсивность наклепа и зависящие от химического состава стали.

Для стали 08пс принимаем исходный предел текучести = 190 МПа; a = 33,4; b = 0,6.

Таки образом, предел текучести по формуле (5) составит:

В клети №1

В клети №2

В клети №3

В клети №4

Определяем натяжение по формуле (4):

Максимальное натяжение при разматывании составляет 90 МПа.

Зададимся величиной натяжения при разматывании:

В клети №1

В клети №2

В клети №3

Максимальное натяжение при намотке составляет 92 МПа. Зададимся величиной натяжения при намотке:

Расчет скоростного режима ведем на основе закона постоянства секундных объемов:

где - толщина полосы на выходе из i-ой клети, мм;

Скорость прокатки в i-ой клети, м/с.

Скорость прокатки в 4 клети составляет: = 10 м/с. Тогда скорость по формуле (6):

В клети №3 составляет:

В клети №2 составляет:

В клети №1 составляет:

4,3 м/с.

4.3 Расчет энергосиловых параметров

Расчет энергосиловых параметров прокатки расчетных профилей проведен с помощью ЭВМ (MS Excel). Далее приведен расчет для первого прохода при прокатке автолистовой стали 08пс на толщину 0,7 мм с исходной толщины 2,5 мм.

Расчет усилия прокатки базируется на методике А.И. Целикова, которая учитывает наклеп металла при холодной прокатке и натяжение полосы в межклетьевых промежутках. При этой методике приняты следующие допущения: отсутствие уширения полосы при прокатке; замена дуги контакта хордой.

Для расчета среднего контактного давления используем метод А.И. Целикова .

Определим усилие прокатки:

где - давление на валки, МПа;

Длина дуги контакта, с учетом упругого сплющивания, мм;

b - ширина проката, мм.

где - толщины полосы в нейтральном сечении;

Конечная толщина полосы, мм;

∆h - обжатие за проход, мм;

Средний предел текучести прокатываемого металла, МПа, который рассчитывается по формуле:

Определяем отношение толщины полосы в нейтральном сечении к конечной толщине:

где h0 - начальная толщина полосы, мм;

δ - показатель деформации, рассчитываемый по формуле:

где ƒy - коэффициент трения;

Длина очага без учета сплющивания валков, которая определяется:

где R - радиус рабочих валков, мм.

По формуле (11) определим показатель деформации δ:

Определим по формуле (10) отношение высоты металла в нейтральном сечении к конечной толщине:

Определим среднее давление без учета натяжения по формуле (8):

Среднее давление с учетом натяжения полосы определяется по формуле:

где - натяжение полосы до и после прокатки, МПа.

Длину дуги контакта с учетом упругого сплющивания валков мм, определяют по формуле:

где - приращение длины дуги контакта за счет упругого сплющивания валков, которое определяется по формуле:

где c = 1,375,

m = 1,12/МПа

Находим усилие по формуле (7):

Р = 330·1020·15,07=5,17 МН.

4 Расчет мощности электродвигателя

Момент на валу двигателя кН·м, необходимый для привода валков прокатного стана, слагается из четырех величин:

где - момент прокатки, кН·м, то есть тот момент, который требуется для преодоления сопротивления деформации прокатываемого металла и возникающих при этом сил трения по поверхности валков;

Момент добавочных сил трения, приведенных к валу двигателя, возникающих при проходе прокатываемого металла между валками, в подшипниках валков, в передаточном механизме и других частях стана, но без учета момента, требующегося на вращение стана при его холостом ходе;

Момент холостого хода, то есть момент, требующийся для привода стана в момент холостого хода.

Определим момент прокатки, использую формулу:

где ψ - коэффициент плеча момента.

Коэффициент плеча момента определяем по формуле М.М. Сафьяна и В.И. Мелешко

; Mпр = 47,82 кН·м.

Момент сил трения в подшипниках опорных валков, приведенный в вабочим валкам, составляет:

где f n - коэффициент трения в подшипниках валков. Для подшимников жидкостного трения f n = 0,003;

don - диаметр шейки опорных валков с учетом втулки-насадки, мм;

Dp - диаметр рабочих валков, м;

Don - диаметр опорных валков, м.

Находим момент добавочных сил трения в передаточных механизмах главной линии:

где - момент прокатки, кН·м.

Определяем статический момент:

где i - передаточное число, которое принимаем 1,737.

Находим момент холостого хода:

где - номинальный момент двигателя, кН·м.

Момент на валу двигателя будет равен:

Находим угловую скорость на валах двигателей:

где - окружная скорость вращения валков, м/с.

где V1 - рабочая скорость, м/с;

S - опережение определяется по формуле;

По формуле (23) рассчитаем угловую скорость вращения валков:

Мощность кВт, вычисляют по формуле:

Аналогичный расчет был произведен для остальных клетей. Полученные результаты представлены в таблице 12.

Таблица 12 - Результаты расчета энергосиловых параметров стали 08пс на непрерывном четырехклетевом стане 1400*

Марка сталиНомер клетиε, %qн, МПаqк, МПаσп,МПаσp, МПаƒустlД, ммlc, ммpcр,МПаР, МНМпр,кНмNдв, кВт08пс135801711904710,07313,8153305,1747,88942301712224715560,06810,312,35296,7647,612963232221795565940,0667,69,96096,2835,51396420179855946270,0646,29,147386,9234,81746*Примечание: Прокатки ведётся для стали 08пс с исходной толщиной 2,5 мм до конечной толщины 0,7 мм и ширины 1000 мм.

5. Анализ технологического режима

Распределение обжатий по клетям стана 1400 представлено на рисунке 8.

Значения усилий и мощности прокатки представлены на рисунке 9 и 10 соответственно.

Рисунок 9 - Усилие прокатки

Рисунок 10 - Мощность прокатки

Список использованных источников

1.А.И. Целиков, Г.С. Никитин, С.Е. Рокотян. Теория продольной прокатки. М.: Металлургия, 1980. -124с.

2.Полухин П.И., Хензель А., Полухин В.П. Технология процессов обработки металлов давлением. - М.: Металлургия, 1988. -407 с

3.Целиков А.И. Теория расчета усилий в прокатных станах. - М.: Металлургия, 1962. - 222 с

4.Коновалов Ю.В., Остапченко А.Л., Пономарев В. И. Расчет параметров листовой прокатки. Справочник. М.: Металлургия, 1986,. -430 с