Разработка режимов прокатки листовой стали

 

 

ВСТУП

 

 

Розвиток  промисловості, сільського господарства, будівництва, транспорту багато в чому залежить від виробництва листів, прокату чорних металів. Механічне, електричне і допоміжне устаткування систем і засобів автоматизації  виробничого процесу підлягають єдиній меті – забезпечення необхідної якості, службових властивостей і  об'єму виробничої продукції.

Споживання  сталі, у тому числі і листової, визначається рівнем індустріалізації і економічного розвитку країни. У  міру зростання , машинобудування, будівництва, транспорту, частка зростання об'єму  виробництва сталі в загальному об'ємі валової продукції повинна  зростати. Не дивлячись на виробництво  кольорових металів і синтетичних  матеріалів на металевій основі, сталь  і в першу чергу сталевий листовий прокат продовжують залишатися основними  конструкційними матеріалами як в машинобудуванні, так і в  будівництві.

Переважне зростання споживання листового  прокату спостерігається в різних галузях машинобудування – сільськогосподарському, важкому, транспортному, енергетичному. Найбільша частка споживання листового  прокату в електротехнічній промисловості  і машинобудуванні для легкої і харчової промисловості.

В даний  час листопрокатне виробництво  в Україні, як втім і весь металургійний  комплекс в цілому, переживають не кращі часи. Але необхідно відзначити, що за останні декілька років намітилися позитивні тенденції до збільшення об'єму виробництва листового  прокату, який користується попитом  на світовому ринку. Сподіватимемося, що це послужить тим необхідним зсувом, який допоможе вивести чорну металургію України в ряд високорентабельних виробництв.

 

 

1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

 

 

1.1 Призначення товстолистового стану 2250

 

Стан 2250 призначений для гарячого виробництва листів 4 – 25 мм, шириною від 1219 до 2000 мм, довжиною від 2400 до 12000 мм (при загальній довжині до 18 м) з кромкою обріза з вуглецевих, конструкційних, низьколегованих і легованих (зокрема неіржавіючих і інших спеціальних марок сталей), з тимчасовим опором руйнуванню в холодному стані до 780 Н/мм².

Заготівкою  для виробництва листів є сляби  товщиною від 105 до 250 мм, шириною 550 – 1050 мм і завдовжки 1200 – 1850 мм. При масі сляба від 0,55 до 3,8 т.

 

1.2 Технологічний процес виробництва та характеристика обладнання на товстолистовому стані 2250

 

1.2.1 Нагрівання і видача слябів в прокатку

 

Вихідним  матеріалом служать сляби, прокатані  на блюмінгу 1250 і такі, що поставляються  іншими заводами. Раціональні розміри  слябів визначаються залежно від  схеми прокатки на кліті ДУО, та умов нагріву в печі.

Таблиця 1.2 Сортамент слябів

Товщина, мм	Ширина, мм	Довжина, мм	Маса, кг
105-250	550-1050	1200-1850	550-3800

 

Призначення слябів в прокатку і фабрикація листів проводиться інженером-фабрикатором або бригадиром по переміщенню сировини. Робиться вибіркова перевірка розмірів слябів, стан поверхні, якість обробки і форми бічних граней. Сляби штабелюються за плавкою і за розміром. Всі сляби повинні бути обернути клеймом в одну сторону. Окрім знаків таврування, кожний сляб повинен бути замаркірований вапном або фарбою, причому на торці, де розташовані клейма, наноситься номер плавки і марка сталі, а на протилежному торці – номінальні розміри сляба. Сляби з суцільною зачисткою дефектів глибиною більше 30 мм на площині, що перевищує 30% площі широкої грані, виділяються в окрему партію і маркіруються по бічній грані «легкий».

Сляби подаються  на завантажувальний рольганг через  приймальні столи, при гарячому посаді – стопами за допомогою підхватів, при холодному в основному  магнітами. При посаді слябів шириною  до 700 мм з приймального столу одночасно  зіштовхуються і задаються в  піч два сляби. Гарячі сляби для  уникнення одностороннього нагріву  роликів повинні безперервно  переміщатися по рольгангу. Перед посадкою в піч поверхня слябів повинна  бути ретельно обчищена від сміття, шлаку і окалини. Посадка слябів в нагрівальні печі повинна проводитися  в порядку, рівномірно у всі ряди. У разі великої різниці в товщині  або режимах нагріву допускається посадка товстих слябів в одну піч, а тонких в іншу. При посадці  слябів різних марок сталі близьких розмірів, їх розділяють слябами з  різко відмінними габаритами.

