Прокатка уголка 45 на стане 350

 

   ВСТУП

 

 

 Прокатне виробництво  – це завершальна стадія металургійного  виробництва. Через прокатні цехи проходить близько 92 % виплавленого металу. Вони роблять готову продукцію: рейки, балки, швелери чи трубні заготівки (прутки, листи і т.д. ). Прокатні вироби широко застосовують у машинобудуванні, будівництві, сільському господарстві, на транспорті, у метизном виробництві. Прокатне виробництво представляє комплекс взаємозалежних технологічних переділів, що визначають якість прокатної продукції і техніко-економічних показників роботи прокатних цехів. Розвиток сучасного прокатного виробництва базується на використанні нового нагрівального, прокатного й оздоблювального устаткування, що характеризується більш високими швидкостями й інтенсивними режимами роботи, усіма зростаючими масами вихідного продукту, підвищенням якості вихідного злитка і безперервно литої заготівки.

ПАТ «Дніпровський металургійний  комбінат імені Ф.Е. Дзержинського» одне з найбільших промислових підприємств гірничо-металургійного комплексу України, входить до числа шести провідних металургійних комбінатів країни за обсягами промислового виробництва і реалізації металопрокату. 

Напівбезперервний стан 350, введений в експлуатацію в 1967 році, реконструйований в 1982 - 83 роках. Обладнання цеху розміщено в поздовжньому прольоті шириною 36 м і довжиною 354 м, склад заготовок - у двох поперечний прольотах сумарними розмірами 30 х 150 м. Загальна площа всіх прольотів стана 61366 м². Загальна маса устаткування стану 19600 т.

Комбінат проводе повну реконструкцію свого прокатного стану 350 в стан 400/200. ДМКД розраховує за допомогою оновленого стану при   повністю освоєній в результаті реконструкції потужності, крім нинішнього сортаменту профілів, прокатувати катанку і круглу сталь діаметром 5.5 - 22 мм, сталь арматурну № 6-22, куточки рівнополочні № 2.5-3, швелери № 5-6.  Реконструкція стану припускає введення в експлуатацію в дві черги. Першочерговим завданням реконструкції сортопрокатного цеху на підприємстві називають будівництво дротяної лінії потужністю 600 тисяч тонн продукції на рік, що дозволить ДМКД повністю забезпечити власні потреби в катанці, а також реалізовувати продукцію зовнішнім споживачам. Першу чергу реконструкції планується завершити до кінця 2012 року. У рамках першої черги передбачено будівництво нагрівальної печі № 1, спорудження електропідстанції та модернізація кранового господарства. Наступним етапом стане будівництво нової сортової лінії.

В курсовому проекті  приведена характеристика устаткування стану, його призначення і сортамент, обґрунтування конструкції робочої кліті, розрахунки на міцність та пружну деформацію валків, станини, натискного механізму.

 

1 ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАТКУВАННЯ СТАНУ

 

Стан 350 побудований в 1967 році. Обладнання стану фірмі SKET, Німеччина. Проектна потужність 1150 тис. т. на рік. Стан розташований в 3 лінії, обладнані обвідними апаратами (рисунок 1.1).

 

 

1 — загрузочні грати; 2 — штовхачі; 3 — нагріваючі пічі; 4 — кишеня для бракованої заготовки; 5 — амортизатор у пічей; 6 — рольганг; 7 — ножиці; 8 — кантувачі; 9 — горизонт. кліті 530; 10 — вертикальні кліті 420; 11 — горизонтальні кліті 420; 12 — вертикальні кліті 370; 13 — горизонт. кліті 370; 14 — шлепперний транспортер; 15 — переводна стрілка; 16 — дискові пили; 17 — двусторонній холодильник; 18 — привід клапанів холодильника; 19 — сортоправильная машина; 20 — пакетуючі рольганги; 21 — ножиці холодної різки; 22 — шлеппери; 23 — піч для термообработки прокату; 24 — уборочні кишені.

 

Рисунок 1.1-Розташування обладнання стану 350

 

 

 

 

 

 

Перша чорнова лінія складається з 10 клітей, з них 6 клітей з горизонтальним і 4 кліті з вертикальним розташуванням валків. Друга лінія складається з двох клітей з горизонтальним розташуванням валків. Третя (чистова) лінія складається з двох клітей з горизонтальним і однієї з вертикальним розташуванням валків.

Вихідною заготовкою для всього сортаменту є квадрат зі стороною 125, 130, 150, 160 і 162 мм.

Нагрівання заготовки здійснюється в 2-х методичних нагрівальних печах, опалювальних природним газом.

Прокатаний метал йде в 2 протока: через правий і лівий холодильники, через правильні машини, піддається порізці на мірні довжина на ножицях холодної різки. Оздоблення, упаковка та відвантаження готової продукції виробляється на складі закритого типу. У цеху є майстерня прт (підшипники рідинного тертя), токарні ділянки для розточування нових и ремонту прокатних валків стану 350.

