Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
4.1. Горячая прокатка листовой стали
4.1.1. Сортамент
Тонкий лист толщиной 0,8…3,9 мм и шириной до 2360 мм, толстый лист – 4…50 мм, плиты толщиной 50…160 мм, лента – листовая сталь шириной менее 500 мм.
Листовая сталь классифицируется по назначению: сталь конструкционная; для котлостроения и сосудов, работающих под давлением; для машиностроения, судостроения, автолист; сталь декапированная (травленая) для последующего эмалирования; нержавеющая, трансформаторная, динамная, кровельная, жесть и др.
4.1.2. Типы станов
Для горячей прокатки листов используются
одноклетевые станы дуо, трио-Лаута, кварто, двухклетевые станы «тандем», непрерывные и полунепрерывные широкополосные станы, станы с моталками в печах и планетарные.
Дуо – реверсивные станы, используются для прокатки толстых листов, в т.ч. броневых.
Клети трио-Лаута со средним холостым валком меньшего диаметра – для прокатки средних и толстых листов и иногда для тонких листов.
При прокатке средний валок, перемещаясь вместе с подъемно-качающимся столом, поочередно прижимается то к верхнему, то к нижнему и вращается ими за счет сил трения. Уменьшение диаметра среднего валка увеличивает вытяжку и уменьшает высоту подъёма столов и полосы. Применяется в одно- и двухклетевых толстолистовых станах.
Станы кварто используются для горячей прокатки листов, широких полос, ленты. Могут работать в реверсивном режиме (на толстолистовых и тонколистовых станах) и с постоянным направлением вращения – на тонколистовых непрерывных станах. Опорные валки большего диаметра воспринимают давление прокатки и уменьшают прогиб рабочих валков.
Применяют клети, имеющие в своей конструкции и горизонтальные, и вертикальные валки, которые называют универсальными клетями. Они применяются на толстолистовых станах для обработки боковых кромок проката.
Непрерывные станы отличаются более высокой степенью механизации и автоматизации. Широкое распространение они получили при производстве тонкого горячекатаного листа.
Реверсивные станы Стеккеля с моталками в печах применяют для прокатки полос широкого сортамента.
Планетарные станы применяются для прокатки лент и полос.
4.1.3. Основные технологические операции и их характеристика
Способы прокатки. Возможны четыре варианта прокатки листов из слябов в черновой клети:
напрямую по длине сляба; напрямую в направлении ширины сляба (с одной кантовкой при разбивке ширины листа); с двумя кантовками при разбивке ширины листа; с задачей раската «на угол».
Первый вариант используют тогда, когда ширины листа и сляба сов падают по размерам. Этот вариант наиболее производительный и обеспечивает надлежащее качество листов. Однако при большом разнообразии сортамента листов по ширине, ограничениях по длине сляба и готового листа вынуждены прокатывать листы с разбивкой их ширины из более узкого сляба. Кроме того, если лист прокатывают из слитка, разбивка ширины обязательна.
При разбивке ширины листа с одной кантовкой сляб прокатывают вдоль длины (рис. 4.1, а) до получения ширины листа, а затем производят кантовку на 90°. Кантовку раската осуществляют поворотным столом ила рольгангом с коническими роликами. Причем четные и нечетные ролики этого рольганга вращаются при кантовке в разные стороны. После кантовки на 90° выполняют прокатку до получения заданной толщины.
При разбивке ширины листа с двумя кантовками (рис. 4.1, б) в первых двух пpоxoдax сляб прокатывают по длине до получения размера (Lб —длина бочки валка). Затем кантуют на 90° и прокатывают с допустимыми обжатиями до
|
Рис.4.1. Варианты разбивки сляба на ширину листа: а – поперечная схема с одной кантовкой; б – продольная схема с двумя кантовками; В и L – соответственно ширина и длина сляба; b и l – черновая ширина и длина раската; к – кантовка; n – продольная прокатка |
получения длины раската, равной ширине b будущего листа с припуском на обрезание кромки, опять кантуют на 90° и прокатывают до заданной толщины.
Второй способ (см. рис. 4.1, а) требует меньше времени на прокатку в черновой клети, так как имеется всего одна кантовка, но дефекты,
К прокатке с задачей «на угол» прибегают, если:
– недостаточная ширина исходного сляба;
– недостаточная мощность электродвигателя, если вести прокатку сляба в поперечном направлении;
– недостаточная длина бочки валков для осуществления прокатки в поперечном направлении.
При прокатке «на угол» достигается плавный захват раската, устраняются динамические удары в главной линии стана.
Угол задачи раската в валки определяется из условия получения требуемой ширины листа и возможно полного использования длины бочки валков мм на каждую сторону
Число проходов должно быть нечетным.
