Металлобаза «УМП»продажа металлопроката оптом и в розницу
В качестве исходного материала на крупносортных прокатных станах (рис. 6) используют блюмы сечением 300×300 мм и длиной 6 м. Блюмы со склада загружаются краном на приемные решетки 1 крупносортного стана 500. С приемных решеток блюмы по одному попадают на загрузочный рольганг 2 нагревательных печей. Для нагрева блюмов установлены методические печи 3.
Нагретые до температуры прокатки блюмы выдаются на подводящий рольганг 4 черновой группы клетей стана, состоящей из четырех рабочих клетей с горизонтально расположенными валками. Номинальный диаметр первых четырех рабочих клетей 630 мм, остальных пяти 530 мм.
При необходимости блюм кантуется перед черновой группой кантователем. После окончания прокатки в черновой группе клетей раскат поступает для обрезки переднего конца на ножницах и задается в последующие рабочие клети. Все рабочие клети расположены в трех параллельных линиях — в первой линии пять рабочих клетей, во второй — три и в третьей — одна.
Передача раската между рабочими клетями осуществляется рольгангами, между параллельными линиями клетей — цепным шлеппером 5. В каждой линии рабочих клетей установлены кантователи, позволяющие кантовать раскат на 45 или 90°.
На крупносортном полунепрерывном стане 500 получают двутавровые балки и швеллеры № 10–20, уголки № 8–16, круг диаметром от 50 до 120 мм, квадрат сечением от 50×50 до 100×100 мм и др. В зависимости от площади поперечного сечения готовый прокат получают после группы (черновой) рабочих клетей на первой, второй или третьей линии. Весь прокат разрезается дисковыми пилами 6 на длины от 6 до 24 м, и на каждую полосу наносится клеймо. Порезанный на мерные длины прокат передается на холодильники и после остывания подвергается правке на роликоправильных машинах и прессах, холодной резке, укладке.
Рис. 6. План расположения оборудования крупносортного станаСреднегодовая производительность стана составляет 1 млн. т готового проката.
В качестве исходного материала на среднесортном стане используется квадратная заготовка сечением от 150×150 до 200×200 мм, длиной до 12 м. Заготовки после осмотра и зачистки загружаются краном на приемные решетки 1 (рис. 7). Для нагрева заготовок установлены методические нагревательные печи 2. Нагретые до температуры прокатки заготовки по одной выталкиваются на рольганг и транспортируются к прокатному стану. На прокатном стане предусмотрена прокатка заготовок непосредственно после НЗС.
Рис. 7. План расположения оборудования непрерывного среднесортного станаВ этом случае заготовка подогревается в печи 3, стоящей в линии прокатного стана, укрупняется на стыкосварочной машине 4, подогревается в секционной печи 5 до 1250 °С и далее следует по рольгангу на прокатку. Прокатный стан 450 состоит из черновой I, промежуточной II и чистовой III групп рабочих клетей. Черновая группа состоит из шести двухвалковых клетей, две из которых с вертикально расположенными валками.
При прокатке балок, швеллеров и полосы (штрипса) применяют горизонтальное расположение валков в комбинированных рабочих клетях. На валках рабочих клетей нарезаны ручьи ящичных калибров системы ромб — квадрат, овал — квадрат и калибров для формирования балок, швеллеров, уголков. Готовый прокат при скорости 3–15 м/с режется летучими ножницами 7. Штрипс сматывается в рулон массой до 3 т двумя попеременно работающими моталками 8 и передается на транспортер конвейерного типа 6 для охлаждения и обвязки.
Сортовой прокат режется летучими ножницами на длины, соответствующие ширине холодильника. После охлаждения прокат правится, режется на мерные длины на ножницах или дисковых пилах (балки, швеллеры), маркируется и поступает на упаковку.
Годовая производительность стана составляет 1,4 млн. т готового проката.
В качестве исходного материала на мелкосортном стане 250 используется квадратная заготовка сечением 80×80 мм, длиной 12 м. Со склада заготовок подготовленные к прокатке заготовки краном загружаются на приемные решетки стана 250. С загрузочных решеток заготовки по одной сталкиваются на приемный рольганг, которым транспортируются к методической печи.
Нагретые до температуры прокатки заготовки выталкиваются из печи на рольганг и задаются в непрерывную черновую группу клетей. При необходимости передний конец заготовки обрезается на летучих ножницах, установленных перед черновой группой стана. На валках нарезаны ручьи ящичных калибров системы квадрат — овал — круг, квадрат — ромб и калибров для прокатки угловой стали.