Щоб уникнути порушень в режимах нагріву і  роботи печі забороняється при холодній посадці завантажувати в піч  сляби, що розрізняються по товщині  більше ніж на 30 мм. Забороняється: розривати плавки при посадці в піч; проводити посадку в піч слябів без сертифікату на плавку і завдання на посадку.

Нагрівальні печі призначені для нагріву слябів перед прокаткою, кількість печей  – дві: тип - методичні чотирьохзонні  з нижнім підігрівом, торцевими завантаженням  і видачею, дворядні. Пальники низького тиску «труба в трубі».

Щоб уникнути надмірного утворення окалин нагрів необхідно вести форсовано. Щоб  уникнути підсосу повітря через  вікна томильної зони тиск в пічному  просторі необхідно підтримувати позитивним, рівним 22,5–24,5 кПа.

Основні види і причини браку через  порушення технології нагріву:

• нагрів заготівок;
• перегрів поверхні;
• перепал металу в печі;
• окалина на слябах;
• нерівномірний нагрів заготівок по товщині або довжині.

Виданий з печі сляб має  , в залежності від розміру сляба і марки сталі.

 

1.2.2 Чорнова лінія стану 2250. Кліть «ДУО»

 

Виданий з печі сляб по приймальному і робочому рольгангу переміщається до валків і задається в них при мінімальних оборотах. Якщо сляб рухається не по осі рольганга, то він на ходу центрується одною з лінійок маніпулятора, окалина, що знаходиться на поверхні сляба, віддаляється вальцювальником. Перші два пропуски проводяться уздовж слябу: при подовжній прокатці, щоб уникнути отримання вузьких кінців розкату, сумарна величина витяжки повинна бути максимальною (не менше 15 20% від товщини сляба), при цьому довжина розкату, що виходить після цих пропусків, не повинна перевищувати 2300 мм.

При поперечній прокатці для отримання потрібної  ширини розкату з припуском кромок, сумарна величина обжимання обмежується  довжиною сляба і необхідною шириною  листа.

Сумарне обжимання двох перших пропусків  розподіляється між пропусками так, щоб забезпечити хороше розпушування і збивання окалини; зменшення згинання слябів в другому пропуску, щоб полегшити кантівку сляба. Згинання сляба зменшується із зменшенням обтиснення.

При поперечній прокатці, окрім вимірювання довжини  сляба після протяжки, проводиться  вибірково вимірювання ширини розкату  перед останнім пропуском. При цьому  лінійка накладається посередині розкату. У всіх випадках вимірювання ширини розкату лінійка накладається перпендикулярно  до осі розкату. Величина припуску на обрізання кромок встановлюється в  межах 80 140 мм, залежно від ширини листа, схеми прокатки, ширини листа, товщини сляба.

Товщина підкату, що передається на чистову  кліть, призначається у кожному  окремому випадку, виходячи з рівномірного завантаження клітей і максимальної продуктивності стану. При настройці чорнової і чистової клітей, а також при отриманні серповидних розкатів на обох клітях проводиться вимірювання товщини по двох сторонах. При перекосі валів у вертикальній площині до 2 мм за допомогою клина опускають і піднімають на необхідну величину праву сторону верхнього валу, при великому перекосі користуються валом черв'яка натискного гвинта.

Температура початку прокатки слябів, заміряна оптичним пірометром після другого  пропуску і видалення окалини, повинна  бути 1160°С – для сталі із змістом  вуглецю до 0,3%, 1180°С – для сталі  із змістом вуглецю 0,3% і більше. Якщо розкат, унаслідок великої опуклості  валів, має середину тонше за кромки, то при розбитті ширини набуває бочкоподібну форму. Температура кінця прокатки або температура розкату, що відправляється на чистову кліть, повинна бути не менше 1020°С – для розкату товщиною до 20 мм; 1050°С – для розкату товщиною більше 20 мм. Розкат повинен прокатуватися і відправлятися на чистову кліть строго по осі рольганга.