Исходный материал и его нагрев.
Исходным материалом для производства горячекатаной листовой стали являются плоские заготовки с МНЛЗ и слябы. Но в ряде случаев применяют и слитки, если нет возможности обеспечить стан слябами или требуется прокатка листов специального назначения (большой ширины, толщины и длины).
Для нагрева слябов и слитков в настоящее время применяют устройства двух типов: методические печи и нагревательные колодцы. Первые используют для нагрева слябов и слитков сравнительно небольшой массы (не более 6 т), вторые – для нагрева слитков больших размеров и массы. При прокатке листовой стали на непрерывных станах широко применяют горячий всад слябов в печи. Удаление окалины как правило осуществляется окалиноломателями в виде 2-х валков вертикальных клетей или с помощью гидросбива.
Настройка листопрокатных станов. Настройка листопрокатного стана должна обеспечивать получение ровных листов требуемой толщины и стабильный процесс прокатки.
Получение ровных листов без волнистости и коробоватости возможно только при равномерном распределении вытяжек по ширине прокатываемых листов.
К особенностям настройки листопрокатных станов относятся:
– тщательность установки или проверки параллельности валков;
– установка условного нулевого положения валков и настройка их на заданное обжатие;
– настройка систем подачи на валки охлаждающей жидкости и технологической смазки.
Предварительно параллельность осей устанавливают визуально. Окончательная установка осуществляется одним из следующих методов:
– прокаткой круглых прутков из мягкой отожженной стали на краях бочки с последующей проверкой их толщины;
– прокаткой настроечных листов из мягкой углеродистой стали с вытяжкой до 1,05–1,1 и замером толщины кромок их.
В этих случаях настройка считается удовлетворительной, если разность размеров не превышает 0,02…0,03 мм.
После настройки на параллельность рабочие валки устанавливают в условное нулевое положение, что соответствует прижатию вращающихся валков друг к другу с определенным усилием. Усилие прижатия должно соответствовать положению валков при выбранных зазорах и упругих деформациях деталей клети. Усилие прижатия контролируется одним из следующих методов:
– датчиками, устанавливаемыми под нажимные винты;
– по токовой нагрузке двигателей нажимных винтов;
– по токовой нагрузке двигателей рабочих валков.
По достижении заданных величин давлений или силы тока прижатие прекращают и на продуктиметрах (указатели толщины листа) устанавливают нули. Затем производят установку рабочих валков в положение, обеспечивающее выполнение заданного обжатия, с корректировкой несоответствия между величиной раствора валков по счетчику продуктиметра и величиной истинного раствора валков.
Охлаждающая жидкость, подаваемая в валки, выполняет следующие функции:
– отводит тепло и поддерживает определенный температурный режим валков;
– очищает поверхность валков от пыли, окалины;
– на станах холодной прокатки служит также технологической смазкой;
– охлаждающая жидкость может быть использована как средство для избирательного теплового регулирования профиля валков путем регулирования объема ее, подаваемого на отдельные участка бочки валка. В последних клетях стана обычно осуществляется секционная подача воды.
При горячей прокатке принимают меры к защите очага деформации от попадания в него воды – устанавливают специальные водоотводящие козырьки, плотно прижимаемые к рабочим валкам.
Направляющие линейки стана устанавливаются строго симметрично относительно оси прокатки. Расстояние между линейками должно быть больше ширины полосы на 40…50 мм для станов горячей прокатки и на 5…10 мм для станов холодной прокатки..
Прокатка на стане по рассчитанному режиму обжатий и режиму межклетевых натяжений на непрерывных широкополосных станах горячей прокатки (НШПСГП).
Отделка готового проката.
Толстый лист охлаждается водой в душирующих устройствах, затем на инспекторском столе осматривается для последующей обрезки кромок на дисковых ножницах с кромкокрошителями и разделом на мерные длины на гильотинных ножницах. Далее правка и укладка в пакеты; термообработка в закалочной печи или в колпаковых печах для отжига. Отожженные листы правят, травят, промывают. После промывки листы сушатся и укладываются в стопы с последующим инспекторским осмотром.
Тонкий лист после прокатки охлаждается на установках ламинарного охлаждения и сматывается в рулоны. Затем охлаждение рулонов, дрессировка, разделка (поперечная и продольная), упаковка листов и отгрузка потребителю.
Производство биметаллических листов.
Один из путей экономии дорогостоящих материалов (нержавеющая сталь, медь, олово, алюминий, никель, титан и т.п.) – применение в технике и промышленности биметаллический листов (полос) с односторонним или двухсторонним покрытием. При этом в качестве основного слоя используют низкоуглеродистую или низколегированную сталь, а в качестве плакирующего слоя – более благородный материал. Толстые биметаллические листы применяют при изготовлении емкостей, ванн, работающих в агрессивных средах.