На стане применен индивидуальный привод валков каждой рабочей клети от отдельного электродвигателя. Промежуточная и чистовая группы стана включают рабочие клети с вертикальным расположением валков, что исключает необходимость кантовки раскатов. На мелкосортном стане 250 прокатывают круглую сталь диаметром 10–30 мм, квадрат со стороной 8–27 мм, полосу толщиной 2–4 мм и шириной 12–70 мм и уголки до 50×50 мм.
После прокатки в чистовой группе клетей готовый прокат поступает на моталки или в виде прутков на двусторонний холодильник. За каждой чистовой группой клетей установлены по четыре моталки и летучие ножницы. Круглая сталь диаметром до 25 мм и полосовая сталь сматывается в бунты, перевязывается и передается на крюковой конвейер.
Остальной прокат режется летучими ножницами на прутки и поступает на двусторонний холодильник длиной 125 мм. После охлаждения прокат осматривают, сортируют, режут на мерные длины, пакетируют и отправляют на склад.
Годовая производительность мелкосортного стана 250 составляет 650 тыс. т.
В качестве исходного материала на проволочном стане 250 используют квадратную заготовку 60×60 мм, длиной 12 м. После осмотра и зачистки заготовки подают краном на загрузочные решетки прокатного стана, с которых по одной поступают на приемный рольганг нагревательной методической печи.
Загрузку и продвижение заготовок в печи осуществляют толкателем; выдача нагретых до 1180–1200 °С заготовок обеспечивается выталкивателем. Распределение заготовок по калибрам первой черновой клети осуществляется распределительным устройством барабанного типа. После распределителя заготовок установлены ножницы, которыми при необходимости обрезают передний конец заготовки или заготовки режут в скрап при аварии на стане. Непрерывный проволочный стан 250 состоит из трех групп клетей: черновой, промежуточной, чистовой.
На валках первых двух клетей черновой группы выполнены ручьи вытяжных ящичных калибров, обеспечивающих хорошее удаление окалины. На валках остальных клетей черновой группы выполнены калибры системы овал — квадрат, ромб — квадрат. На валках промежуточной и чистовой групп клетей нарезаны ручьи калибров системы овал — квадрат.
В валки последней чистовой рабочей клети задается овальный раскат, который после обжатия получает форму круга диаметром от 6,5 до 10 мм.
Готовый прокат со скоростью 12–30 м/с по водоохлаждаемым трубам поступает на моталки.
За каждой чистовой группой клетей установлено по две моталки. Бунты катанки пластинчатым транспортером передаются к сбрасывающему устройству и навешиваются на крюки крюкового конвейера. После охлаждения бунты катанки снимаются бунтосъемной машиной с крюкового конвейера, перевязываются в двух местах и поступают на пакетировочную машину. На современных специализированных проволочных станах скорость прокатки в последних рабочих клетях ≥ 60 м/с.
Температура металла после последней клети составляет 1000 °С.
С целью уменьшения окалинообразования после прокатки, получения мелкозернистой структуры сорбита проволочные прокатные станы оборудуются устройствами для ускоренного охлаждения катанки перед смоткой в бунты.
Годовая производительность проволочного прокатного стана составляет 700–800 тыс. т.
В рельсо-балочных цехах производят железнодорожные рельсы массой до 75 кг на метр длины, двутавровые балки высотой до 400 мм, швеллеры, угловой профиль до 230×230 мм, шпунтовой профиль и круглый прокат диаметром 120–350 мм.
Заготовкой для рельсо-балочного стана является блюм. Масса блюма составляет 2–4 т. Нагрев блюмов осуществляют в методических печах.
Блюмы для прокатки рельсов нагревают до 1180–1200 °С. Через торцовое окно методической печи они выдаются на подводящий рольганг обжимной клети. В обжимной клети за пять проходов получают заготовку, имеющую грубую форму рельса.
В следующей прокатной трехвалковой клети за 3–4 прохода производят дальнейшее уменьшение площади поперечного сечения и приближение его к форме рельса. Четыре рабочие клети рельсо-балочного стана расположены в линию (линейная схема). Последняя рабочая клеть двухвалковая, в ней за один проход придают прокату окончательную форму. Из одного блюма получают два рельса длиной 25 м. В зависимости от массы метра длины рельсы прокатывают за 12–14 проходов.
На отводящем рольганге рельсы разрезаются дисковыми пилами на куски 25 м.
