Металлобаза «УМП»продажа металлопроката оптом и в розницу
Технология прокатки — производство толстолистовой, широкополосовой стали, холоднокатаных листов и лент
Горячекатаная сталь делится на три группы:
Универсальная сталь отличается тем, что кромки листа обрабатываются вертикально расположенными валками.
В качестве исходного материала при прокатке из толстых листов используются слитки массой до 40 т, катаные и литые слябы массой 8–30 т. Чаще в качестве исходного материала используются слябы толщиной 125–250 мм, шириной 700–1600 мм и массой до 12 т.
Слябы после осмотра и удаления поверхностных дефектов мостовым краном подают на загрузочные устройства нагревательных печей.
Нагрев слябов до температуры прокатки производится в методических печах. Нагретые слябы по одному выталкиваются из печей на подводящий рольганг стана и транспортируются к первой рабочей клети.
Первая рабочая клеть с вертикальным расположением валков диаметром 1000 мм и длиной бочки 700 мм обеспечивает получение требуемой ширины перед прокаткой в клети с горизонтальным расположением валков. При обжатии по ширине в первой клети окалина на поверхности сляба разрушается и смывается водой под давлением 10 МПа. Привод валков первой клети осуществляется от электродвигателя мощностью 850 кВт.
Вторая рабочая клеть с горизонтальным расположением валков диаметром 1150 мм и длиной бочки 2800 мм обеспечивает черновую прокатку. Прокатка осуществляется в реверсивном режиме. Каждый валок приводится во вращение от отдельного электродвигателя мощностью — 2950 кВт.
Максимальное обжатие за проход составляет 40–45 мм. Толщина подката после черновой клети определяется толщиной готового листа. Правильная задача металла в валки обеспечивается манипуляторами, установленными с передней и задней сторон черновой клети.
После прокатки в нечетное число проходов в черновой клети подкат по рольгангу поступает для окончательной прокатки в чистовую клеть.
Четырехвалковая чистовая клеть выполнена универсальной, с передней стороны клети предусмотрены валки диаметром 700 и с длиной бочки 150 мм с вертикальным расположением, которыми формируются боковые кромки листа. Рабочие горизонтальные валки диаметром 800 и с длиной бочки 2800 мм передают усилие на опорные валки диаметром 1400 и с длиной бочки 2800 мм.
Привод рабочих валков чистовой клети осуществляется от электродвигателя 7360 кВт.
Чистовая универсальная клеть также оборудована манипуляторами с передней и задней сторон. Готовые листы рольгангом транспортируются к пролету отделки.
В отводящем рольганге стана и транспортном рольганге холодильника встроены роликовые правильные машины. После правки и охлаждения листы осматриваются. Для кантовки листов на 180° предусмотрен кантователь вилочного типа.
В потоке производится резка листов на мерные длины (до 18 м) на ножницах с наклонными ножами, производится обрезка кромок на дисковых ножницах или ножницах с наклонными ножами (при толщине > 25 мм), далее следуют операции клеймения, нанесения трафарета и упаковки.
Годовая производительность толстолистового стана составляет 0,7–1,2 млн. т.
Прокатка широкополосовой стали (ширина Ь = 1000 ÷ 2500 мм) осуществляется на полунепрерывных и непрерывных станах горячей прокатки с длиной бочки 1700–2800 мм. Современным широкополосовым станом является стан 2000. Непрерывный широкополосовой стан 2000 является механизированным и автоматизированным агрегатом.
В линии стана установлены три измерителя ширины, изотопный измеритель толщины. Разгон прокатного стана и моталок осуществляется системой автоматики. Стан оборудован системами автоматического регулирования толщины полосы и ее натяжения между клетями, автоматической системой охлаждения полосы на отводящем рольганге.
Исходной заготовкой для широкополосового стана являются литые слябы массой до 36 т, толщиной 230–300 и шириной 900–1850 мм, полученные на УНРС или прокатанные на слябинге из слитков. В пролете склада стопы слябов краном загружаются на тележки, которыми транспортируются к загрузочному рольгангу печей, оборудованному подъемными столами, сталкивателями и печными толкателями.
При подъеме стола на высоту сляба очередной сляб сталкивается на рольганг, устанавливается против окна загрузки и толкателем загружается в печь. Для нагрева слябов установлены три-четыре методические печи. Продвижение слябов в печах осуществляется шагающими балками.
Нагретые до температуры прокатки слябы по одному выдаются на печной разгрузочный рольганг и транспортируются к черновой группе рабочих клетей.