Существуют различные методы получения толстых биметаллических заготовок:
– заливка жидкого металла в изложницу, в которую предварительно помещены пластины плакирующего материала;
– непрерывная разливка металлов из двух кристаллизаторов (один для основного слоя, второй – для подачи плакирующего металла);
– механическая сборка различных материалов в пакеты.
Заготовки прокатывают на толстолистовых станах в горячем состоянии в листы требуемых размеров.
|
Рис. 4.3. Составной симметричный пакет: 1 – плакирующий слой; 2 – основной слой; 3 – слой изоляции; 4 – упорные прокладки; 5 – сварной шов |
Таблица 4.1
Размеры двухслойных листов и элементов пакетов
|
Параметр |
Двухслойный лист |
Сляб основного слоя |
Плакирующий слой |
|
Толщина, мм |
4...14 |
90…120 |
15…20 |
|
Ширина, мм |
1700 |
700…1200 |
500...1000 |
|
Длина, мм |
6000 |
1700...2000 |
1600…1900 |
|
Масса, кг |
— |
640...2260 |
88…320 |
Заготовками для плакирующего слоя служат пластины из нержавеющих и жаропрочных сталей марок ОМЗ, Х17, Х25, 12Х18Н10Т, 0Х17Н13М2Т и других.
Перед сборкой элементы пакета проходят специальную подготовку: слябы основного металла – строжку, обезжиривание, промывку, сушку и хранение в специальных камерах для предотвращения окисления; на одну из поверхностей плакирующей пластины наносят слой изоляции для предотвращения схватывания (см. рис. 4.3), а на вторую поверхность после дробеструйной обработки – никелевое покрытие способом газовой металлизации. Этот слой обеспечивает хорошее схватывание основного и плакирующего слоев при последующей прокатке. Собранный пакет устанавливают в горизонтальном положении, сдавливают на прессе с силой 200 кН, а затем сваривают по периметру на сварочном автомате.
4.1.4. Современные технологии горячей прокатки листовой стали
Прокатка на реверсивных станах. Толстолистовые станы по числу клетей подразделяют на одно-, двух-, трех- и четырехклетевые.
Толстолистовые станы развиваются по пути изменения числа клетей (от одноклетевых к многоклетевым) и уменьшения толщины прокатываемых листов.
В состав толстолистового стана, кроме основных клетей, входят один или два окалиноломателя, назначение которых состоит в разрушении и удалении поверхностной окалины. В клетях-окалиноломателях расположение валков может быть и горизонтальным, и вертикальным. высотном направлениях поверхностная окалина будет удаляться полностью.
В многоклетевых станах чистовой окалиноломатель устанавливают перед чистовой группой, он предназначен для удаления вторичной окалины.
Одноклетевые станы различают по конструкции клети (числу рабочих валков). Существует четыре типа клетей (рис. 4.4): двухвалковая реверсивная, четырехвалковая реверсивная, трехвалковая, четырехвалковая универсальная (реверсивной прокатки). Станы первых трех типов применяют в том случае, когда ширина исходных слябов или слитков недостаточная, и необходимо осуществлять прокатку сначала в поперечном направлении до получения требуемой ширины раската, а затем в продольном. Если же исходный сляб имеет необходимые размеры по ширине, то прокатку в поперечном направлении не выполняют, и тогда лучшим вариантом является одноклетевой стан с универсальной клетью. Такие станы считаются наиболее современными. Готовый лист на них получают с катаной кромкой и высокого качества; при этом уменьшается расходный коэффициент металла, исключается обрезь боковых кромок готовых листов.
|
Рис. 4.4. Одноклетевые станы для прокатки толстых листов: а – одноклетевой стан с двухвалковой или четырехвалковой клетями; б – то же, с трехвалковой клетью; 1 – камерные или нагревательные лечи; 2 – подводящий и раскатный рольганги; 3 – реверсивные двухвалковые или четырехвалковые клети; 4 – шестеренная клеть; 5 – электродвигатель; 6 – редуктор; 7 – подъемно-качающийся стол; 8 – трехвалковая клеть; 9 – отводящий рольганг |
В состав оборудования одноклетевого стана входят нагревательные устройства, клеть стана, правильная машина, ножницы для обрези кромок, ножницы поперечной резки, оборудование отделочной части стана.
К оборудованию отделочной части стана относят шлепперы, инспекторские столы, машины для клеймения листа, установки для зачистки поверхностных дефектов, карманы готовых листов, средства для термической обработки готового проката и др.
Рассмотрим технологию и оборудование толстолистового стана 3200 (рис. 4.5).