При прокатці на чорновій кліті з поверхні сляба  повинна бути повністю видалена пічна  окалина. Окалину з поверхні смуги  видаляють за допомогою гідрозбива, встановленого із задньої сторони кліті. На верхню і нижню поверхню розкату вода подається із тиском 10,1 11,1 МПа, вона прямує на поверхню розкату проти його руху. Кут нахилу сопел повинен складати 12 16° від вертикалі. Подача води включається перед підходом до гідрозбиву переднього кінця розкату, а вимикається відразу після виходу з під гідрозбива заднього кінця розкату.

Робоча  кліть: тип «ДУО» – реверсивна; станини закритого типу, литі.

Діаметр валу – 940 мм, зусилля проктаки, що допускається – 1700 т, Максимальна висота підйому верхнього валу – 600 мм

Привід  валів – через універсальні шпинделі і шестерінчасту кліть від  двох реверсивних двигунів постійного струму потужністю 1150 кВт кожний, з  числом оборотів 0-23-32 об/хв.

Мінімальна  товщина розкату – 15 мм, максимальна  ширина розкату – 2150 мм. Розміри валів приведені в таблиці 1.3.

 

Таблиця 1.3 Розміри валків кліті Дуо

Бочка		Шийка		Приводний кінець		Маса валу, кг
діаметр, мм	довжина, мм	діаметр, мм	діаметр мм	довжина, мм	діаметр, мм
940	2500	640	690	520	500	18500

 

Матеріал  валів – чавун ЛШН-45 чи ЛШН-50. Мінімально допустимий діаметр бочки валів  після переточування – 885 мм.

 

1.2.3 Чистова лінія стану 2250. Кліть «Кварто»

Робоча  кліть: тип – «Кварто» – реверсивна, допустиме зусилля прокатки , максимальна висота підйому верхньої пари валів – 100 мм, привід через універсальні шпиндель і шестерінчасту кліть від двигуна постійного струму потужністю 2300 кВт, з числом оборотів 4,8 – 6,7 рад/с.

На початку  прокатки і при переході на прокатку іншого типорозміру, а також при  зміні марки сталі або режиму обтиснень на перших листах вимірюється товщина розкату перед останнім проходом, товщина і ширина листів після прокатки. Після отримання листа необхідного розміру і форми, подальші листи вимірюються через 10 15 розкатів, у разі потреби кожний. Ширина вимірюється в найвужчій частині розкату, не підлягаючий кінцевому обрізанню.

Прокатку  листів на стані слід вести тільки з мінусовими допусками згідно стандарту. При прокатці листів товщиною 4 7 мм всіх ширин , особливо з низьколегованих і міцних вуглецевих марок сталі, для зняття хвилястості кромок, зменшення поперечної різнотовщиності слід застосовувати прогладжування в останньому пропуску з установкою розміру між валами на 0,3 0,1 мм, більше, ніж в попередньому пропуску. При прогладжуванні, окрім зменшення різнотовщиності листа, відбувається також загальне зменшення товщини на 0,4 0,7 мм. Величина «підриву» при прогладжуванні залежить від розмірів листа, марки сталі, температури листа, виробки робочих і опорних валків, їх температури і інших чинників.

Температура початку прокатки листів на чистовій кліті після першого пропуску повинна складати не менше 960°С –  для розкатів товщиною до 20 мм; 1000°С – для розкатів товщиною понад 30 мм. При прокатці товстих листів з обмеженням температури початку прокатки, вона може бути понижена до 950ºС. Температура перед останнім пропуском повинна бути не нижчою 720°С. За один пропуск температура тонкого листа знижується на 40 50°С, листи 4 5 мм які мають температуру останнього пропуску не нижче 670°С, можуть вважатися такими, що прокатані нормально. Температура вимірюється фотоелектричним або радіаційним пірометрами, встановленими позаду чистової кліті. Вимірювання слід фіксувати тільки за відсутності на поверхні розкату води.

Опорні  валки. Матеріал валків – кована сталь, марки 9ХФ.

Розміри опорних валків приведені в таблиці 1.4.

Таблиця 1.4 Розміри опорних валків кліті «Кварто»

Бочка		Шийка		Маса валу, кг
діаметр, мм	довжина, мм	діаметр, мм	довжина, мм
1310	2250	750	760	30400

 

Мінімальний допустимий діаметр бочки – 1270 мм

Робочі  вали. Матеріал валків – чавун ЛП-58.