
- •Предисловие
- •Раздел 1. Общие вопросы технологии производства фланцевых профилей
- •Тема 1.1 исходная заготовка и продукция
- •Продукция прокатного производства
- •Основные определения
- •Рельсы железнодорожные
- •Классификация
- •Конструкция и размеры
- •Технические требования
- •Механические свойства
- •Рельс х1-х2-х3-х4-х5-х6
- •Маркировка
- •Методы контроля
- •Размеры рельсов, используемые для построения прокатных калибров
- •Двутавры с параллельными гранями полок
- •Маркировка
- •Швеллеры стальные горячекатанные
- •Сортамент
- •Повышение качества проката
- •Исходный продукт прокатки
- •Мнлз оао нтмк
- •Мнлз № 1
- •Мнлз № 2
- •Мнлз № 3
- •Мнлз № 4
- •Тема 1.2 подготовка металла к прокатке Значение удаления поверхностных дефектов
- •Способы удаления поверхностных дефектов
- •Ручная огневая зачистка
- •Абразивная зачистка полупродукта
- •Резцовая зачистка полупродукта
- •Зачистка строжкой и точением
- •Пневматическая вырубка дефектов
- •Воздушно-дуговая зачистка полупродукта
- •Тема 1.3 нагрев металла перед прокаткой
- •Оптимальная температура нагрева
- •Продолжительность нагрева
- •Методические нагревательные печи применяемые на рельсобалочных станах
- •Явления, сопровождающие нагрев металла
- •1. Окалинообразование
- •2. Обезуглероживание
- •3. Перегрев и пережог
- •Тема 1.4 охлаждение металла после прокатки
- •Дефекты, связанные с охлаждением
- •Способы охлаждения рельсов
- •1. Обычное охлаждение
- •2. Замедленное (изотермическое) охлаждение
- •3. Термоупрочняющее охлаждение
- •Тема 1.5 контроль качества фланцевых профилей
- •Виды контроля и их классификация
- •Техническая документация
- •Неразрушающий контроль качества продукции. Виды и методы неразрушающего контроля, их классификация
- •Ультразвуковые методы и средства неразрушающего контроля
- •Неразрушающий вихретоковый контроль Вихретоковые методы и средства нк
- •Классификация и применение вихретоковых преобразователей
- •Магнитопорошковые методы нк
- •Измерение профиля рельс
- •Установка измерения прямолинейности
- •Метрологическое обеспечение технологического процесса производства рельсов, балок и швеллеров
- •Тема 1.6 дефекты прокатного производства Дефекты заготовок
- •Дефекты двутавровых балок с параллельными гранями полок
- •Дефекты профиля по геометрическим размерам
- •Дефекты профиля по длине
- •Наружные дефекты
- •Процентное соотношение дефектов, наследованных готовым прокатом по двум производствам
- •Раздел 2. Технологические процессы производства рельсов, балок и швеллеров
- •Тема 2.1 рельсобалочный цех оао «нтмк»
- •Характеристика основного оборудования рбц оао нтмк
- •Участок нагревательной печи
- •Участок стана
- •Обжимная клеть 950
- •Линия клетей трио 800 и чистовой дуо 850
- •Пилы горячей резки
- •Роликовая машина
- •Дисковый клеймитель
- •Участок отделки рельсов Печи изотермической выдержки
- •Роликоправильные машины
- •Поточные линии
- •Сверлильно-фрезерные станки с611н01 и с612н02
- •Пило-сверлильные станки типа whcv 2/s3 фирмы «Вагнер»
- •Закалочная кабина
- •Автомат для зенкования фасок
- •Участок термоотделения
- •Разгрузочный стеллаж
- •Склад «сырых» рельсов
- •Загрузочный стеллаж
- •Нагревательная печь
- •Закалочная машина
- •Отпускная печь
- •Холодильник
- •Роликоправильная машина холодной правки
- •Вертикальная роликоправильная машина
- •Автоматическая ультразвуковая установка «умар-1»
- •Устройство контроля прямолинейности рельсов «Элекон»
- •Вертикально-правильный пресс
- •Инспекторские стеллажи
- •Абразивно-отрезной станок «Рельс-75»
- •Пакетирующие устройства
- •Технологический процесс производства рельсов
- •Нагрев заготовок
- •Прокатка рельсов
- •Порезка раскатов
- •Противофлокенная обработка
- •Охлаждение
- •Отделка рельсов
- •Термообработка рельсов
- •Тема 2.2 крупносортный цех оао «нтмк»
- •Основное технологическое оборудование
- •Техническая характеристика основного оборудования
- •Технология производство рельсов, балок и швеллеров
- •Виды зачистки профилей в ксц
- •Тема 2.3 цех прокатки широкополочных балок
- •Основное технологическое оборудование
- •Технология производства балок
