Технология производства листовой холоднокатаной стали

Применяются следующие виды термической обработки: высокий отпуск до температуры 680—730° С; отжиг при температуре 760—780° С; закалка в воде или на воздухе (температура 1050— 1500° С в зависимости от марки стали).

Сталь трехслойная для отвалов плугов прокатывается толщиной 5,0; 6,0 и 7,0 мм.

Горячекатаная сталь может поставляться также в рулонах шириной от 200 до 2300 мм и толщиной 1,0—10 мм.

Сталь рулонная горячекатаная подразделяется по состоянию поверхности (травленая, нетравленая), виду кромки (обрезная, необрезная, катаная), точности прокатки (повышенной и нормальной точности).

2.2 Технология производства горячекатаной стали на непрерывных

и полунепрерывных станах

Станы бывают одно- и двуклетевые. Сортамент листов станов линейного типа обусловлен требованием производства листов толщиной выше 16 мм (менее 16 мм — сортамент непрерывных -Г станов) и большой ширины.

На старых металлургических заводах еще имеются одноклетевые толстолистовые трехвалковые станы (трио Лаута), на которых обычно прокатывают листы толщиной 4—25 мм.

Недостатки указанных станов (небольшие обжатия за проход, наличие тяжелых подъемно-качающихся столов, большая разно-толщинность листовой стали по ширине) привели к тому, что в настоящее время эти станы не строят.

Широкое распространение получили одноклетевые четырехвалковые станы, применяемые обычно для прокатки толстолистовой стали большой ширины.

Одним из вариантов одноклетевых станов является стан, имеющий клети с вертикальными валками перед четырехвалковой клетью и за ней. Такие станы могут совмещать функции слябинга и листового стана.

Крупным толстолистовым станом является стан 5335/4065. Он предназначен для прокатки стальных листов толщиной 4,8—45 и плит толщиной до 380 мм, шириной 760—5080 мм: и длиной до 38 м.

Особенность этого стана — возможность перемещения каждой станины по направляющим плитовин на расстояние 635 мм симметрично оси прокатки.

Имеются двуклетевые станы для прокатки толстого листа; с расположением рабочих клетей одна за другой (первая клеть — черновая, а вторая — чистовая).

Двуклетевые станы бывают нескольких типов: 1) черновая и чистовая клети трехвалковые Лаута; 2) черновая двухвалковая, чистовая — трехвалковая Лаута; 3) черновая — трехвалковая лл Лаута, чистовая — четырехвалковая; 4) черновая — двухвалко- Ц вая, чистовая — четырехвалковая; 5) черновая и чистовая клети — Ц четырехвалковые.

Производительность двуклетевых станов больше, чем одноклетевых. Качество листов лучше, так как чистовая клеть работает ни на подкате, очищенном от окалины в черновой клети.

В последнее время в качестве чистовой клети начали применять клети четырехвалковые, обеспечивающие прокатку листовой стали с малой разнотолщинностью по ширине, высоким качеством поверхности и большими обжатиями за проход.

Чистовые универсальные клети применяют значительно реже, чем четырехвалковые клети, так как вследствие поперечного прогиба при прокатке широких и сравнительно тонких листов они не обеспечивают эффективного обжатия кромок.

Все большее распространение за рубежом получают комбинированные обжимные листовые станы, на которых осуществляется прокатка в два нагрева, т. е. слябов из слитков в рабочей двухвалковой клети, а затем толстых листов из слябов в той же рабочей клети, но с четырьмя валками. Такие станы наиболее эффективно используют при выполнении небольших заказов широкого сортамента.

Толстолистовые станы оборудуют рабочими клетями различного типа: четырехвалковыми с неподвижными станинами закрытого типа для обеспечения максимальных обжатий за проход, минимальной разнотолщинности и высокой скорости прокатки; четырехвалковыми высокой жесткости с устройствами противоиз-гиба валков; четырехвалковыми с передвижными станинами и, следовательно, с различной длиной бочки валков для прокатки листов с большим диапазоном по ширине и максимальной шириной листов 4000 мм; четырехвалковыми, обеспечивающими повышенную точность толстолистовой стали — бесстанинного типа; комбинированными двух- и четырехвалковыми клетями с двумя — тремя комплектами валков для прокатки слябов и толстых листов с двумя нагревами.

Станы обеспечиваются устройствами для противоизгиба валков: 1) гидравлическими домкратами, при этом усилия домкратов, распирающие шейки валков, совпадают с усилием прокатки; 2) гидравлическими домкратами с приложением усилий, направленных так, что они противоположны усилиям прокатки; 3) противоизгиб опорных валков.

