Технология и особенности производства холоднокатаной ленты в ЛПЦ-8 ОАО «ММК»

Министерство образования и  науки Российской Федерации

 

Магнитогорский государственный

технический университет им.Г.И Носова

 

Кафедра ММТ

ОТЧЁТ

по первой технологической практике

На тему: «Технология и особенности производства холоднокатаной ленты в ЛПЦ-8 ОАО «ММК»»

 

 

 

 

Выполнил студент:        Вакильев А.Ф.

Руководитель практики от МГТУ им. Носова:   Полякова М.А.

 

Магнитогорск 2008

 

Введение.

Углеродистую  ленту применяют в бытовой  технике: радиоприёмниках, телевизорах, компьютерах, двигателях, моторах, пишущих  машинках, телефонах. Её используют в военной промышленности при изготовлении ружей, автоматов, пушек, ракет, танков, БМП, БТР, гражданских и военных самолётов и кораблей, гильз пулемётов со скорострельностью 57000 выстрелов в минуту. За углеродистую ленту предприятия СССР платили загранице огромные деньги до тех пор, пока не решили развивать это направление на своей территории. Выбор пал на Магнитку. В 1971 году Гипромез подготовил технико-экономическое обоснование. Он же разработал и техническое задание на создание проекта цеха по выпуску 300000 тонн холоднокатаной ленты.

Перед проектными институтами стояла задача создать проект цеха, который  должен обеспечить лентой все промышленные отрасли страны. Он должен выпускать  холоднокатаную ленту в количестве 150 тыс. тонн в год из стали марок 08КП, 08ПС, 10-50, 30Г с хим.составом по ГОСТ-1050-60 толщиной 1,8-4 мм, шириной 10-450 мм и столько же холоднокатаной ленты из стали марки 18ЮА по ГОСТ-803-66 толщиной 2,9 и 3,2 мм, шириной 116 и 123 мм.

При создании оборудования цеха сложно было обеспечить точность и качество. Этот цех – первый объект перехода с точности оборудования от 1 до 0,1 мм, на точность от 0,1 до 0,01 мм. Только соблюдения фактора точности и качества оборудования позволили в последующем получить качественную, высокоточную ленту.

10 февраля 1972 года первым начальником  цеха углеродистой ленты назначен  Леонид Владимирович Литвинов, который  начал подбор инженерно-технического  персонала будущего ЛПЦ-8.

Строительство цеха начато в июле 1974 года. Следовало собрать главный  производственный корпус площадью 74 тыс. кв. м, где разместить 26 тыс. тонн основного  оборудования. В него входили агрегат  укрупнения и продольной резки рулонов, непрерывно-травильный агрегат, пятиклетевой стан «630», колпаковые печи для отжига холоднокатаных рулонов, двухклетевой прокатно-дрессировочный стан, пять агрегатов продольной резки и упаковки рулонов.

В комплекс цеха вошли система водооборотного цикла, различные склады и мастерские обслуживающего персонала.

В 1982 году последовательно вступили в строй:

-10 июня – агрегат укрупнения  и продольной резки рулонов;

-5 августа – непрерывно-травильный  агрегат с комплексом установок:  регенерации, нейтрализации, выпарной;

-29 сентября – пятиклетевой стан и термическое отделение;

-12 октября – двухклетевой прокатно-дрессировочный стан.

-25 декабря 1982 года рабочая комиссия приняла в эксплуатацию комплекс ЛПЦ-8, на следующий день акты по приёмке утвердил Минчермет СССР. Цех был введён в строй действующих, заводы и предприятия начали получать необходимую ленту.

Оборудование цеха имеет высокую  степень автоматизации и механизации. В цехе действуют 28 систем автоматического  управления и регулирования технологических  процессов с использованием вычислительных комплексов.

Ныне производственная мощность цеха составляет 396 тыс. тонн продукции в  год. В декабре 1987 года коллектив  произвёл свой первый миллион углеродистой ленты. В декабре 2000 года на его счету  уже 5 миллионов.

