1 Общая часть
Характеристика технологического процесса и конструкция стана 5000
Прокатный стан представляет собой комплекс оборудования, в котором происходит пластическая деформация металла между вращающимися валками. В более широком значении — система машин, выполняющая не только прокатку, но и вспомогательные операции:
транспортирование исходной заготовки со склада к нагревательным печам и к валкам стана;
передачу прокатываемого материала от одного калибра к другому;
кантовку;
транспортирование металла после прокатки;
резку на части;
маркировку или клеймение;
правку;
упаковку;
передачу на склад готовой продукции.
Стан-5000 такой же, как и другие прокатные станы, но из-за гигантских размеров листа приходится непропорционально сильно увеличивать оборудование. Толстолистовой стан 5000 представлен на рисунке 1.1. Такое оборудование значительно крупнее и дороже, и стоять оно должно на большой ровной поверхности. Это делает строительство цеха сверхширокой листопрокатки сложновыполнимой и дорогой задачей. Таким образом, цех стана-5000 по степени производственной интеграции вполне сравним с отдельным металлургическим заводом.
1-склад слябов
2-нагревательные печи с шагающими балками
3-гидросбив (окалиноломатель)
4-рабочая клеть
5-установка ускоренного охлаждения
6-роликоправильная машина
7-холодильник
8-инспекторский стол
9-ультразвуковой контроль
10-ножницы поперечной резки
11-ножницы продольной резки
12-делительные ножницы
13-роликовая печь нормализации
14-роликовая печь закалки
15-роликоправильная машина
Рисунок 1.1 - Конструкция толстолистового стана 5000
Длина всего стана более одного километра.
Исходной заготовкой для производства толстого листа и плит используются непрерывнолитые слябы габаритами:
толщина – 190, 250 и 300 мм;
ширина – 1400-2700 мм;
длина – 2500-4800 мм;
масса – до 30 тонн.
На стан они поступают, нагретые в печах до необходимой температуры 1100 °С. Затем транспортируются на окалиноломатель, очищенный от окалины сляб попадает в рабочую клеть. Процесс прокатки включает две основные стадии: черновую стадию и чистовую стадию, в результате обеспечиваются необходимые толщина и ширина листа. После чистовой прокатки и прохождения роликоправильной машины, раскат транспортируется в направление установки ускоренного охлаждения и поступает на машину горячей правки. После правки, маркировочной машиной на раскат наносится идентификационный номер. Некоторые марки низколегированной высокопрочной стали требуют замедленного охлаждения, поэтому после процесса прокатки их снимают с рольганга, а после охлаждения возвращают обратно, в поток стана. Затем раскаты следуют через холодильник на инспекционный участок. Локальные дефекты поверхности устраняются абразивной зачисткой с обеих сторон раската. Внутреннее качество листов контролируется установкой ультразвукового контроля. Следующий этап – ножницы. Листы проходят концевые ножницы для обрезки торцов; сдвоенные кромкообрезные ножницы для обрезки боковой кромки и раскроя на два узких листа; и делительные ножницы для порезки на мерные длины. Готовые листы транспортируются на маркировочную клеймовочную машину, здесь на поверхность листа краской и клеймением наносится вся необходимая информация. После маркировки и осмотра, листы готовы к передаче на отделочную линию или линию термообработки. Термообработка листов осуществляется в проходных роликовых печах в защитной атмосфере. В термоотделении возможно проведение следующих видов термообработки: нормализация, закалка, отпуск. Закалку листов осуществляют в ролико-закалочной машине. После термообработки листы подвергают холодной правке. Для отгрузки готового продукта используются краны с механизированным захватом грузоподъёмностью до 30 тонн.
Сортамент выпускаемой продукции:
листы толщиной 8-50 мм;
плиты толщиной 51-160 мм;
шириной 1500-4800 мм;
длиной 6000-24000 мм.
Производительность стана 1 500 000 тонн в год.
Закалочная печь
Закалосная печь расположена рядом с печью нормализации, после ножниц продольной резки. Печь оборудована нагревательной системой с радиантными трубами, включая все соответствующие органы управления и отсечные клапаны. Атмосфера из азота инертного газа внутри каждой камеры печи защищает поверхность листа от окисления Печь поделена на 14 зон температурного регулирования. Внутри печи расположено 240 радиационных газовых труб, они расположены под и над печными роликами вдоль печи. Подача металла на вход печи осуществляется кранами. После печи готовый металл по рольгангу охлаждения поступает на дальнейшую обработку, либо на участок холодной правки металла, либо на основную линию стана, для взятия проб на участке ножниц.
Статическая характеристика печи представлена на рисунке 1.2
Характеристика печи представлена в таблице 1.1
Рисунок 1.2 - Статическая характеристика
Таблица 1.1 - Характеристики печи
Тип печи |
Печь с роликовым подом, зажигаемая сверху и снизу |
Применение |
Термообработка(также нормализация) и отпуск |
Первичные размеры печи |
55 800 мм внутренняя длина, включая шейки 53 000 мм примерно расчетная длина(невключая входные кммеры) 5 000 мм внутренняя ширина, 2 962 мм внутренняя высота |
Метод транспортировки |
Ролики, каждый индивидуально приводится в действие редукторным двигателем |
Скорость передачи |
0.5 до 20 м/мин в основной зоне печи 0.5 до 60 м/мин на участке выдачи с печи |
Кол-во роликов Диаметр роликов Толщина стенки Расчетная длина ролика Шаг роликов |
93 шт. 380 мм×30 мм 4 800 мм 600 мм |
Метод замены |
быстрый |
Система управления |
Уровень 1/2 на базе ПЛК |
Кол-во Управляемых зон |
14 |
Конфигурация зоны |
Верх и низ |
Тип горелки |
Рекуперативные горелки, установленные в радиационных трубах |
Тип дымовой трубы |
Принудительная тяга |
Температура выдачи |
860-950 °C |
Скорость нагрева |
1,5 мин/мм |
Время выдержки, затвердевание |
5 мин (10 мин для нормализации) |