Стан рассчитан на годовую производительность 700 тыс.т.
В зависимости от марки стали осуществляются различные технологии прокатки:
– обычная прокатка;
– прокатка с регулируемой температурой;
– термомеханическая обработка.
Сортамент включает практически все марки стали для машиностроения, производства резервуаров, труб, инструмента, высотного строительства и судостроения, а также специальные марки стали.
Характеристика сортамента стана 3200 приведена в табл. 4.2.
Реверсивный стан 3200 имеет следующие характеристики.
Диаметр рабочих валков и длина бочки 1100/1000 мм × 3200 мм.
Диаметр опорных валков и длина бочки 2200/1960 мм × 3200 мм.
Усилие прокатки 70 МН.
Мощность привода 2×6400 кВт.
|
Рис. 4.5. Расположение оборудования толстолистового стана 3200: 1 – тележка для подачи слябов; 2 – шлеппер для перемещения слябов; 3 – подводящий печной рольганг; 4 – толкатель слябов; 5 – методические печи; 6 – нагревательный колодец; 7 – тележка для перемещения слябов в поперечном направлении; 8 – устройство для выдачи слябов; 9 – отводящий рольганг; 10 – окалиноломатель; 11 – поперечный транспортер и маятниковый рольганг; 12 – клеть кварто с устройством для быстрой смены рабочих валков; 13 – холодильник для готовых листов; 14 – склад готовых листов; 15 – холлодильник для промежуточного охлаждения; 16 – машина для правки листов в горячем состоянии; 17 – холодильник с кантователем листов; 18 – делительные ножницы для горячей резки |
Таблица 4.2
Сортамент стана 3200
|
Исходный материал и готовая продукция |
Толщина×ширина×длина, мм |
Масса, т |
|
Обжатые слябы |
300×1000×2300 300×1600×2800 |
5,1 10,0 |
|
Заготовки, полученные непрерывной разливкой |
300×1600×2800 |
8,7 |
|
Необработанные слябы |
390/420×1020/1060×1450/1870 |
5,4 |
|
Пакеты для плакирования листов |
450×1200×2200 |
9,3 |
|
Толстолистовая сталь |
5/160×1000/2800×4000/10000 |
|
|
Плакированные листы |
16/100×1000/2500×3500/9000 |
Число оборотов 0…52/90 мин-1.
Скорость прокатки до 5,2 м/с.
Два оператора на посту управления контролируют автоматизированный процесс прокатки в случае необходимости возможен немедленный переход на ручное управление.
Станы с моталками в печах.
При горячей прокатке малых и средних партий углеродистой, нержавеющей и специальных марок стали технология Стеккеля является идеальной как для новых цехов, так и для модернизации существующих прокатных станов. Станы Стеккеля прокатывают полосы толщиной 1,5…5 мм и шириной до 1525 мм из легированных, электротехнических и углеродистых сталей, как правило, из слябов массой до 12 т. Максимальная скорость прокатки в зависимости от размеров стана достигает 6...10 м/с.
Станы Стеккеля работают в комплексе с другими прокатными станами.
Подкатом для стана служат слябы, полученные по традиционной схеме, но предпочтительнее в настоящее время после МНЛЗ. Возможная конфигурация стана Стеккеля показана на рис. 4.7.
|
Рис. 4.7. Производительность станов Стеккеля разной конфигурации: 1 – печь; 2 – эджер/черновая клеть; 3 – стан Стеккеля; 4 – стан Стеккеля тандем; 5 – стан Стеккеля + 1 чистовая клеть; 6 – стан Стеккеля + 2 чистовые клети; 7 – пять прокатных клетей + элементы реверсирования; 8 – расширение стана до 6 прокатных клетей |
Схема расположения оборудования стана Стеккеля 1200 показана на рис. 4.8. После нагрева в нагревательных печах 1 до температуры ~ 1200 °С слябы массой 3…5 т прокатывают в черновой универсальной клети 1200 5, валки которой (диаметром 850 мм) приводятся от двигателя мощностью 2950 кВт. Диаметр вертикальных валков 600 мм. В черновой клети раскат за пять проходов уменьшают до толщины 12...30 мм и выпускают в последнем проходе со скоростью до 7 м/с. Температура металла после прокатки в этой клети снижается до 900...1000 °С и в ряде случаев ее следует подогревать в проходной роликовой печи 8.