- •Раздел 3. Расчёт производительности рельсобалочных станов определение производительности рельсобалочных станов
- •Определение часовой производительности
- •Определение машинного времени прокатки
- •Определение времени пауз
- •Определение средневзвешенной часовой производительности
- •Определение годовой производительности
- •Раздел 4. Калибровка фланцевых профилей
- •Тема 4.1 калибровка двутавровых балок Профиль и его характеристика
- •Способы прокатки двутавровых балок
- •Прокатка в прямых калибрах
- •Прокатка в наклонных или косорасположенных калибрах
- •Прокатка в универсальных клетях
- •4.1.1 Двутавры с параллельными гранями полок Особенности прокатки балок
- •Методика расчета калибровки валков обжимной клети «1300» при прокатке двутавровой балки по методу б.П. Бахтинова
- •1 Калибр (чистовой)
- •2 Калибр
- •Методика расчета калибровки валков для универсальной и вспомогательной клетей
- •Примерный расчет калибровки валков для прокатки двутавровой балки в универсальной и вспомогательной клетях
- •Чистовая универсальная клеть
- •Вспомогательная клеть
- •Примерный расчет калибровки валков обжимной клети «1300» при прокатке двутавровой балки 15к1а по методу б.П. Бахтинова
- •1 Калибр (чистовой)
- •2 Калибр
- •4 Калибр и 5 калибр (ящичные)
- •Калибровка валков при прокатке железнодорожных рельсов р65 на оао нтмк
- •4.1.2 Двутавры с уклоном внутренних граней полок Особенности прокатки и калибровки двутавровых балок
- •Распределение коэффициентов деформации по проходам
- •Распределение коэффициентов деформации по элементам калибра
- •Приращение и утяжка фланцев по высоте
- •Уширение
- •Радиусы закруглений
- •Выпуск калибра
- •Разрезной калибр
- •Уширение в разрезном калибре и определение ширины заготовки
- •Методика расчета калибровки по методу б.П. Бахтинова
- •I калибр (чистовой)
- •II калибр
- •Примерный расчет калибровки балки по методу б.П. Бахтинова
- •Первый калибр
- •Второй калибр
- •Третий калибр
- •Четвертый калибр
- •Пятый калибр
- •Шестой калибр
- •Седьмой калибр
- •Восьмой калибр
- •Девятый калибр
- •Десятый калибр
- •Одиннадцатый калибр
- •Калибровка валков при прокатке двутавров с уклоном внутренних граней полок
- •Тема 4.2 калибровка швеллеров Профиль и его характеристика
- •Схемы прокатки и методы калибровки швеллеров
- •Особенности прокатки швеллеров
- •Построение промежуточных и чистовых калибров
- •Построение контрольных калибров и их назначение
- •Форма калибров, предшествующих контрольным калибрам
- •Уклон полок, изгиб стенки
- •Уширение
- •Размеры исходной заготовки
- •Распределение коэффициентов деформации по элементам швеллера
- •Методика расчета калибровки швеллера по б.П. Бахтинову
- •Первый калибр (третья клеть)
- •Второй калибр (вторая клеть)
- •Третий калибр – контрольный (вторая клеть)
- •Четвертый калибр (вторая клеть)
- •Пятый калибр – контрольный (первая клеть)
- •Шестой калибр (первая клеть)
- •Седьмой калибр (первая клеть)
- •Восьмой калибр (стан 850)
- •Девятый калибр – стан 850
- •Примерный расчет калибровки швеллера по методу б.П. Бахтинова
- •Первый калибр (третья клеть)
- •Второй калибр (вторая клеть)
- •Третий калибр – контрольный (вторая клеть)
- •Четвертый калибр (вторая клеть)
- •Пятый калибр – контрольный (первая клеть)
- •Шестой калибр (первая клеть)
- •Седьмой калибр (первая клеть)
- •Восьмой калибр (стан 850)
- •Девятый калибр – второй пропуск (стан 850)
- •Девятый калибр – первый пропуск (стан 850)
- •Определяем размеры исходной заготовки:
- •Калибровка валков при прокатке швеллера №15 на оао нтмк
- •Тема 4.3 калибровка рельсов
- •Методика расчета калибровки железнодорожных рельсов б. П. Бахтинова и м. М. Штернова
- •Примерный расчет калибровки валков при прокатке рельса р 65
- •Калибр 8 (чистовой)
- •Калибр 7
- •Калибр 6
- •Тавровый калибр 3
- •Тавровый калибр 2
- •Тавровый калибр 1 и размеры исходной заготовки
- •Калибровка валков при прокатке железнодорожных рельсов р65 на оао нтмк
- •Калибровка валков при прокатке железнодорожных рельсов р50 на оао нтмк
- •Библиография
- •9. Гост 8240-97. Межгосударственный стандарт. Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент. – м.: Издательство стандартов, 2001. – 8 с.
