Стальной горячекатаный уголок

      а) уменьшение толщины проката в результате удаления дефекта не должно до сварки превышать 2% номинальной толщины в одном сечении;

      б) все сварочные операции должны выполняться квалифицированными сварщиками с применением сварочных электродов, соответствующих марке исправляемого материала, и затем сварочный процесс должен быть исследован и одобрен. Прокат принимают по плавкам. Объем контроля проката для испытаний должен быть не менее 50т взятого от каждой плавки, масса которой должна быть не менее 50т. От каждой контролируемой партии и диапазона толщины в соответствии с таблицей Б.1 проводят:

• Одно испытание на растяжение;
• Комплект из трех испытаний на удар при температуре 0⁰ С для марки категории С и комплект из трех испытаний при температуре минус 20⁰ С для марки категории Д

и, если оговорено в заказе,

• Комплект из трех испытаний на удар при температуре 20⁰ С для марки категории В.

      Основные марки стали, из которой изготовляется уголок стальной горячекатаный №10 приведены в ГОСТ 380-94[2]. Настоящий стандарт распространяется на углеродистую сталь обыкновенного качества, предназначенную для изготовления проката горячекатаного: сортового, фасонного, толстолистового, тонколистового, широкополосного и холоднокатаного тонколистового, а также слитков, блюмов, слябов, сутунки, заготовок катаной и непрерывнолитой, труб, поковок и штамповок, ленты, проволоки, метизов и др. Углеродистую сталь обыкновенного качества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп ,Ст1сп, Ст1пс, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, С3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс ,Ст6пс, Ст6сп.  Буквы Ст обозначают “Сталь ”, цифры – условный номер марки в зависимости от химического состава, буквы”кп”, “пс”, “сп” – степень раскисления (“кп” –кипящая,”пс” – полуспокойная, ”сп” – спокойная). Сопоставление марок стали типа “Ст” и типа “Fe” приведено в таблице А.1. Требования к химическому составу стали марок Fe310, Fe360, Fe430, Fe 490, Fe 510, Fe590, Fe690 приведены ниже. Степень раскисления, если она не указана в заказе, устанавливает изготовитель. Химический состав стали по плавочному анализу ковшовой пробы должен соответствовать нормам, приведенным в таблице 1.

Таблица 1:

Марка стали	Массовая доля элементов, %
	углерода	марганца	кремния
Ст3кп	0,14―0,22	0,30―0,60	не более 0,05

 

   При раскислении полуспокойной стали алюминием, титаном или другими раскислителями, не содержащими кремний, а также несколькими раскислителями (ферросилицием и алюминием, ферросилицием и титаном и др.) массовая доля кремния в стали допускается менее 0,05%.Раскисление титаном, алюминием и другими раскислителями, не содержащими кремний, указывается в документе о качестве. Массовая доля хрома, никеля и меди в стали должна быть не более 0,30% каждого. В стали, изготовленной скрап – процессом , допускается массовая доля меди до 0,40%, хрома и никеля ― до 0,35% каждого. При этом в стали марки Ст3кп массовая доля углерода должна быть  не более 0,20%.  Массовая доля азота в стали должна быть не более 0,010%.

    Допускается массовая доля азота в стали до 0,013%, если при повышении массовой доли азота на 0,001% нормативное значение массовой доли фосфора снижается на 0,005%. Массовая доля азота в стали, выплавленной в электропечах, должна быть не более 0,012%. Массовая доля серы в стали всех марок, кроме Ст0, должна быть не более 0,050%, фосфора ― не более 0,040%. Массовая доля мышьяка в стали должна быть не более 0,080%. В стали, выплавленной на базе керченских руд, массовая доля мышьяка – не более 0,150%, фосфора – не более 0,050%. Предельные отклонения по химическому составу проката, заготовок, поковок и изделий дальнейшего передела должны соответствовать приведенным в таблице 2.

 

Таблица 2:

Элемент	Предельные отклонения по химическому составу, %
	Кипящая сталь	Полуспокойная и спокойная  сталь
Углерод	±0,030	0,03
		-0,02
Марганец	0,05	0,05
	-0,04	-0,03
Кремний	−	0,03
		-0,02
Фосфор	0,006	0,005
Сера	0,006	0,005
Азот	0,002	0,002
Примечание − Для проката из стали марок Ст3кп, Ст3сп, Ст3пс, Ст3Гпс, Ст3Гсп, предназначенного для сварных конструкций, плюсовые отклонения по массовой доле углерода не допускаются.

