Технология и оборудование холоднокатаного листового проката

На рисунке 2.5 представлен вариант компоновки подобного агрегата.

 

Рисунок  2.5 - Схема расположения оборудования НТА-Стан 2000 ОАО «ММК»

 

Реверсивные станы используют для прокатки холоднокатаных полос из углеродистых и легированных сталей при относительно небольшом объеме производства (до 350-400 тыс. т/год). По конструкции рабочей клети станы подразделяют на четырех валковые (с приводом через рабочие или опорные валки) и многовалковые.

Четырехвалковые станы прокатывают полосы толщиной  
0,2-2,5 мм. Их клети имеют рабочие валки диаметром  
400-600 мм с длиной бочки до 2000 мм и опорные диаметром  
1300-1600 мм. Максимальная скорость прокатки находится  в пределах от 10 до 20 м/с, что при массе рулона до 30-45 т обеспечивает производительность, в зависимости от сортамента, от 10 до 100 т/ч. Типовая схема расположения оборудования показана на рисунок 2.6.

 

1 - цепной транспортер; 2 – подъемный  стол; 3 – разматыватель;  
4 – ролики правильно-тянущей машины; 5 и 7 – моталки ; 6 –рабочая клеть

Рисунок 2.6 - Одноклетевой реверсивный четырехвалковый стан

 

Реверсивные двухклетевые станы появились в 90-х годах 20 века как экономически эффективное решение для производства холоднокатаной листовой стали в количестве до 500-900 тыс. т/год. В основном, по составу оборудования стан аналогичен  одноклетевому реверсивному четырехвалковому.

 

Рисунок 2.7 - Реверсивные двухклетевые станы

2.2.3  Рекристаллизационный отжиг

 

Рекристаллизационный отжиг холоднокатаной стали используют с целью восстановления ее пластичности после холодного деформирования. Для осуществления отжига применяют одностопные и многостопные колпаковые печи, а также агрегаты непрерывного отжига (АНО). Чтобы предотвратить окисление поверхности проката, обработку производят с использованием защитной атмосферы.

Отжиг в колпаковых печах

 Колпаковые печи относятся  к садочным печам и являются  агрегатами периодического действия. Однако, несмотря на то, что доминирующей тенденцией развития прокатного производства является создание и внедрение непрерывных процессов обработки колпаковые печи, по прежнему широко используются в прокатных цехах. Такая ситуация обусловлена прежде всего тем, что только колпаковые печи позволяют варьировать в широких пределах продолжительность выдержки металла при заданной температуре. Кроме того, они пригодны для обработки очень многих видов листовой стали и поэтому являются достаточно универсальным средством технологического оснащения.

Одностопная   колпаковая    печь для отжига плотных рулонов на газовом топливе (рисунок 2.8) состоит из неподвижного стенда (пода) 1, наружного колпака 2, внутреннего муфеля 3 , а также систем отопления, отвода продуктов сгорания и циркуляции защитной атмосферы. Колпак изнутри футерован легковесным огнеупорным кирпичом. Муфель изготавливают из  жаростойкой (хромоникелевой) листовой стали толщиной 6 мм.

1 – стенд; 2 –  нагревательный колпак; 3 – муфель; 4 – рулон; 5 – кольцо конвекторное; 6 – крышка; 7 – песочный затвор; 8 – коллектор газовый; 9 – горелка инжекционная; 10 – вентилятор; 11 – аппарат направляющий

Рисунок 2.8 - Одностопная газовая колпаковая печь для светлого отжига рулонов холоднокатаной стали

 

Процесс отжига в такой печи происходит следующим образом. Рулоны холоднокатаной стали 4 устанавливают на стенд печи один на другой, формируя таким образом стопу. Для улучшения циркуляции защитного газа между рулонами помещают конвекторные кольца 5, а отверстие верхнего рулона закрывают крышкой 6. Стопу накрывают муфелем. Чтобы предотвратить доступ продуктов горения в подмуфельное пространство, основание муфеля устанавливают в специальный песочный затвор 8. Затем подмуфельное пространство продувают защитным газом для удаления воздуха, включают вентилятор 11, устанавливают колпак, нагревают садку до заданной температуры и осуществляют выдержку в течение 6 – 25 часов (в зависимости от массы рулона). По окончании нагрева и выдержки печь выключают (прекращают подачу топлива), колпак снимают и переносят его на другой стенд. До температуры около 110 – 140 или до 150 - 180°С (в зависимости от того, какой пластичностью должен обладать готовый металл) садку охлаждают под муфелем с подачей защитного газа.. При этом может использоваться специальный охлаждающий колпак, обеспечивающий орошение муфеля водой и создание интенсивного воздушного потока с помощью встроенных вентиляторов.