Передний конец раската после обжатия в первом проходе чистовой клети задают в моталку, расположенную непосредственно за клетью. Прокатка полос после захвата конца моталкой происходит при небольшом натяжении, что обусловливает получение полосы с утолщенными концами, которые прокатывают без натяжения.
|
Рис. 4.8. Схема расположения оборудования стана Стеккеля 1200: 1 – нагревательные печи; 2 – рольганг; 3 – толкатель: 4 – рольганг; 5 – универсальная клеть; 6 – ножницы; 7 – конвейер для уборки обрези; 8 – нагревательная печь с роликовым подом длиной 50 м; 9 – моталки в печах; 10 – рабочая реверсивная клеть кварто; 11 – свертывающая машина; 12 – устройство для уборки рулонов; 13 – транспортер для рулонов; 14 – опорные валки; 15 – рабочие валки; 16 – полоса; 17 – направляющие ролики; 18 – направляющий ролик; 19 – печь; 20 – моталка; 21 – проводка; 22 – ролики; 23 – к свертывающим моталкам |
После выхода заднего конца полосы из клети, моталку и клеть реверсируют, задают свободный конец с обжатием в клеть и затем в зeв передней моталки и прокатывают полосу с передним и задним натяжениями. В последнем нечетном проходе полоса проходит под моталкой 20 (рис. 4.8, б) и сматывается свертывающей машиной 11 (рис. 4.8, а).
Металлургические фирмы выбирают стан Стеккеля, главным образом, по трем причинам:
– низкие капитальные затраты на строительство и более низкие издержки производства для прокатки широких полос в рулонах или в мерных длинах;
– возможность производства полос более широкого сортамента по толщине и ширине;
– высокое качество поверхности полос по сравнению с традиционными реверсивными листопрокатными станами.
Поскольку в течение прокатки на стане Стеккеля температура раската остается на уровне 980…1090 °С, качество поверхности заметно лучше, чем в случае традиционных реверсивных станов.
Новые станы Стеккеля для регулирования толщины и плоскостности проката используют устройства изгиба и смещения рабочих валков, а также автоматическое регулирование толщины.
Прокатка на планетарных станах. Планетарный стан с опорными валками для прокатки полос был разработан в 1941 г. Е.М. Пиккеном (Англия). В 1948 г. была предложена конструкция стана, названная станом Сендзимира (рис. 4.9). Рабочие валки 10, шейки которых заключены в сепараторы, опираются на опорные валки 9. Привод рабочих валков осуществляется трением от опорных, поэтому они вращаются против движений полосы. После нагрева сляба 1 до температуры 950...1150 C в проходной индукционной печи 2 происходит обжатие металла в задающей клети. В планетарную клеть 6 раскат задается с постоянным подпором. В основу работы планетарного стана положен принцип циклической или периодической деформации металла. В процессе такой обработки рабочие валки цикл за циклом деформируют металл, поступающий в зону деформации. При этом каждое сечение заготовки многократно подвергается частным обжатиям (0,4…0,5 мм), вследствие чего суммарное обжатие достигает 90…98 % за один проход. Прокатанная полоса проглаживается в клети 7 и сматывается на моталку. Эджер 3 предназначен для корректировки ширины полосы и выравнивания кромок. Характеристика клетки приведена в табл. 4.3.
На планетарных станах прокатывают в горячем состоянии полосы толщиной 0,8...6 мм и шириной 200…1300 мм. В качестве исходных заготовок применяют слябы толщиной 40...150 мм, длиной до 12,2 м и массой до 8 т.
Таблица 4.3
Характеристика клетей планетарных станов
|
Клеть |
Диаметр валков, мм |
Длина бочки, мм |
Мощность привода, кВт |
Скорость прокатки, м/с |
|
|
рабочих |
опорных |
||||
|
Задающая |
450...900 |
— |
450...1450 |
20...600 |
0,03...0,05 |
|
Планетарная (40-52 валка) |
50...200 |
450...1500 |
450...1450 |
450...6700 |
1...2 |
На одном из заводов фирмы Инноченти (Италия) работает планетарный стан (рис. 4.9) для прокатки полос шириной 1000 мм и толщиной 0,8..2,5 мм из слябов малоуглеродистых сталей размером 90×1000×4000 мм. Производительность стана 60 т/ч. Для уменьшения окалинообразования слябы в печи нагревают только до температуры 1100 С. При этом температура сляба перед входом в планетарные валки составляет 1000 С, при деформации в планетарной клети температура полосы повышается на 80…120 С. Вокруг опорных валков диаметром 1068 мм вращаются по 24 рабочих валка диаметром 152 мм. Привод опорных валков осуществляется непосредственно от двигателя мощностью 2200 кВт при скорости вращения 200 об/мин. Скорость прокатки полосы толщиной 0,8 мм равна 2 м/с, а допуск по толщине на всей ширине не превышает 0,05 мм. Основные преимущества планетарных станов:
|
Рис. 4.9. Расположение оборудования планетарного стана: 1 – полоса; 2 – нагревательная индукционная печь; 3 – эджер; 4 – задающая клеть дуо; 5 – проводки; 6 – планетарная клеть; 7 – проглаживающая клеть; 8 – моталки; 9 – опорные валки; 10 – рабочие валки |
Эти преимущества могут быть наиболее полно использованы при строительстве мини-заводов для выпуска проката с объемом производства до 500 тыс.т/год.