Из черновой группы клетей подкат толщиной 30–50 мм выходит на промежуточный рольганг. Перед чистовой группой рабочих клетей подкат выдерживается для выравнивания температуры, поступает для обрези переднего конца летучими барабанными ножницами и далее следует в чистовую группу клетей. Перед первой чистовой клетью установлен окалиноломатель.
Непрерывная чистовая группа состоит из пяти—восьми рабочих клетей. Количество рабочих клетей в чистовой группе зависит от толщины готовой полосы.
При прокатке полос толщиной:
Чистовые четырехвалковые рабочие клети с горизонтальным расположением валков: диаметр рабочих валков 800 мм, опорных 1600 мм, длина бочки 2000 мм. Валки рабочих клетей чистовой группы имеют индивидуальный привод.
Из последней рабочей клети чистовой группы выходит полоса толщиной 1,2–16 и шириной 1000–1850 мм.
На отводящем рольганге полоса охлаждается водой до 600–650 °С при движении и поступает для смотки в рулоны на роликовые барабанные моталки.
Всего на широкополосовом стане 2000 установлено пять моталок. Первые три моталки рассчитаны на прием полосы толщиной 1,2–4 мм; полоса толщиной > 4 мм принимается и сматывается в рулоны дальними двумя моталками.
Полоса в рулонах снимается с моталок, передается на цепной транспортер, расположенный в подземном туннеле, которым транспортируется в цех холодной прокатки и на участок резки.
Годовая производительность непрерывного стана 2000 равна 6 млн. т.
Холоднокатаные листы получают штучным или рулонным способом.
Рулонный способ является более прогрессивным, так как обеспечивает большую производительность прокатных станов и агрегатов подготовки и отделки листов. В дальнейшем из готового рулона вырезают листы требуемых размеров. Кроме того, при рулонном способе, производства листов все операции могут быть механизированы и снабжены локальными схемами автоматического управления.
Технологический процесс холодной прокатки состоит из ряда операций:
Рассмотрим технологический процесс производства в цехе холодной прокатки с непрерывным пятиклетьевым станом 2000.
Исходным материалом для производства холоднокатаных листов является горячекатаная. полоса в рулонах толщиной 1,8–6, шириной 900–1850 мм. Подкат поступает на склад рулонов цеха с широкополосового непрерывного стана 2000.
Со склада рулоны мостовым краном транспортируют на приемный транспортер непрерывного травильного агрегата. Травление рулонного подката производят в непрерывных травильных агрегатах.
Полоса в непрерывных травильных агрегатах бесконечной лентой проходит через ванны с кислотным раствором. Непрерывность процессов обеспечивается сваркой концов рулонов.
Для увеличения скорости травления окалина разрушается перед операцией травления знакопеременным изгибом полосы в специальной гибочной машине.
Промытая и просушенная полоса сматывается в рулон.
Подготовленные к прокатке рулоны полосы поступают на склад стана 2000 холодной прокатки. Со склада рулоны поступают на шаговый транспортер — накопитель, расположенный с передней стороны пятиклетевого непрерывного стана 2000.
Очередной рулон устанавливается на разматыватель, конец рулона отгибается, проходит правильные ролики и задается в первую клеть прокатного стана. При скорости 1 м/с полоса проводится через все пять клетей и закрепляется на барабане моталки. Четырехвалковые рабочие клети с горизонтальным расположением валков установлены на расстоянии 4500 мм одна от другой. Диаметр рабочих валков 600 мм, диаметр опорных валков 1600 мм, длина бочки 2000 мм; каждая рабочая клеть имеет индивидуальный привод рабочих валков.
После заправки полосы в моталку прокатный стан разгоняется до рабочей скорости (наибольшая 26 м/с) и производится прокатка. В каждой рабочей клети предусмотрена система подачи в зону деформации эмульсии из воды с мылом и маслом. Подачей эмульсии добиваются как снижения коэффициента трения, так и охлаждения валков. Сильный разогрев валков недопустим, так как это приводит к тепловому изменению диаметра валка по длине бочки, снижению твердости материала валка.
Для уменьшения давления металла на валки и обеспечения устойчивости полосы относительно середины бочки валков применяется натяжение. На входе в прокатный стан натяжение создается в результате торможения полосы разматывателем и специальным устройством, на выходе — моталкой, а между рабочими клетями—в результате различия частот вращения электродвигателей привода валков смежных рабочих клетей. Общее относительное обжатие, получаемое полосой?после прокатки во всех клетях, составляет 70–80 %.