Непрерывный отжиг

Непрерывный отжиг осуществляется с применением проходных печей и обладает существенными положительными отличиями в отношении производительности процесса, качества поверхности и однородности свойств полос как по длине, так и по толщине. Обрабатываемый металл здесь является термически тонким телом, что позволяет по сравнению с отжигом в колпаковых печах обеспечить более широкие диапазоны варьирования термокинетических параметров при большей точности и оперативности их регулирования.

На рисунке 2.9 приведена схема агрегата непрерывного отжига конструкционной стали, который установлен на Ново-Липецком металлургическом комбинате (НЛМК). Агрегат предназначен для получения холоднокатаной стали размерами 0,4-2,0´900-1550 мм категорий вытяжки ВГ, СВ и ОСВ, а также высокопрочной листовой холоднокатаной стали с временным сопротивлением до 650 МПа.  Для получения металла категорий ВГ и СВ используют стали 08Ю и 08пс, а для категории ОСВ - сталь 08Ю.

I - головная часть; II - печь; III - хвостовая  часть; 1- разматыватель; 2- машина правильная  роликовая; 3 - ролики направляющие; 4 - машина сварочная с ножницами  двойного реза; 5 - ванна щелочная; 6 - машина щеточно-моечная;                 7 -ванна электролитической очистки; 8 - ванна промывки; 9 - ролики отжимные;            10 - сушилка; 11 - ролики натяжные; 12 -накопитель входной; 13 - станция натяжная; 14 - печь с секциями нагрева (а), выдержки (б), охлаждения (в), повторного нагрева (г); перестаривания (<Э), быстрого охлаждения (е), охлаждения воздухом (ж);                 15 - ванна охлаждения водой; 16 -ванна травильная; 17 - ванна нейтрализации;  
18 - накопитель выходной; 19 - клеть дрессировочная; 20 - пресс для насечения кромок; 21 - ножницы дисковые кромкообрезные; 22 - машина промасливающая;          23 - ножницы летучие поперечной резки; 24 - моталка

Рисунок 2.9 - Схема агрегата непрерывного отжига конструкционной стали

 

2.2.4 Дрессировка холоднокатаной листовой стали

 

Назначение дрессировки состоит в окончательном формировании механических свойств, плоскостности и микрогеометрии поверхности листового металла. Так как наиболее эффективным способом достижения указанных целей является прокатка, часто можно встретить определение дрессировки как прокатки с малыми (до 3 – 5 %) обжатиями. Однако такое определение неверно отображает особенности деформационного режима при дрессировке – для малоуглеродистых сталей обжатие не превышает 3%, а для нержавеющих и электротехнических достигает 5 и 8% соответственно.

Для дрессировки листовой стали толщиной 0,35 мм и более используются одноклетевые станы, а металл толщиной до 0,35 мм обрабатывают, как правило, на двухклетевых станах (рисунок 2.10,  2.11).

1 – агрегат подготовки рулонов; 2 – устройство для уборки остатка рулона;          3 – моталка-разматыватель реверсивная; 4 - ножницы гильотинные; 5 - клеть рабочая; 6 – моталка; 7 – машина промасливающая; 8 – захлестыватель; 9 – пост управления

Рисунок 2.10 - Стан для дрессировки конструкционной стали

 

1 – агрегат подготовки рулонов; 2 – стол приемный; 3 – разматыватель головчатый; 4 и 6 – ролики натяжные; 5 – клеть рабочая; 7 – захлестыватель;                8 – моталка; 9 – сниматель рулонов

Рисунок 2.11 - Стан для дрессировки жести

Преимущество двухклетевых станов перед одноклетевыми состоит в том, что в межклетевом промежутке можно создать высокое натяжение (до 0,3-0, 4 предела текучести дрессируемого металла), что  способствует значительному улучшению плоскостности полос и позволяет использовать валки относительно большого диаметра (450-600 мм). На практике в первой клети используют рабочие валки диаметром 450-500 мм, а во второй - от 500 до 600 мм. Это связано с тем, что чем больше диаметр рабочего валка, тем лучше он выполняет проглаживающие функции.