 

1.1 Призначення і основний сортамент стану

 

Застосовують такі типи сталі: сталь вуглецева звичайної  якості; сталь  вуглецева якісна (конструкційна); сталь низьколегована; сталь легована. А саме Ст0, Ст1 – 5кп, Ст1 – 5пс, Ст – 5сп, 08 – 20кп, 10 – 35, 09Г2, 09Г2С,

09Г2Д, 14Г2,  10ХСНД,   15ХСНД, А36, 20Х – 40Х, 12Х17, 35ГС, 65Г ,  3пс, 3сп,  St37пс, St37сп, RSt37, 35 сел., St44, А36, 09ПС, S235JR, S235J0, S235J₂, S235JRG_2, S235J₂G₃, S275J0, S2757JR, S335J0н/л, S355J0лег., S235JRн/л,  S235JRлег., S235J₂н/л., S235J₂лег., S355J₂G₃ н/л, S355J₂G₃ лег., Ст0.                                                                                                                                                              

Дозволяється    прокатка    інших    марок    сталі    згідно    заказів.

 

 

 

 

Таблиця 1.1 – Сортамент  профілів, що прокатують на стані «350»

Профіль	Нормативний документ
Швелер №6,5У, 8У, 10У	ДСТУ 3436 – 96
Швелер U65, U80, U100	DIN 1026
Прокат круглий  діаметром від 30 до 65мм	ГОСТ 2590 – 88 ТУ У 14-2-1223-98
Балка двотаврова №10	ГОСТ 8239 – 89
Прокат арматурний діаметром 25, 32, 40мм	ГОСТ 3760 – 98
Прокат арматурний № 36,40	ГОСТ 5781 – 82
Кутовий профіль рівнополичний від №4,0 до №10,0 з товщиною полиці від 4 до 12мм	ДСТУ 2251 – 93 BS EN 10056-1:1999 DIN 1028 – 94
Кутовий профіль  нерівнополичний  №5,6/3,6 з товщиною полиці 5мм; №7,5/5,0 з товщиною полиці від 5 до 8мм	ГОСТ 8510 – 86
Сталь смугова 30x90мм	ГОСТ 103 ТУ ДМК від 25.07.2002р.
Профіль періодичний  для аглофабрики ПКА-2	ТУ ДМК від 25.07.2002р.

 

 

1.2 Обґрунтування конструкції робочої кліті стану

 

Робоча кліть - основний елемент головної лінії прокатного стану, що включає пристрої для розміщення, регулювання та закріплення прокатних валків; для деформації металу в прокатних валках. Складається з двох масивних сталевих станин марки 50Х, встановлених на плитовинах, що прикріплюються до фундаменту анкерними болтами. У станинах-подушки з підшипниками і прокатні валки, пристрої для переміщення верхнього и нижнього валка по висоті, направляючі проводки для прокату матеріалу.

Конструкція основних деталей  і механізмів прокатного стану і, зокрема прокатної кліті, незважаючи на їх різне призначення і різноманіття, у багатьох випадках, однакова [3].

Напівбезперервний стан 350 складається з 15 робочих клітей, розташованих у три лінії, в 10 клітях (з них 4 вертикальні В1, 4В, В2, 7В) утворюють дві безперервні групи, по одному - 2 горизонтальні кліті 9Г і 10Г (із сталі 5Л); у третій - 3 кліті (з них одна 11В вертикальна і дві горизонтальні 12Г і 14Г) утворюють безперервну групу. Кожна кліть має індивідуальний привід від електродвигуна з регулюванням частоти обертання. Максимальна швидкість прокатки в чистовій кліті до 15 м/с.

Матеріал валків: в кліті 1Г - тільки сталеві (55Х) в інших клітях крім 12Г і 14Г - тільки чавунні типу СШХН-42 і СШХН-50, а в клітях 12Г і 14Г типу СШХН-50, СШХН-65 і СПХН60. Підшипники валків всіх клітей рідинного тертя. Станина всіх горизонтальних клітей - відкритого типу з приводом натискних гвинтів верхніх валків від електродвигунів, зі швидкістю 0.23 мм/с, та ручним приводом натискних гвинтів нижніх валків. Станини вертикальних клітей В1, 4В, В2, 7В, 11В - закритого типу, стаціонарні, переміщаються лише змінні касети з робочими валками і натискним пристроєм для їх установки у горизонтальному положенні [2].

Станина чорнової робочої кліті сприймає всі зусилля, що виникають при прокатці металу, і того виконується масивною - до 60-120 т і більш. Станина встановлюється на фундаментні, прикріплюється болтами до бетонного або залізобетонного фундаменту. За конструкцією станини робочої кліті ділять на два типи: закритого і відкритого.

Станина відкритого типу складається з двох частин: власне станини і кришки. Кришку скріплюють зі станиною болтами або клинами. Така станина характеризується меншою жорсткістю в порівнянні зі станинами закритого типу, дозволяє здійснювати перевалку валків безпосередньо краном (вгору) при знятій кришці.