В последнее время интерес к планетарным станам возрос по причине возможности их использования (из-за высокой вытяжки) как связующего звена между МНЛЗ и станами окончательной прокатки.
Непрерывная прокатка горячекатаной листовой стали.
Непрерывные станы горячей прокатки листовой стали состоят из двух групп рабочих клетей – черновой и чистовой, расположенных последовательно одна за другой. Расстояния между клетями черновой группы стана выбраны такими, чтобы раскат одновременно находился только в одной клети. Это обеспечивает возможность регулировать режим обжатий в каждой клети. При прокатке в чистовой непрерывной группе клетей раскат одновременно находится в нескольких или во всех клетях с образованием небольших петель.
В состав черновой группы входят черновой окалиноломатель, уширительная клеть, различное сочетание клетей с горизонтальными и вертикальными валками, в т.ч. уширительная клеть для разбивки ширины сляба до заданной.
Техническая характеристика непрерывных широкополосных станов приведена в табл. 4.4.
В черновых клетях можно прокатывать слябы толщиной 200…305 мм до раската толщиной 25…80 мм, т.е. с максимальным коэффициентом вытяжки 12. В чистовой группе коэффициент вытяжки составляет 8–25 (большие значения для семиклетьевой группы при прокатке тонких полос).
В качестве примера рассмотрим технологический процесс прокатки на полунепрерывном стане 2300/1700 ОАО «ЧМК». Стан состоит из уширительной, универсальной клетей 2300 (рис. 4.10) и непрерывной группы 1700, предназначен для прокатки листов толщиной 6…20 мм, шириной 600…2000 мм на клети 2300 и толщиной 2…6 мм на непрерывной группе 1700 из углеродистых, низколегированных, легированных и коррозионностойких сталей, а также двухслойных листов.
Исходной заготовкой служат слябы размером (90…190)×(600…1090) мм. Размеры слябов коррозионностойких сталей (115…180)×(600…1050) мм, а заготовок для прокатки двухслойной стали – (160…240)×(640…1170) мм. Длина заготовок 1600…2000 мм для стана 2300, 2000…4000 мм для стана 1700.
Таблица 4.4
Техническая характеристика непрерывных широкополосных станов
|
Показатели |
Станы |
||
|
2000 ЧерМК |
2285 Япония |
2285 Франция |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Размер готовой полосы, мм: толщина ширина |
1…16 I000...1800 |
1,2…16 600...2100 |
1..16 600…2135 |
|
Размер слябов: толщина, мм ширина, мм длина, м |
200…300 1000…1800 10,5 |
150...300 600…2200 4…13 |
180…220 600...2135 14,5 |
|
Максимальная масса слябов, т |
36 |
45 |
38 |
|
Масса рулона на 1 м его ширины, т |
20 |
28,6 |
26,8 |
|
Черновая группа |
|||
|
Количество клетей |
6 |
5 |
6 |
|
Диаметр валков в вертикальном окалиноломателе, мм |
1200 |
1200 |
1220 |
|
Диаметр валков горизонтального окалиноломателя, мм |
1200 |
1270 |
1270 |
|
Диаметры валков черновых клетей, мм рабочие опорные |
1200 1600 |
1270 1630 |
1170 1625 |
|
Скорость прокатки в последней черновой клети, м/с |
3,5 |
4,17 |
4,7 |
|
Мощность двигателей, кВт: горизонтальный окалиноломатель последующие клети |
5000 8000…10000 |
4500 10000...12500 |
3680 7320...9820 |
|
Чистовая группа |
|||
|
Число клетей |
7 |
7 |
7 |
|
Диаметр валков, мм: рабочих опорных Максимальная скорость прокатки, м/с Мощность двигателей, кВт |
800 1600 21 7×12000 |
815...765 1630 27,2 5×12000 1×9000 1х6750 |
760 1625 27 7×9750 |
Нагретые слябы по рольгангу поступают в черновой вертикальный нереверсивный двухвалковый окалиноломатель 4 для обжатия боковых кромок сляба и скалывания окалины. За окалиноломателем установлен гидросбив. Перед уширительной клетью установлен рольганг с восемью коническими роликами для поворота слябов при разбивке ширины. Разбивка ширины сляба до необходимой ширины раската и получения подката для универсальной клети производится в уширительной реверсивной двухвалковой клети. Универсальная клеть кварто с 2 парами вертикальных валков.
