Обработка металлов давлением

КУРСОВАЯ  РАБОТА

"Обработка  металлов давлением"

 

Содержание

 

                                                                                                                               стр.

Введение                                                                                                            2

1. Технологическая часть                                                                                2

1.1. Требования ГОСТ к  заданному изделию                                               2

1.2. Выбор схемы технологического процесса производства                   5

1.3. Выбор типа  оборудования и его основных  параметров                      6

1.4. Ориентировочный  расчет деформационного и скоростного  режимов прокатки                                                                                                             7

1.5. Технологический процесс  производства                                                 8

2. Технико-экономические  показатели производства                                10

2.1. Расчет работы прокатного стана во времени                                       10

2.2. Расход металла,  электроэнергии, топлива, валков и воды на тонну готовой продукции                                                                                     11

2.3. Расчет часовой  и годовой производительности прокатного стана    11

Выводы                                                                                                            13

Литература                                                                                                        14

 

 

Введение

 

При малой толщине  прокатываемого продукта, когда из-за большого отношения поверхности  к объему быстрое охлаждение металла  не дает возможность обеспечить высокую  температуру в деформационной зоне, используется холодная прокатка. Холодная прокатка придает изделиям высокие точность размеров и качество поверхности, что невозможно при горячей прокатке, а также особые физические свойства.

В последние  годы производство холоднокатаного  листа составляет около 40% и все более увеличивается. Это связано с тем, что во многих отраслях постоянно растет потребность в тонколистовой стали с высокими механическими свойствами, точными размерами, хорошим качеством поверхности.

В настоящее  время можно обозначить следующие основные тенденции в производстве холоднокатаной листовой стали:

- строительство  современных непрерывных станов  с 6-7 клетями, скоростью прокатки  до 50 м/с и массой рулона до 60 т;

- использование  жестких клетей с полуизгибом  валков;

- использование на станах датчиков авторегулирования натяжения, толщины и ширины полосы;

- использование  непрерывных поточных линий термообработки  вертикального или горизонтального  типа.

 

        1. Технологическая часть

 

      1.1 Требования ГОСТ к заданному  изделию

 

Технические условия на тонколистовой холоднокатаный прокат из малоуглеродистой качественной стали определены в ГОСТ 9045-80 [1]. В соответствии этому стандарту прокат изготавливается из малоуглеродистой качественной стали марки 08Ю со следующим химическим составом (табл. 1):

 

 

 

 

 

                                  Таблица 1

   Химический  состав стали марки 08Ю

элемент	массовая доля элементов,%
углерод, не более	0,07
марганец	0,2-0,35
сера, не более	0,025
фосфор, не более	0,02
алюминий	0,02-0,07
кремний, не более	0,01
хром, не более	0,03
никель, не более	0,06
медь, не более	0,06

 

Рулонный прокат допускается изготавливать с  катаной и обрезной кромкой. На кромках  не должно быть расслоений и торцевых трещин, видимых невооруженным глазом. Прокат в рулонах не должен иметь кромок, загнутых под углом 90° и более, а также скрученных и смятых концов. Металл изготавливается в дрессированном состоянии. Тонколистовой прокат должен подвергаться испытанию на выдавливание (глубина сферической лунки, табл. 2). Прокат должен быть термически обработанным (вид термической обработки устанавливается изготовителем). Полоса должна быть смазана с обеих сторон слоем нейтральной смазки.

 

                                                         Таблица 2

    Испытание  на выдавливание

толщина листа,      мм	глубина сферической  лунки не менее для категории  вытяжки   ВОВС           ОСВ            СВ           ВГ
1,0	11,2          11,1           10,8         10,5

 

Механические  свойства проката должны соответствовать данным табл. 3:

                                                      Таблица 3

    Механические  свойства проката

категория вытяжки	марка стали	предел  текучести sт, МПа не более	временное сопротивление sв,МПа	относительное удлинение,%, менее при толщине  листа 0,5-1,5 мм	твердость по Роквеллу, НRB, не более
ВОСВ	08Ю	186	255-323	40	46
ОСВ	08Ю	196	255-323	36	46
СВ	08Ю	206	255-353	34	48

 

Согласно ГОСТ 7566-81 [2] прокат принимают партиями. Партия должна состоять из стали одной плавки-ковша, одной садки в печь или одного режима термической обработки для  печей непрерывного действия, одной  категории вытяжки, одной толщины, одной группы отделки поверхности и сопровождаться одним документом о качестве, содержащем:

- наименование и товарный  знак предприятия-изготовителя;

- наименование потребителя;

- номер заказа;

- дату выписки документа  о качестве;

- номер вагона  или транспортного средства;

- марку стали;

- номер плавки  и номер партии (если плавка  делится на партии);

- номер НТД;

- химический  состав стали по ковшевой пробе  или в готовом прокате;

- результаты  всех испытаний;

- изображение  знака качества (если он присвоен  продукции);

- штамп отдела технического контроля.