 

 

Технология и особенности производства холоднокатаной ленты в ЛПЦ-8 ОАО  «ММК»

Цех углеродистой ленты (листопрокатный цех N 8) ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» имеет в своем сосставе агрегат укрупнения и продольного роспуска (АУР), непрерывный травильный агрегат (НТА), непрерывный пятиклетевой стан 630, газовые одностопные колпаковые печи, непрерывный двухклетьевой прокатно-дрессировочный стан 630 и пять агрегатов продольной резки (АПР) с линиями упаковки.

По проекту цех предназначен для производства холоднокатаной ленты  толщиной 1,0-4,0 мм и шириной 10-450 мм в рулонах из низкоуглеродистых (по ГОСТ 503-81) и среднеуглеродистых (по ГОСТ 2284-79) марок сталей в объеме 300 тысяч тонн в год.

С 1983 года цех освоил производство ленты проектного сортамента, а также производство ленты непроектного сортамента. Это прежде всего лента для прочных легированных марок стали с повышенным (до 0,72%) с содержанием углерода (65Г, ЗОХГСЛ, 7ХНМ, 50ХГФА), лента толщиной 0,6-0,9 мм и 4,5 мм из низко углеродистых марок стали, лента из низколегированных марок стали (20Х, 15ХГЮА, 10ЮА с содержанием титана не менее 0,02%).

Горячекатаный подкат толщиной 2,2-7,0 мм и шириной 700-1550 мм в рулонах массой до 17 т поступает со станов 2000 и 2500 горячей прокатки.

Первоначально вся лента изготавливалась из стали мартеновской выплавки. В начале 90-х годов лента из низкоуглеродистой стали стала изготавливаться из металла конвертерной выплавки. В настоящее время практически вся лента изготавливается из конвертерной стали, включая сталь 65Г.

Производство ленты из всех марок  стали (кроме прочных) осуществляется по следующей технологической схеме:

1. Поступившие со станов горячей прокатки рулоны первоначально перерабатываются на АУРе, где после размотки рулоны укрупняются путем соединения концов полос технологическим швом на сварочном комплексе Л-1700М методом контактной стыковой сварки.
2. После сварки полученный шов очищается от грата встроенным гратоснимателем.
3. Продольный роспуск исходных полос на узкие полосы шириной 250-475 мм осуществляется на многодис-i г,is ножницах оправкового типа. Распускаться исходная полоса одновременно на 2-5 узких полос, которые затем наматывается на барабанную моталку в рулоны массой до 12т каждый с наружным диаметром до 2200 мм.
4. Рулоны подката поступают на НТА, где после размотки для обеспечения непрерывности процесса травления концы рулонов соединяются швом на сварочном комплексе КСО-3201. После сварки шов зачищается от грата так же встроенным гратоснимателем. До травильных ванн полоса проходит аккумулятор с запасом петли до 260 м, окалиноломатель и четырехвалковую дрессировочную клеть. Травление полосы происходит в растворе соляной кислоты со скоростью до 2 м/с. После промывки и сушки полоса проходит еще один аккумулятор с запасом петли до 100 м и наматывается па барабанную моталку в рулоны массой до 12 т.
5. Рулоны поступают на пятиклетьевой стан 630, где подвергаются холодной прокатке с обжатием до 70-75% со скоростью до  15 м/c. Стан  оборудован системой автоматической настройки при смене сортамента на базе ЭВМ и системами монологической автоматизации, обеспечивающими высокое качество прокатываемой ленты по толщине и другим параметрам, а также высокопроизводительную работу стана. Рабочие клети стана оснащены гидронажимными механизмами, имеются установки для перевалки рабочих валков. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости используется эмульсия жирностью от 1 до 5%, которая через сопла в коллекторах подается на валки и полосу при температуре 40-55 °С.