 

2.2.5 Резка, сортировка и упаковка холоднокатаной листовой стали

 

Резка производится после дрессировки для получения листов или роспуска широких полос на более узкие. Как правило, применяются отдельно стоящие агрегаты. В агрегатах поперечной резки производится правка полос, обрезка кромок, порезка полос на листы мерной длины, рассортировка листов по толщине и качеству поверхности, про-масливание и укладка листов в пакеты. Схема типового агрегата поперечной резки холоднокатаных полос приведена на рисунок 2.12.

 

1 - разматыватель; 2- задающее устройство; 3 - уборка обрези; 4 - роликовая листоправильная  машина; 5 - петлевая яма; 6 - дисковые ножницы; 7 -кромкомоталка, 8 - контрольный стол; 9 - промасливающее устройство; 10 - летучие ножницы; 11 - машина для полистовой правки; 12 - пакетирующее устройство; 13 - устройство для правки изгибом с растяжением.

Рисунок 2.12 -Схемы расположения агрегатов поперечной резки

В агрегатах продольной резки (рисунок 2.13) совмещены операции обрезки концов полос, обрезки кромок, роспуска полос на узкие ленты, промасливания и сматывания готовой ленты в рулоны.

 

1 - стеллажи для  загрузки рулонов; 2 - разматыватель; 3 - задающее устройство; 4 - измеритель толщины полосы; 5 - гильотинные ножницы; 6 - устройство для уборки обрези; 7 - промасливающее устройство; 8 - дисковые ножницы; 9 - кромкомоталца; 10 - моталка; 11 - уборочное устройство; 12 - установка разматывателей на поворотной платформе; 13 - установка моталок на поворотной платформе

Рисунок 2.13 - Агрегаты продольной резки

 

 

 

Заключение

 

Прокатка является самым производительным процессом производства готовых изделий из металлопроката также является наиболее массовым видом конструкционных материалов, и находит широкое применение в машиностроении, металлообработке, строительстве, на транспорте и в других отраслях народного хозяйства страны.

Прокатка полос имеет ряд особенностей и связана со значительными трудностями. Особенностями прокатки являются необходимость обеспечения особо высокой стабильности технологических параметров процесса (зазора между рабочими валками, температурного режима клети, натяжения полосы), высокой точности и чувствительности механизмов регулирования технологических параметров (профиля валков, толщины полосы, натяжения), а также повышенной износостойкости валков и соприкасающихся с полосой поверхностей, поддерживающих роликов и намоточных  устройств. В контрольной работе рассмотрены различные технологии и оборудования позволяющие получить листовой прокат с требуемыми качественными показателями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемых источников

 

1 Литовченко Н.В. Станы и технология листовой прокатки. - М., Металлургия, 1979. - 272 с.

2 Теория прокатки: Справочник / А.И.Целиков, А.Д.Томленов, В.И.Зюзин и др. М.: Металлургия, 1982. 335 с.

3 Коновалов Ю.В., Налча Г.И., Савранский К.Н. Справочник прокатчика. - М., Металлургия, 1977. 312 с.

4 Комановский А.З. Листопрокатное производство: Справочник.  М., Металлургия, 1979. - 280 с.

5 Сафонова М.К. Зарубежные широкополосные  станы горячей прокатки // Черная металлургия. Сер. Прокатное оборудование / Ин-т "Черметиформация". - М., 1986. - Вып. 6.- 34 с.

6 Салганик В.М., Гун И.Г. Развитие  широкополосных станов го-рячей  прокатки // Черная металлургия. Сер. Прокатное производство / Ин-т "Черметинформация". - М., 1990. Вып. 1.-ЗЗс.

7 Прокатные станы: Справочник в 3-х томах. Т. 3. Листопрокатные станы и профилегибочные агрегаты / Антипин В.Г., Нестеров Д.К., Кизиев В.Г. и др. – М., Металлургия, 1992. – 428 с.

8 Холодная прокатка и отделка  жести / Пименов А.Ф., Сосковец О.Н., Трайно А.И. и др. – М., Металлургия, 1990. – 208 с.

9 Современный  цех  холодной  прокатки  углеродистых  сталей / Франценюк Ф. В., Железнов  Ю. Д., Кузнецов  Л. А., Камышев В. Г.- М.: Металлургия, 1984. - 154 с.