Готовая полоса толщиной 0,4–2 и шириной до 1850 мм в рулонах массой до 50 т поступает на дальнейшую обработку.
В дальнейшем технологический поток разделяется: одна часть рулонов поступает для отжига в колпаковых печах, другая подвергается электролитической очистке перед цинкованием и покрытием полимерами.
После отжига полоса в рулонах поступает для прокатки с обжатием до 5 % (процесс дрессировки) на четырехвалковые станы. Прокатка с небольшим обжатием после отжига производится для улучшения штампуемости. Далее полоса поступает на агрегаты поперечной и продольной резки. Листы длиной до 6 м укладывают в пачки. Узкие полосы в рулонах обвязывают узкой стальной лентой.
Годовая производительность цеха холодной прокатки с пятиклетьевым непрерывным станом 2000 составляет 1,7 млн. т.
Прокаткой металлических порошков и последующим спеканием в настоящее время получают материалы со специальными свойствами, получение которых традиционными способами невозможно.
Способ получения материалов методом прокатки из металлических порошков имеет сравнительно небольшую историю и практическое применение его началось в 50-х годах XX в.
Материалы из металлических порошков получают различной степени пористости, изделия из порошков твердосплавных смесей широко используют в качестве режущих инструментов, вне конкуренции антифрикционные и магнитномягкие материалы, пористые детали и др.
В общем случае технологический процесс прокатки изделия из металлических порошков включает следующие операции:
Например, трехслойный прокат медь — железо — медь получают прокаткой порошков меди и железа, спекают при 850–959 °С, подвергают уплотняющей прокатке и отжигают при температуре 800–850 °С. Спекание и отжиг проката производят в среде водорода.
Пористые железные листы получают за две операции — прокатка железного порошка и спекание при температуре 1100—1200°С.
Методами порошковой металлургии получают пористые и беспористые листы и ленты, трубы, сортовые пробили и изделия сложной формы.
Для прокатки изделий из металлических порошков применяют прокатные станы такой же конструкции, что и для прокатки литого металла.
Отечественной практикой порошковой металлургии доказана возможность прокатки металлических порошков на прокатном стане с одним приводным валком, что позволило существенно упростить главную линию стана.
По конструктивному исполнению рабочие клети отличаются положением рабочих валков.
Рис. 8. Схема прокатки металлических порошковВалки устанавливают в следующих положениях:
Плоскость занимает наклонное или вертикальное положение.
Первая схема встречается чаще других (рис. 8), что определяется спецификой прокатки сыпучих металлических порошков. В зону уплотнения и прокатки порошок 2 подается через бункер 3. По мере прохождения через зону между валками 1 порошок претерпевает следующие изменения.
На пути, отвечающем центральному углу α—γ, происходит увеличение плотности сыпучей массы за счет более плотной упаковки и деформации. Начиная с сечения, отвечающего центральному углу 7, происходит деформация массы порошка без заметного изменения плотности. Сырая лента 4 подвергается спеканию и при необходимости повторной прокатке с целью получения необходимых свойств и размеров.
Применяют и горячую прокатку металлических порошков, например алюминиевых. В процессе транспортировки алюминиевый порошок нагревают до температуры 450–470 °С и прокатывают, совмещая таким образом операции уплотнения, прокатки и спекания, Для получения многослойных изделий из различных порошков в бункере 3 устанавливаются перегородки, обеспечивающие раздельную подачу порошков в валки.
При горячей прокатке толстолистовой стали расход металла определяется его потерями в виде окалины при нагреве и прокатке, в виде обрези боковых кромок, обрези переднего и заднего концов. В зависимости от состава, стали, размеров листа, требований, предъявляемых к готовым листам, коэффициент расхода металла составляет 1,05–1,25.
Расход электроэнергии на листовых прокатных станах зависит от степени уменьшения площади поперечного сечения, температуры прокатки, химического состава стали, от совершенства конструкции главной линии прокатного стана и вспомогательного оборудования.
При горячей прокатке на широкополосовом стане на 1 т проката расходуется 218 МДж, при холодной прокатке расход электроэнергии составляет 360–1080 МДж/т.
Расход тепла при нагреве слябов составляет 2100–2520 МДж/т; в термических отделениях цехов холодной прокатки листов расходуется 1100 МДж/т.
Расход валков на листовых прокатных станах составляет от 0,8 до 1,5 кг/т.
Расход воды на листовых прокатных станах горячей прокатки равен 2600–7500 м3/ч.