|
Рис. 4.10. Схема расположения основного технологического оборудования стана 2300/1700 Челябинского металлургического комбината: 1 – толкатели; 2 – нагревательные печи; 3 – рольганг; 4 – черновой вертикальный окалиноломатель; 5 – уширительная клеть 2300; 6 – универсальная клеть 2300; 7 – ножницы; 8 – роликоправильная машина; 9 – шлепперы; 10 – дисковые ножницы; 11 – ножницы гильотинные; 12 – маркировочная машина; 13 – чистовой окалиноломатель; 14 – рабочие клети чистовой группы; 15 – моталки; 16 – краны |
Профилировка рабочих и опорных валков универсальной клети и в клетях непрерывной группы зависит от марки прокатываемых сталей.
После универсальной клети технологический процесс делится на два потока: производство листов и рулонов.
В первом потоке листы, прокатанные на универсальной клети до необходимой толщины, подаются рольгангами к гильотинным ножницам 7 и дальше – к правильной машине горячей правки 8. Гильотинными ножницами удаляют передний и задний концы листа. Выпрямленные листы передаются на охлаждение в зависимости от стали на воздухе – на шлепперах 9 (малоуглеродистые, легированные и нержавеющие стали) и в защищенных от сквозняков штабелях 24 ч. (высокоуглеродистые и инструментальные стали). Затем полосы передаются в соседний пролет на охлаждающий рольганг с серебристыми роликами. На этом рольганге полосы охлаждаются водой, а затем поступают на инспекторские столы для осмотра и разметки под резку дисковыми с кромкокрошителями 10 и гильотинными ножницами с нижним резом 11.
В потоке с ножницами установлены правильная машина, гильотинные ножницы с верхним резом для разделки бракованных листов и три листоукладчика с карманами. Все прокатанные листы делят на две группы: одну подвергают термической обработке и травлению, другую – только травлению.
Термическая обработка листов осуществляется в роликовой проходной четырехзонной закалочной печи или в колпаковых печах для отжига.
Отожженные листы в зависимости от толщины правят на двух отдельно стоящих правильных агрегатах.
После термической обработки и правки листы на троллейной тележке передают в травильное отделение. Травление листов из нержавеющих и углеродистых сталей ведут в разных потоках. Нержавеющие листы подвергают щелочно-кислотному травлению с отбелкой, а углеродистые – кислотному.
Промытые и нержавеющие, и углеродистые листы электротележкой подают на чистильно-моечный агрегат.
После промывки листы сушатся, затем листоукладчиком их сбрасывают по одному в карман, где набирается стопа. Листы в стопах из кармана убирают мостовым краном и передают на загрузочное устройство агрегата инспекторского осмотра. Годные листы набирают в стопы и транспортируют на склад готовой продукции. Листы с местными дефектами сбрасываются в отдельный карман и передаются краном на агрегат из двух наждачных машин для зачистки дефектов.
На складе листы сортируют по маркам встали и плавкам, упаковывают и взвешивают.
При прокатке полосы на стане 1700 правильную машину 8 отодвигают и на ее место устанавливают рольганг с индивидуальным приводом роликов.
Во втором потоке листы из нержавеющей стали поступают в роликовую печь, где нагреваются до 1100…1160 С. Нагретая полоса поступает по рольгангу к летучим ножницам 17, на которых при необходимости обрезают передние и задние концы, после чего подкат передают в чистовую группу стана.
Чистовая группа клетей состоит из окалиноломателя 13 и шести четырехвалковых клетей 14, расположенных последовательно одна за другой. Для регулирования поперечной разнотолщинности и профиля горячекатаных полос на клетях №7 и 8 установлены системы противоизгиба рабочих валков.
Перед смоткой в рулоны полосы охлаждают в пятисекционной установке ламинарного охлаждения.
Для смотки полосы в рулоны служат три концевые моталки 15. Каждая моталка снабжена тянущими роликами, барабанами с гидравлическим регулированием диаметра, восемью формующими роликами, пневматическим сталкивателем, кантователем и укладчиком рулонов на приемный конвейер. С конвейера рулоны передаются на межцеховой транспортер подъемно-поворотным столом.
Рассмотрим технологию прокатки на стане 2000 ОАО «ММК». Стан предназначен для производства полос из углеродистых и низколегированных марок сталей, смотанных в рулоны массой от 7 до 43,3 т следующих типоразмеров:
1,2…2 мм 700…1500 мм
2,1…16,0 мм 700…1830 мм.