 

Методы отбора проб для  определения химического состава  стали – по ГОСТ 7565. Химический анализ стали – по ГОСТ 17745, ГОСТ 18895, ГОСТ 22536.0 – ГОСТ 22536.11 или другими методами, утвержденными в установленном порядке и обеспечивающими необходимую точность. При разногласиях между изготовителем и потребителем оценку производят стандартными методами. Определение массовой доли хрома, никеля, меди, мышьяка, азота, а в кипящей стали также кремния, допускается не проводить при гарантии обеспечения норм изготовителем. В стали, выплавленной на базе керченских руд, определение мышьяка обязательно. Для маркировки продукции используют краску цветов.

 

Таблица А.1:

Марки стали
"Ст"	"Fe"
Ст3кп	Fe 360 - А

 

Химический состав стали  по плавочному анализу ковшовой пробы должен соответствовать нормам, указанным в таблице Б.1.

 

 

 

Таблица Б.1:

Марка стали	Категория качества	Толщина проката, мм	Массовая доля элементов, % не более				Степень раскисления
			Углерода	Фосфора	Серы	Азота
Fe 360	А	―	0,2	0,06	0,05	―	―

Примечание:   Знак <−> означает, что показатель не нормируется.

   Для стали марки Fe 360 массовая доля марганца – не более 1,60%, кремния – не более 0,55%. Массовую долю азота определяют по требованию потребителя. Для стали, раскисленной алюминием, допускается массовая доля азота до 0,015%. Массовая доля азота в стали, выплавленной в электропечах,  должна быть не более 0,012%. Предельные отклонения по химическому составу в готовом прокате должны соответствовать приведенным в таблице Б.2.

     Таблица Б.2:

Элемент	Предельные отклонения в  прокате из стали, %
	кипящей	полуспокойной и спокойной
Углерод	0,05	0,03
Марганец	−	0,1
Кремний	−	0,05
Фосфор	0,015	0,005
Сера	0,015	0,005
Азот	0,002	0,002

 

1.3 Дерево свойств

   Проанализировав нормативные документы, было составлено дерево свойств, приведенное  на рис.3.

 

 

 

 

 

2. Оборудование  и схема производства уголка  стального горячекатаного №10

2.1 Характеристика оборудования

   Сортовая сталь является одним из распространенных видов прокатной продукции. В зависимости от размеров сортовую сталь делят на категории:

        − крупносортную

        − среднесортную

        − мелкосортную

   Уголок  стальной горячекатаный №10 можно отнести к среднесортной прокатной продукции и изготовить на непрерывном среднесортном стане 450 (рис.4)[5]. Стан 450 проектной производительностью 1,5 млн.т/год впервые установлен и успешно работает с 1975г. на Западно-Сибирском металлургическом заводе. По составу оборудования, расположению клетей и технологическому процессу прокатный стан 450 является единственным в мировой практике. В сортамент стана включается производство стали угловой равнополочной (75Χ75)―(125Χ125)мм.     Исходной заготовкой квадратного т прямоугольного сечений являются: 150Χ150; 135Χ200; 150Χ200; 160Χ270мм;  длина заготовки в пределах 4―12м, масса 0,7―4,7т. На стане установлены две нагревательные печи, оставлено место для третьей печи. Черновая группа клетей состоит из трех групп, по три клети в каждой, из которых: крайние с горизонтальным расположением валков, средняя (так называемая комбинированная) может работать с установкой валков, как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Расстояние между непрерывными группами клетей принято, дифференцировано, с учетом максимальной длины раската из всего сортамента прокатываемых профилей, чтобы полоса свободно выходила и находилась между непрерывными группами клетей. Перед первой трехклетевой непрерывной группой установлены ножницы для резки заготовки на определенную длину. Усилия резания ножниц 400 тс. Перед каждой трехклетевой непрерывной черновой группой предусмотрены кантователи. Чистовая непрерывная группа состоит из семи клетей. Клети здесь различны по своему конструктивному исполнению и назначению, соответственно расположению валков: Ι, ΙV и VΙ ― комбинированные (К), остальные клети с горизонтальным расположением валков и универсальные (Г, У). Перед чистовой группой клетей установлены летучие ножницы с усилием резания 130тс, после чистовой группы ― с усилием резания 63тс. Для охлаждения раскатов готового профиля установлен двусторонний холодильник, при этом каждая секция (сторона) холодильника может работать самостоятельно. Скорость прокатки на стане 4―12м/с; средняя производительность в зависимости от профиля 180―300т/ч.Столь высокие скорость прокатки и производительность, сложный сортамент стана определили состав вспомогательного оборудования после холодильника. С каждой стороны холодильника находится по две линии отводящих рольгангов, на каждой из них установлено по два однотипных агрегата: две роликовые правильны машины (одна ―в работе, другая ―в резерве), двое ножниц холодной резки (одни ―в работе, другие ―в резерве). Для дополнительной обработки готового профиля служат ножницы холодной резки, собирательные карманы, решетки, машины для “увязки пакетов” и другое вспомогательное оборудование.