Розміри станин визначаються наступними умовами:

1. Можливістю розміщення у вікні станини подушок валків і кінця натискного гвинт;

2. Необхідною міцністю і жорсткістю.

Щоб процес прокатки протікав нормально, валки повинні займати в робочій кліті певне положення. Для цього в кожній робочій кліті передбачені наступні механізми та пристрої:

1. Вертикальні установки валків (натискні механізми);

2. Осьові установки валків;

3. Урівноваження верхнього  валка.

Установка валків у вертикальній площині на більшості станів здійснюється за допомогою спеціального механізму з натискного гвинта, який називається натискним.

Положення валків при прокатці не змінюється, необхідну відстань між ними встановлюють заздалегідь при налагодженні стана. Необхідну відстань між валками встановлюють переміщенням верхнього і нижнього валків. Швидкість переміщення валків обмежується необхідною точністю їх налаштування. На практиці швидкість установки верхнього валка беруть 5...25 мм/сек.

Пристрої для урівноваження  верхнього валка застосовуються для усунення наступний негативних явища:

1. При холостому ході під дією маси верхнього валка і його подушок між торцями натискних гвинтів і їх підп'ятників, а також у різьбі натискної гайки неминучий утворили б зазор. При подальшій задачі металу у валки виникли б динамічні навантаження на шийки валка і на натискний гвинт, які супроводжували б сильним ударом;

2. Зазор між валками не відповідав би необхідному обтисненню внаслідок невідомої величини зазору.

На сортових станах переміщення валків і маса врівноважування деталей невеликі, тому застосовують пружинний пристрій для урівноваження верхнього валка [5].

При прокатці на сортових станах необхідно точно встановити валки не тільки по висоті, але й в осьовому напрямку, щоб калібри були правильної форми. Для цього застосовують пристрій для осьового регулювання валка.

Осьове регулювання положення валків на сортових станах виконують за допомогою двох важильних систем. У кліті дуо 350 такий пристрій монтується на станині з одного боку робочої кліті для осьового регулювання верхнього валка.

Валковий вузол складається з валка, підшипників, двох подушок і різного типу кришок, кілець, втулок, ущільнювачів.

Підшипники прокатних  валків працюють при дуже великих  навантаженнях, що доходять до 30-60 МН на валок. Можливі габарити їх обмежуються діаметром бочки валків. Підшипники (кочення або рідинного тертя) встановлюються в масивних корпусах, званих подушками, які розташовуються в станині.

Кліть включає в себе: вузол станин, вузли верхнього та нижнього робочих валків, нижній натискний механізм, верхній натискний механізм, що врівноважують пристрій, вузол плитовин.

Валок складається з  декількох елементів: бочки, шийок, розташованих з обох боків від бочки і спираються на підшипники, та хвостовиків.

Особливістю сортопрокатних валків є забезпечення сталості або невеликого спаду твердості на глибині врізу струмків.

Для опускання та підіймання валків у кліті передбачені верхні і нижні натискні пристрої. Застосовуються для установки валків у вертикальній площині.

Від електродвигуна момент передається на вал натискного механізму за допомогою трьох зубчастих колес. Одна з шестерень насаджена на кінець вала електродвигуна і зчиплюється з паразитним колесом, яке передає обертання зубчастому вінцю. На одному кінці вала натискного механізму нарізані шліці, які входять в пази маточин. Таким чином, обертання передається на вал натискного механізму. При обертанні колес і маточин здійснюється обертання гвинтів в натискних гайках і поступальне переміщення натискних гвинтів. Привід нижнього натискного гвинта здійснюється через черв'ячний редуктор. Поверхні тертя в п'яті натискного гвинта додана сферична форма для кращої самоустановки подушки з підшипником по осі натискного гвинта [2].

Гайки натискних гвинтів - найбільш швидкозношувані деталі. Їх виготовляють з литої бронзи марок БРАЖ9-4. Для економії бронзи гайки роблять складовими з зовнішнім бандажем з високоміцного чавуна. Застосовується рідке мастило натискної пари гвинт - гайка. У цьому випадку знос їх різьблення в 1,5 ... 2 рази менше, ніж при густих мастилах. При подачі рідкого змащування масло стікає по різьбі гвинта в його підп'ятник і звідти - в загальну циркуляційну систему. На натискних гвинтах зазвичай застосовують одноходове різьблення.

Для врівноваження верхнього  валка з подушками в сортових клітях застосовують пружинний врівноважуючий пристрій, так як маса врівноважувальних деталей невелика. Валок врівноважується за допомогою двох пружин, які спираються на траверсу. Пружини встановлені в росточках траверси прокатної кліті. Пружинам повідомляється попереднє затягування за допомогою гайок, передбачених на кінцях тяг. До кінців цих тяг прикріплена траверса, що з'єднується з подушками верхнього валка [5].