Нажимные механизмы рабочих четырехвалковых клетей толстолистовых станов в большинстве случаев электромеханического типа с приводом от электродвигателя постоянного тока. Кроме того, в качестве нажимных устройств применяют механизмы гидромеханического типа.

Для удаления окалины с поверхности металла перед прокаткой, а также в процессе прокатки устанавливают системы гидросбива, работающие при давлении воды до 10—20 МПа.

Станы для производства толстых листов имеют комплекс оборудования для транспортировки, правки, резки и термической обработки металла.

С целью исключения повреждения нижних поверхностей раската в технологической линии толстолистовых станов применяют транспортные средства шагающего типа. В качестве холодильников применяют холодильники с неподвижными решетками и цепными шлепперами, а также с шагающими и роликовыми холодильниками.

Вид транспортного оборудования (рольганги, шлепперы, крановые приспособления) зависит от принятой схемы технологического потока металла. Конструкции основных видов оборудования, транспортирующего металл, описаны ранее.

Для правки листовой стали в холодном и горячем состояниях применяют многороликовые правильные машины. Скорость правки принимается обычно равной 1—5 м/с. Для правки толстолистовой стали в горячем состоянии правильную машину устанавливают на продолжении рольганга за чистовой клетью, обычно на расстоянии не более 60 м. Иногда конструкция этой машины позволяет отодвигать ее в сторону по специальным направляющим с установкой на этом месте секции рольганга.

Для правки листов из легированных сталей в связи с их высокими механическими свойствами применяют правильно-растяжные машины.

Охлаждение толстолистовой стали на современных листовых станах происходит при транспортировке по рольгангам, роликовым цепным транспортерам и стеллажам-холодильникам со скоростью 0,2—0,5 м/с.

Так как толстые листы иногда поставляют с поверхностью, очищенной от окалины, то в современных цехах предусматривается установка для травления или дробеструйное устройство.

В современных листопрокатных цехах, выпускающих качественную углеродистую и легированную листовую сталь, широко применяют термиче­скую обработку. Наиболее распространенным видом термической обработки углеродистой и низколегированной листовой стали является нормализация, которая улучшает пластические свойства металла и способствует получению мелкозернистой структуры.

На некоторых толстолистовых станах печи для нормализации горячекатаной толстолистовой стали установлены непосредственно в основном техно­логическом потоке.

Некоторые станы оборудованы печами и устройствами для проведения операций отпуска и закалки с отпуском.

Отделка готовой продукции сопровождается дробеструйной очисткой поверхности листов и антикоррозионной покраской. Участки отделки листов оборудуются установками ультразвукового контроля.

Цехи по производству толстолистовой стали имеют также оборудование для зачистки поверхности листов. Для выборочной или сплошной зачистки применяют машины с абразивным кругом, установленные на самоходных тележках).

2.3 Технологический процесс производства толстых листов

Нагретые, в методических печах или в печах с выдвижным подом исходные заготовки подают к стану для прокатки по рольгангам или краном.

Толстые листы на станах линейного типа можно прокатывать различными способами в зависимости от ширины слябов, из которых прокатывают листы. В тех случаях, когда ширина сляба равна ширине листа с необрезными кромками, сляб прокатывают вдоль до необходимой толщины и длины листа.

Часто толстолистовую сталь прокатывают на станах линейного типа из слябов, ширина которых меньше ширины листов. В таких случаях процесс прокатки состоит из трех стадий. В первой стадии (протяжка), а) слябы прокатывают вдоль для улучшения формы раскатов. Во второй стадии, б) слябы прокатывают поперек для получения требуемой ширины листа. Эту стадию процесса прокатки обычно называют разбивкой ширины листа. Сляб после первых 2—4 проходов поворачивают на 90° и прокатывают поперек его длины. После получения необходимой ширины начинается третья стадия прокатки — получение необходимой толщины (при этом условие получения необходимой длины определено фабрикацией). Для этого раскат снова поворачивают на 90° и прокатывают его вдоль.

При прокатке толстых листов из слябов с шириной меньше ширины листа разбивка ширины листа может и не производиться, если ширина его будет получаться из длины сляба, а длина — из ширины сляба. Это достигается прокаткой сляба в поперечном направлении.

Прокатку таким способом широко не применяют. В этом случае длина сляба ограничивается длиной бочки валка, что ведет к значительному снижению массы сляба и, следовательно, производительности стана.

На старых станах линейного типа, производящих толстый лист из слитков, для получения необходимой ширины листа прокатку часто ведут на угол. В этом случае в первых проходах слиток прокатывают вдоль для снятия конусности и обеспечения одинаковой толщины по длине, после чего проводят прокатку на угол. Для получения раската прямоугольной формы при прокатке на угол его задают в валки то одним углом, то другим. При задаче на угол усилие прокатки металла на валки нарастает постепенно, что для старых станов с нерегулируемой скоростью валков важно, так как иначе могут возникать сильные удары. На современных станах, на которых захват металла можно осуществлять при небольших скоростях, это обстоятельство не является определяющим.