Холодная прокатка ленты  на непрерывном стане имеет ряд особенностей. Как уже указывалось, подкат для стана получают продольным роспуском широких горячекатаных полос, поперечное сечение которых имеет выпуклую симметричную форму. Поэтому для большинства полос подката характерна клиновидность сечения. Холодная прокатка полос с клиновидным сечением вызывает трудности, особенно значительные при прохождении по пятиклетьевому стану свободных концов рулонов в процессе их задачи и выдачи. Отсутствие информации о характере и величине клиновидности подката и соответствующей системы настройки клетей приводит к недопустимой серповидности концов на межклетьевых промежутках и уходу полосы с линии прокатки. Персоналу приходится многократно подстраивать клети с периодическими остановками стана и даже вручную (отбойным молотком) вырубать дефектные концы. Все это вызывает потери времени и снижение качества концов рулонов. Исследованиями установлено, что наибольшие значения поперечной разнотолщинности (0,30-0,35 мм) характерны для широких полос из прочных марок стали. Полосы из мягкой углеродистой стали имеют выпуклость поперечного сечения не более 0,20 мм. Вырезаемые узкие полосы шириной 250-475 мм получают клиновидность 0,1 — 0,25 мм и 0,05 — 0,15 мм соответственно. В целом клиновидное л. поперечного сечения подката разных размеров и марок стали, поступающего на стан 630, оказалась значительной, что вызывает описанные выше проблемы не требует от персонала особо высокой квалификации. В процессе задачи и выдачи концов рулона на стане вальцовщики на каждой клети создают корректирующие перекосы рабочих валков, создавая форму межвалковой щели, повторяющую поперечное сечений клиновидной полосы, проходящей через клеть.

На пятиклетьевом стане 630 прокатывают ленту различных групп точности по толщине, причем готовая лента в зависимости от заказа должна иметь определенное состояние по механическим свойствам, для чего величина обжатия на двухклетьевом прокатно – дрессировочном стане 630 должна быть строго определенной в пределах от 0,5 до 21%. Это вызвало необходимость разработки системы настроечных значений (уставок) толщины прокатанном, ленты на выходе из стана для задания в системы автоматическом» регулирования толщины и натяжения (САРТиН) и настройки стана. Такая система уставок толщины ленты была разработана и внедрена.

Разработана специальная  таблица уставок толщины ленты и зависимости от стандарта, состояния ленты по механическим свойствам, группы точности по толщине и номинальной толщины готовой ленты. Такая таблица находится на центральном посту управления (ЦПУ) пятиклетьевого стана. Данные по прокатываемой ленте содержатся в сменном задании на прокатку. Пользуясь этими сведениями, оператор стана отыскивает по таблице необходимую уставку толщины, на которую бригада настраивает стан. В настоящее время описанная система уставок толщины введена в АСУ ТП стана, при этом по вызову оператора необходимая уставка передается на экаран в ЦПУ и одновременно вводится в САРТиН. Использование такой системы уставок толщины на стане 630 позволяет выпускать ленту по группам точности по толщине и требуемого состояния ленты по механическим свойствам.

6. После прокатки на непрерывном стане 630 полученные холднокатаные рулоны комплектуются для последующей термообработки в колпаковых печах в садки массой до 60 т на агрегате форирования стоп рулонов. Для термообработки ленты всего сортамента цеха разработаны и используются различные режимы отжига, обеспечивающие получение всего спектра холоднокатаной ленты из стали марок 30, 35, 40, 45, 50, 65 и 7ХНМ садка рулонов в колпаковой печи подвергается нагреву ниже температуры рекристаллизации. Остальной металл подвергается рекристаллизационному отжигу при температурах от 580 до 710 градусов С в зависимости от состояния ленты и требований стандарта.
7. Отожженные холоднокатаные рулоны после охлаждения поступают на двухклетевой прокатно-дресспровочныи стан 630. По техническим причинам стан работает одной клетью как в режиме дрессировки - с обжатием до 5%, так и в режиме прокатки с обжатием до 21%   Величина обжатия ленты на этом стане уже учтена системой уставок толщины ленты на пятиклетьевом стане. Поскольку стандарты требуют для ленты только минусовой допуск по толщине, то величина обжатия определяется уменьшением толщины ленты до середины минусового допуска по толщине. Причем степень относительного обжатия определяет во многом соответствие механических свойств ленты требованиям стандартов.. Например, величина обжатия при дрессировке ленты из стали 08Ю по ТУ 14-4-1207-82 для состояния ВГ и ОВГ при толщине ленты 3,1-4,0 мм должна быть 0,5%, а для ленты из стали 08кп и 08пс по ГОСТ 503-81 для состояния ПН и Н должна быть 18% и 21% соответственно. Дрессировка ленты обычно производится на сухих шлифованных валках. При превышении усилия дрессировки или прокатки 300 т применяют эмульсию жирностью 8-14% Соответствие холоднокатаной ленты требованиям ставдартов по механическим свойствам определяется па двухклетьевом стане неразрушающим методом на приборе ИМА-4 пли прямым методом путем отбора проб для механических и металлографических испытаний. На АПР задаются только аттестованные по механическим свойствам партии ленты.
8. На АПР немецкой фирмы "Зундвиг" производится роспуск полосы на ленты заказной ширины, обрезаются боковые кромки, осуществляется промасливание поверхности металла и смотка ленты в рулоны.