На поверхности ручья чистового калибра выполняют углубления (буквы и цифры), которые образуют клеймо: марка завода-изготовителя (буквенная), марка стали, год и месяц изготовления, тип рельса (Р43, Р50,… Р75), обозначение вида термической обработки (И — изотермическая выдержка). Кроме этого, после резки выдавливается на штемпельной машине номер плавки.
Рельсы, разрезанные на куски, при температуре 450–500 °С проходят замедленное охлаждение в колодцах или изотермическую выдержку. Далее в поточной линии рельсы подвергают термической обработке. Твердость головки рельса должна находиться в пределах НВ 320–380. В рельсоотделочном отделении рельсы правят в холодном состоянии, фрезеруют торцы, сверлят отверстия. Заключительной операцией является высокочастотная закалка концов рельсов.
Годовая производительность рельсо-балочного стана составляет ~ 1,5 млн. т.
На прокатных станах специального назначения производят железнодорожные колеса и бандажи, шары, тела вращения различной формы, шестерни, гнутые профили и др.
Производство колес включает следующие технологические операции. Десяти—двенадцатигранные слитки нарезаются на части, отвечающие по массе колесу, и разделяются на отдельные заготовки.
Разделение надрезанных слитков производится на гидравлическом горизонтальном прессе усилием 3 МН.
Для изготовления колес диаметром 950 и 1050 мм масса заготовки должна быть равна примерно 500 кг. Нагрев заготовок до температуры 1200–1250 °С осуществляют в карусельных печах непрерывного действия.
Удаление окалины осуществляют с помощью вращающихся цепей и последующей осадкой на гидравлическом прессе. На этом же прессе производится калибровка заготовки по диаметру, что достигается осадкой в кольцах, и прошивка центрального отверстия. Перемещение заготовки осуществляется при помощи напольно-поворотной машины грузоподъемностью 7,5 кН.
После прошивки центрального отверстия заготовка передается на гидравлический пресс усилием 70 МН, на котором выштамповывается ступица, диск и обод чернового колеса.
Далее на колесопрокатном стане производится раскатка диска, обода и выкатка гребня колеса. Заключительная операция осуществляется на гидравлическом прессе усилием 25 МН. В процессе этой операции колесо получает окончательную форму. Эта операция совмещена с прошивкой двух отверстий на диске и клеймением.
В дальнейшем колесо подвергается изотермической выдержке в печах колодцевого типа. Цель этой операции — исключить возможность образования флокенов.
После охлаждения колеса осматривают, сортируют и г испытывают на твердость. В последующем производится механическая обработка колес на металлорежущих станках, закалка обода и гребня, отпуск колес в колодцевых печах, испытание на твердость и сортировка. Годовая производительность цеха с колесопрокатным станом ~350 тыс. колес. Высокопроизводительная технология производства шаров разного диаметра включает следующие операции.
Исходная цилиндрическая заготовка, нагретая до температуры 1000 °С, задается в двухвалковый прокатный стан с винтовыми калибрами.
Заготовка задается вдоль осей валков, вращающихся в одном направлении, и, вращаясь, перемещается поступательно. Заготовка разрезается гребнями винтовых калибров, отрезанные части обжимаются и получают форму шара. Производительность стана достигает 150 шаров в минуту. Круглые профили переменного диаметра по длине прутка прокатывают на трехвалковом стане поперечно-винтовой прокатки.
Оси валков, вращающихся в одном направлении, развернуты по отношению к оси прокатки на 3–6°. Нагретая до температуры 1000 °С заготовка задается в валки.
Вращаясь вокруг своей оси, заготовка совершает поступательное перемещение вдоль оси прокатки. По заданной программе валки приближают к оси заготовки или отводят от нее. Сближение и отведение валков от оси заготовки осуществляют гидравлическим нажимным механизмом.
Поперечно-винтовой прокаткой получают полуоси автомобилей, заготовки втулок велосипедов и др. В принципе можно получить почти все тела вращения. Точность изготовления деталей высокая, что позволяет свести к минимуму отходы металла в стружку при дальнейшей механической обработке.
Шестерни и зубчатые колеса получают горячей прокаткой на прокатном стане с валками, на бочке которых выполнены зубья требуемого профиля и модуля. При обкатке заготовки, нагретой до 1000°С, зубья валков внедряются в тело заготовки, образуя впадины, а вытесненный объем металла заполняет впадины в валках, образуя головки зубьев.
При изготовлении прокаткой шестерен и зубчатых колес достигается большая экономия металла при чистовой механической обработке.