Порядок технологических операций при прокатке на стане «2000» (рис. 4.11).
|
Рис. 4.11. Схема стана горячей прокатки 2000 ОАО «ММК»: 1 – печи нагревательные; 2 – окалиноломатель вертикальный; 3 – клеть дуо горизонтальная; 4 – клеть универсальная; 5 – клеть универсальная; 6 – непрерывная группа из 3-х универсальных клетей; 7 – экраны тепловые типа «энкопанель»; 8 – ножницы летучие; 9 – окалиноломатель роликовый; 10 – непрерывная группа из 7-ми универсальных клетей; 11 – установка для охлаждения полосы; 12 – моталки первой группы; 13 – моталки второй группы; 14 – охлаждение ламинарное под давлением 0,2 МПа; 15 – форсунки; 16 – завеса щелевая |
Стан 5000 ММК
На магнитогорском стане-5000 будет производиться высокорентабельный толстолистовой прокат шириной до 4850 миллиметров с категорией прочности до X120 для нефтегазовой отрасли, судо-, мосто- и машиностроения.
Проектная производительность стана-5000 составит около 1,5 миллиона тонн в год, в том числе порядка 0,3 миллиона тонн в год термически обработанного листа.
Объект выйдет на проектную мощность к началу 2010 года. Сейчас стан 5000 находится в режиме опытно-промышленной эксплуатации. В финишной эксплуатационной настройке программ и схем прокатки магнитогорцам помогают специалисты фирмы "СМС-Демаг" - немецкого партнёра, поставившего высокотехнологичное оборудование для стана 5000.
При этом объекты, подобные магнитогорскому стану-5000, есть только в Германии и Китае.
Контролируемая прокатка.
Контролируемая прокатка обеспечивает значительное повышение комплекса механических свойств (прочности, пластичности, ударной вязкости, сопротивлении хрупкому разрушению) низколегированных сталей в горячекатаном состоянии. Одним из ее важнейших преимуществ является возможность получения вязких свойств на уровне, соответствующем нормализованному состоянию, при значениях прочностных характеристик, свойственных горячекатаной стали. В результате этого при контролируемой прокатке из технологического цикла исключается такой вид термической обработки как нормализация.
При обычной прокатке с последующей нормализацией слябы нагревают примерно до 1250 С и прокатывают их за 12 – 18 проходов без пауз. При контролируемой прокатке температура нагрева – 1050...1220 С, прокатка ведется за 15 22 прохода с одной-двумя паузами для подстуживания.
В паузе перед окончательной прокаткой температура металла 720…900 °С и выдерживается с точностью 10 С. Температура конца прокатки устанавливается в пределах 750...850 С в зависимости от химического состава стали.
При обычной и контролируемой прокатке деформация листов осущест вляется в три стадии. На первой стадии слябы подвергают прокатке за 2 или 4 прохода в направлении оси разливки, затем кантуют на 90; на второй стадии производится разбивка ширины за 4 – 10 проходов, после чего раскат снова кантуют на 90; на третьей стадия раскат за 5 – 14 проходов прокатывается до конечной толщины.
При обычной прокатке все три стадии следуют одна за другой. Необходимые при контролируемой прокатке паузы осуществляются после второй стадии, а при прерывании прокатки на третьей стадии.
На первой и второй стадиях прокатки происходит максимальная деформацияслябов с целью повышения производительности стана.
4.1.5. Современные технологии и оборудование для производства
сверхтонкого горячекатаного листа
Новые технологии прокатки и новое оборудование позволяют более широко применять вместо холоднокатаной, тонкую и сверхтонкую горячекатаную полосу. Основным двигателем этого процесса является значительное сокращение издержек производства, если сравнивать горячекатаный прокат после травления с холоднокатаным той же толщины. Основное препятствие состоит в том, что трудно получить при горячей прокатке допуски по размеру и качество поверхности, соответствующие требованиям для холоднокатаных полос.
Применение новых технологий горячей прокатки постепенно сокращает этот разрыв в качестве между холоднокатаным и горячекатаным прокатом, что позволяет в ряде областей применения заменить холодный прокат горячекатаной полосой.
Наиболее современные прокатные станы, объединенные с МНЛЗ для тонких слябов, могут в настоящее время производить сверхтонкую горячекатаную полосу толщиной до 0,7…0,8 мм. В настоящее время горячекатаная полоса находит наиболее широкое применение в производстве сварных труб. В будущем ожидается наибольший рост применения горячекатаной полосы в области автомобилестроения, в частности, в виде листа с покрытием.
Кроме непосредственного использования, тонкая горячекатаная полоса может служить заготовкой для холодной прокатки, что даст экономию при производстве тончайшей холоднокатаной полосы для матовой электротехнической стали и белой жести. Потенциал есть и в этой области.
Основными проблемами при горячей прокатке полосы толщиной до 0,7…0,8 мм являются ограничения по скорости и температуре окончания прокатки.
а)
б)
3