На двуклетевых листовых станах линейного типа около 80% обжатия осуществляется в черновой клети и лишь около 20% —в чистовой, что обеспечивает одинаковую загрузку этих клетей по времени. В зависимости от конечной толщины листа и сляба толщина подката, поступающего в чистовую клеть, различна. Например, при прокатке на этих станах листов толщиной 4—25 мм толщина подката составляет 15—50 мм.

Режим обжатия на толстолистовых станах рассчитывают из условия максимальных обжатий, которые не превышают допустимых усилий прокатки металла на валки, момента прокатки и углов захвата.

Температуру прокатки контролируют фотоэлектрическими пирометрами, данные измерений записываются на ленте.

Для получения удовлетворительной структуры металла после прокатки листы охлаждают на рольгангах холодильника с ребристыми роликами, установленными за чистовой клетью стана. Над роликами и внизу между ними находятся коллекторы с форсунками, присоединенными к цеховым магистралям воды и воздуха. Горячие листы, находящиеся на рольганге, могут охлаждаться водяной пылью из форсунки до 600—700° С.

Профиль валков выбирается таким, чтобы в результате прокатки получить готовый лист с минимальной разнотолщинностью. На рабочих клетях, оборудованных устройством для противоизгиба валков, имеется возможность регламентировать профиль зазора между рабочими валками, при этом листы получаются более ровными с минимальной разнотолщинностью.

Для правильной эксплуатации валков необходимо при остановках стана отключать охлаждающую жидкость, после перевалки валки необходимо укладывать на прокладки, разогрев новых, заваленных в стан валков производится по заданному инструкцией режиму.

Настройка клетей толстолистовых станов или черновых клетей полунепрерывных комбинированных станов (станов, имеющих в качестве черновой клети двух- или четырехвалковую клеть и в качестве чистовой — непрерывную группу клетей) заключается в установке уровня верхней образующей нижнего рабочего валка по отношению к уровню рольгангов; выверке и установке стрелки циферблата, показывающей раствор валков с учетом «пружины» клети.

Уровень верхней образующей нижнего рабочего валка должна - на 30—35 мм превышать уровень рольгангов. Это достигается установкой прокладок соответствующей толщины под подушки нижнего валка.

Горизонтальность нижнего валка проверяют по уровню и устанавливают также с помощью прокладки.

Параллельность валков на черновых клетях толстолистовых станов определяют обычно с помощью нутромера, для чего валки сближают на расстояние примерно 50 мм. Раствор валков замеряют нутромером на расстоянии 100 мм от краев бочки. Перекос валков устраняют включением правого или левого нажимного винта. В зависимости от толщины прокатываемых листов допускается перекос 0,1—1 мм.

На чистовых клетях толстолистовых станов параллельность валков определяют обжатием прутков из низкоуглеродистой стали диаметром 10—15 мм на 4—5 мм. Прутки закладывают на расстоянии 100 мм от краев бочки. По толщине прутков в месте обжатия судят о параллельности валков. Если перекос больше допускаемой величины (в зависимости от толщины прокатываемых листов может составлять 0,05—0,10 мм), его исправляют с помощью включения одного нажимного винта.

Стрелку циферблата устанавливают в нужное положение при соприкосновении валков, а затем ее положение корректируется на величину «пружины» клети после прохода первого сляба (замеряют толщину прокатанного сляба и сопоставляют ее с показанием стрелки циферблата) или положение стрелки заранее устанавливают на 3—5 мм больше раствора валков, а потом проводят корректировку после прокатки пробного сляба.

Обычно регламентируется разность уровней рольганга и проводок или проводок и уровня валка. Так, для стана 2300 Челябинского завода дают разность 10 мм между уровнями рольгангов и проводок и 40 мм между уровнями валков и проводок.

Регламентируется также зазор между проводками и валками. Как правило, он больше для черновой клети стана и меньше для чистовой.

При переходе на прокатку листов нового размера или при изменении марки стали проводят контроль и при необходимости корректируют показания стрелки циферблата.

Чтобы облегчить работу станинных роликов (ролики, расположенные на станинах с задней и передней стороны станов и являющиеся промежуточными между валками и роликами рольгангов), на черновых клетях применяют так называемое нижнее давление. В этом случае диаметр нижнего валка на 4—10 мм больше верхнего. Прокатываемый сляб как бы изгибается вверх и станинные ролики и первые ролики рабочих рольгангов не испытывают значительных ударных воздействий.