Для проверки качества проката от партии отбирают два листа  или один рулон.

При получении  неудовлетворительных результатов  испытаний хотя бы по одному из показателей  проводят повторные испытания.

Mаркировку наносят  непосредственно на поверхность рулона или на ярлык. Маркировка на ярлыке или наружном конце рулона должна содержать:

- товарный знак  изготовителя;

- марку стали  или ее условное обозначение;

- номер плавки  или его условное обозначение;

- номер партии (если плавка делится на партии);

- размер продукции.

Прокат транспортируется всеми видами транспортных средств. Прокат хранится в закрытом помещении  или в условиях, исключающих попадание  на него влаги.

Сортамент проката  определен в ГОСТ 19904-74 [3]. Согласно нему предельные отклонения по толщине стали, поставляемой в рулонах, в любой точке измерения не должны превышать следующих норм (табл. 4).

 

                                                        Таблица 4

  Предельные  отклонения по толщине стали

толщина стали, мм	предельные отклонения по толщине при ширине 1000-1500 мм  повышенная  точность прокатки         нормальная
0,9-1,2	±0,09                            ±0,11

 

Предельные  отклонения по ширине стали в рулонах с необрезаной кромкой +20 мм.

Серповидность стали в рулонах менее 10 мм на длине 3 м.

Сталь в рулонах  не должна иметь скрученных и смятых концов.

Телескопичность не должна превышать 75 мм.

Измерение толщины стали  производят на расстоянии более 40 мм от кромок и 2 м от конца рулона.

 

    1.2 Выбор  схемы технологического процесса  производства

 

На рис.1 приведена технологическая  схема производства холоднокатаной полосы.

 

       Технологическая  схема производства

            холоднокатаной полосы

 

                    

 

                     Рис.1

 

Первой операцией  в цехе холодной прокатки является очистка поверхности листов от окалины, чтобы она не вдавливалась при  холодной прокатке в металл и валки. Прокатка осуществляется для получения тонкой полосы в рулонах толщиной 1,0 мм. С целью повышения производительности стана и технологических агрегатов прокатку и отделку полосы осуществляют рулонным способом, т.е. полоса сматывается в рулоны. Готовый прокат подвергается светлому рекристаллизационному отжигу для устранения наклепа и достижения требуемых механических (предел текучести, относительное удлинение) и технологических (штампуемость) свойств. Затем осуществляется дрессировка - холодная прокатка полосы с величиной относительной деформации 1% с целью улучшения поверхности стали, имеющей после горячей прокатки и травления много неровностей, а также для создания поверхностного упрочнения (наклепа), что имеет существенное значение для листов, подвергаемых в дальнейшем холодной штамповке, так как при недостаточно жесткой поверхности металла на ней могут появиться линии сдвига (следы от пересечения плоскостей сдвигов с внешней поверхностью листа).

1.3. Выбор типа  оборудования и его основных 

      параметров

 

Для реализации принятой схемы производства (см. п. 1.2) выбирается цех холодной прокатки с непрерывным четырехклетьевым станом 500/1400х1700. Этот стан предназначен для холодной прокатки горячекатаных травленых полос, свернутых в рулоны. Краткая техническая характеристика стана приведена в табл. 6.

                                      Таблица 6

   Техническая  характеристика непрерывного стана  500/1400х1700

Показатели	значение  показателя
Размеры полосы в мм:    толщина      ширина	1,8-5,0* 0,4-2,5 600-1550
Диаметр рулона в мм:    внутренний    наружный	600 до 2200
Масса рулона в  т	до 30
Скорость прокатки в м/сек	до 25
Заправочная скорость в м/сек	0,75
Диаметры в  мм:    головок  разматывателя    барабана  моталки	600 600
Диаметры валков в мм:    рабочих    опорных	500/470 1400/1370
Длина бочки  валков в мм	1700
Наибольшее  натяжение в кН:    на разматывателе    на моталке	30 120
Наибольшее  давление металла на валки при  прокатке в МН	200

* В числителе  - размеры исходной заготовки,  в знаменателе - размеры готовой  продукции

 

Для удаления окалины используется непрерывный травильный агрегат, что  обеспечивает высокую производительность, максимальную автоматизацию процесса, минимальный расход кислоты и  наиболее благоприятные условия  труда. Травление осуществляется в  растворе соляной кислоты, что имеет следующие преимущества перед травлением в растворе серной кислоты: лучшее качество поверхности полосы после травления; уменьшение потерь металла при травлении на 25%; снижение стоимости травления (соляная кислота дешевле серной); повышение интенсивности растворения окалины в 1,6-2 раза; значительное снижение расхода кислоты. Концентрация раствора соляной кислоты 15%, температура травления 90°С