На двух АПР ширина готовой ленты от 50 до 446 мм, на трех других - от 10 до 465 мм. Внутренний" диаметр готового рулона 500 мм, наружный - до 1700 мм, масса рулона - до 6 т. Сразу посте снятия рулонов с барабана моталки они поступают на линию упаковки для взвешивания, промасливания торцов, обвязки и упаковки рулонов лент в потоке за агрегатом резки.

Производство  ленты из прочных легированных марок стали с повышенным содержанием углерода (65Г, 30ХГСА, 7XНМ, 50ХГФА) характеризуется рядом^; особенностей.

В процессе освоения производства ленты из прочных  сталей имело место при холодной прокатке на непрерывном пятиклетьевом стане 630 образование надрывов по кромкам полос, достигающие в длину 40 мм и более, что приводило к порывам полос на стане и делало невозможным их прокатку на стане. В результате исследований было установлено, что поступающий со стана 2500 горячен прокатки подкат имеет крупнопластинчатую структуру перлита (до 8-10-балла), при этом временное сопротивление разрыву составляет 65-78 кг/мм³, а относительное удлинение не превышает 10-13%, то есть имеет место низкая пластичность металла. Предварительный смягчающий отжиг горячекатаного подката при температуре 700°С существенных результатов не дал: доля зернистого перлита в микроструктуре не превышала 10-15%, а относительное удлинение повысилось в среднем на 2%. При холодной прокатке отожженного подката сохранилось большое количество порывов.

В связи  с этим для получения горячекатаного подката из прочных легированных сталей со структурой мелкопластинчатого перлита на стане 2500 горячей прокатки была разработана специальная технология сперва для стали 65Г / 2/, а затем для других марок.  Освоение этой технологии позволило получать горячекатаный подкат из прочных сталей с мелкодисперсной структурой (1-6 балла), при этом временное сопротивление разрыву увеличилось до 80-88 кг/мм^э. Попытки холодной прокатки травленых полос без предварительного отжига потерпели неудачу из-за низкой выкатываемости полос с обжатием не более 20% вследствие перегрузок привода клетей и значительного количества порывов. Предварительный смягчающий отжиг травленого подката позволил уменьшить временное сопротивление разрыву до 65-68 кг/мм², увеличить относительное удлинение до 20-24%, при этом доля зернистого перлита в микроструктуре составляет 50-80%. Такой подкат хорошо выкатывается на пятиклетьевом стане 630 с обжатиями до 45% в процессе первой холодной прокатки и с обжатиями до 60% в процессе второй холодной прокатки после промежуточ ного отжига рулонов.

Другой  очень сложной проблемой в процессе освоения производства холоднокатаной ленты из прочных марок стали явилась необходимость разработки и освоения технологии сварки горячекатаных полос из сталей марок 65Г, 30ХГСА, 7ХНМ и 50ХГФА на сварочных комплексах Л-1700М и КСО-3201. Как уже указывалось ранее, концы широких рулонов сваривают на. машине Л-1700М к головной части АУР, и рулоны с двумя-четырьмя сварными швами поступают в агрегат травления, где вновь концы рулонов сваривают на машине КСО-3201 в головной части НTA в бесконечную полосу.