Отечественной промышленностью освоено производство и выпускаются прокатные станы для накатки резьбы, производства труб с ребрами на внешней поверхности.
Широкое применение в машиностроении и строительстве нашли тонкостенные гнутые профили. Тонкостенные профили сложного поперечного сечения экономически нецелесообразно производить прокаткой из сплошной заготовки, а в ряде случаев и невозможно.
Производство тонкостенных профилей осуществляют на многоклетьевых профилегибочных станах.
Получение профиля сложного сечения добиваются постепенной гибкой листового материала в двухвалковых рабочих клетях. На бочке валков нарезаются калибры, в которых осуществляется последовательный изгиб листа до получения готового профиля. Скорость выхода профиля из последней клети составляет до 3 м/с. Толщина листового материала в процессе профилирования не меняется.
Технологический процесс включает следующие операции. Рулон полосы устанавливается на разматыватель и после отгибки конца задается в правильную машину. Для изготовления профилей используют полосу толщиной от 0,5 до 20 мм. Следующая операция включает обрезку переднего конца полосы и сварку ее с концом полосы предыдущего рулона. Таким образом, процесс осуществляется непрерывно.
Между участками сварки концов полосы и непрерывным профилегибочным станом предусматривают петлевой накопитель полосы, из которого полоса поступает на формовку во время сварки. Непрерывный профилегибочный стан состоит из 20 и более рабочих клетей, в которых за счет постепенного упругопластического изгиба формуется нужный профиль.
При смене формы профиля производится замена формующих валков. Профили разрезаются летучими ножницами (пилой) на мерные длины и получают окончательную форму в правильно-калибровочном стане.
Перед формовкой на полосу наносится смазка с целью улучшения качества поверхности профиля, готовый профиль промасливается перед укладкой в стопы с целью консервации.
Процесс прокатки сопровождается потерями металла в виде окалины, обрези, стружки, образующейся при зачистке, фрезеровании, сверлении и т. д.
Расход металла для производства готового проката для данного прокатного стана оценивается расходным коэффициентом. Определим расходный коэффициент при прокатке блюмов и слябов.
Обрезь от головной и хвостовой частей блюмов и слябов достигает 17,5 %, потери металла в виде окалины равны 3 %. Следовательно, масса готовых слябов на 20,5 % меньше массы слитков, поступивших для прокатки, и составляет 79,5 %; расходный коэффициент при производстве блюмов (слябов) равен 100:79,5=1,26.
| Тип прокатного стана | Коэффициенты расхода металла |
|---|---|
| Прокатный стан: рельсо-балочный | 1,05–1,06 |
| Прокатный стан: крупносортный | 1,1 |
| Прокатный стан: среднесортный | 1,075–1,087 |
| Прокатный стан: мелкосортный | 1,075 |
| Прокатный стан: проволочный | 1,033–1,034 |
На сортовых прокатных станах расход электроэнергии зависит от степени уменьшения площади поперечного сечения (вытяжки) заготовки, химического состава стали, конструкции линии привода и рабочей клети. Ниже приведены средние значения расхода электроэнергии на 1 т проката, МДж/т.
| Тип прокатного стана | Расход электроэнергии на 1 т проката, МДж/т |
|---|---|
| Прокатный стан: рельсо-балочный | 234 |
| Прокатный стан: крупносортный | 108-198 |
| Прокатный стан: среднесортный | 126-162 |
| Прокатный стан: мелкосортный | 180 |
| Прокатный стан: проволочный | 252 |
Расход тепла при нагреве заготовок на рельсо-балочных, крупно- и среднесортных станах составляет в среднем 210 000 МДж на 1 т заготовок. При нагреве заготовок в печах мелкосортных и проволочных станов расходуется до 1510 МДж на 1 т заготовок.
В процессе прокатки происходит интенсивный износ поверхности валков. Для восстановления формы калибров валки подвергаются переточке, в процессе которой снимается определенный слой поверхности валка и уменьшается диаметр бочки. Допустимое уменьшение диаметра валков следующее: для блюмингов и слябингов 12–16 %, для сортовых станов 8–10 %.
После допустимого числа переточек валки отправляют для переплава. Отношение массы валков, использованных в определенный промежуток времени, к массе прокатанного за тот же период металла называют удельным расходом валков. Для рельсо-балочных и крупносортных станов удельный расход валков составляет около 2–3,5 кг/т, для мелкосортных и проволочных станов 0,3–0,4 кг/т. Расход воды на охлаждение валков и подшипников с текстолитовыми вкладышами на сортовых станах составляет 600–700 м3/ч.