 

2.2 Технологический процесс производства уголка стального горячекатаного №10

    Рассмотрим работу оборудования среднесортного стана 450 по ходу технологического процесса прокатки и его характеристику. Заготовка на стан может подаваться в холодном состоянии или предварительно подогретой. Если необходимо прокатывать данный профиль из легированной или высокоуглеродистой стали, то заготовку предварительно медленно нагревают в подогревательных печах до 300 ―800 С⁰. Затем она передается через холодильник 1 передающими шлепперами к методическим нагревательным печам. Далее заготовку можно нагревать в методических печах интенсивно, не опасаясь возникновения больших внутренних напряжений, до необходимой температуры выдачи. Если заготовка подвергнута обработке (удалены поверхностные дефекты и она охлаждена), ее укладывают на загрузочные стеллажи, а далее транспортируют к нагревательным печам. Предусмотрено взвешивание поступающей партии заготовок и каждой заготовки отдельно. Нагрев металла осуществляется в трехзонных методических печах, работающих на газовом топливе с торцовой задачей и выдачей заготовок. Подина ―с шагающими балками. Печь может работать как двурядная (при длине заготовки от 4 до 6м) и как однорядная (при длине заготовки свыше 6м). Садка печи при расположении заготовок на подине с шагом 400мм составляет примерно 68 заготовок массой 320т. Нагретая заготовка поштучно соответственно ритму прокатки выдается из печи с помощью машины, укладывается на подпечной рольганг и транспортируется к первой непрерывной группе черновых клетей. Если обнаруживается брак переднего или заднего концов заготовки, возникает необходимость в порезке ее на части, включаются в работу ножницы. В черновых непрерывных группах клетей комбинированные клети могут работать и при горизонтальном расположении валков, что определяется калибровкой и схемой прокатки данного профиля. В чистовой группе клетей универсальные клети включаются в работу при прокатке фасонных профилей. Выходящий раскат из чистовой клети подвергается резке на мерную длину соответственно рациональному раскрою и длине холодильника ножницами, установленными за последней чистовой клетью. В том случае, когда раскат следует резать на мерные длины сразу после чистовой клети, ножницы включают на повышенный режим работы, и полосы определенной длины поступают сразу же в предусмотренные для этого карманы. Раскаты поступают на двусторонний холодильник длиной 120м с регулируемым шагом перекладывания охлаждаемых полос и устройством, обеспечивающим выдачу на любой их двух отводящих рольгангов одновременно по две полосы с заданными расстояниями между  ними, что позволяет разделить единый до холодильника поток металла на четыре параллельных потока отделки готового проката. После охлаждения на холодильнике раскаты проходят технологические операции: правку, резку на мерные длины, пакетирование, увязку пакетов, взвешивание и складирование. Кроме того, стан обслуживают установки для продольной правки отдельных полос и для правки и порезки профилей больших сечений с точностью правки 1мм/м. Работа оборудования и выполнение технологических операций максимально автоматизированы и механизированы, что исключает применение ручного труда, стабилизирует ритм работы всего стана. При этом агрегаты уборки бракованного металла удаляют отбракованные полосы из потока, не нарушая основного ритма передвижения металла.