Резцовая зачистка полупродукта
Для сплошной и выборочной зачистки блюмов, слябов и заготовок с целью удаления дефектов глубиной 10 - 15 мм применяют резцовую обработку на строгальных, обдирочных, фрезерных и бесцентрово-токарных станках. Резцовую зачистку блюмов и слябов произведят на глубину залегания дефектов, отдельные неудаленные дефекты после резцовой обдирки зачищают шлифованием или пневматической вырубкой.
Зачистка строжкой и точением
Для сплошной зачистки слябов из нержавеющих сталей на ряде металлургических заводов ("Запорожсталь", 'Красный Октябрь" и др.) применяют продольно-строгальные станки моделей 7210 и 7212, имеющих по три суппорта (один горизонтальный и два вертикальных) и позволяющих обрабатывать верхнюю и боковые грани сляба одновременно. При строгании подачу осуществляет стол со слябом. Такие станки используют для обработки слябов шириной 1000 — 1250 мм и длиной до 3000 - 400Р мм. Скорость подачи: 1 диапазон 6-90 м/мин, II диапазон 4 — 60 м/мин; перемещение суппортов за один двойной ход: горизонтального 0,5 - 0,25 мм, вертикальных — 0,25 — 12,5 мм.
Строжка слябов для удаления дефектов сопровождается большими потерями металла в стружку (15 % и более) и имеет низкую производительность (0,26 — 0,40 т/ч).
Обдирку круглых заготовок некоторых легированных сталей производят на токарно-обдирочных станках моделей РТ-503, РТ-504 и др. с максимальной высотой центров 500 мм и расстоянием между центрами 3000 - 4000 мм. Прокатанные заготовки перед обдиркой разрезают на пилах горячей резки на заданные длины, удаляют заусенцы от разрезки, производят правку и зацентровку торца. Затем на станках осуществляют обдирку в один или два прохода. На поверхности заготовки при выборочной обдирке не допускаются ступеньки и подрезы, которые могут при последующей прокатке вызвать новые дефекты. Как и строжка, обдирка заготовок на токарно-обдирочных станках сопровождается большими потерями металла в стружку и малопроизводительна.
Пневматическая вырубка дефектов
На металлургических заводах пневматическую вырубку используют для выборочной зачистки полупродукта и снятия заусенцев. Для пневматической вырубки применяют различные типы молотков, наибольшее распространение из которых в прокатных цехах получили молотки типа РБ-63, КЕ-16, КБ-19, КБ-22, КБ-28, КЕ-32, работающие при давлении воздуха 0,5 - 0,6 МПа и расходе воздуха 0,5 - 1,1 м3/мин.
При вырубке дефектов в зависимости от твердости обрабатываемой стали молотки выбирают с учетом частоты ударов, мощности удара, массы молотка. Для вырубки дефектов легированных сталей обычно применяют молотки КЕ-16, КЕ-19, КЕ-22, имеющие частоту ударов 1100 — 1300 уд/мин и среднюю работу ударов 21 - 34 Н • см и сравнительно небольшую массу (0,8 - 0,9 кг).
Рабочим инструментом при пневматической вырубке являются зубила, изготавливаемые из легированных (4ХВС, 5ХВС, 55С2, 60С2) и углеродистых (У8, У9, У10) инструментальных сталей. Угол заточки зубил для вырубки дефектов мягких сталей 45 - 55°, более твердых низколегированных — 55 — 65°, твердых легированных и высоколегированных — 65 — 75°. Угол наклона зубила к обрабатываемой поверхности при вырубке неглубоких дефектов 25 — 30°, глубоких — до 45°. Чем прочнее сталь при прочих равных условиях, тем больше угол наклона. Ширину лезвия зубила принимают: для зачистки мягких сталей 18 — 30 мм, твердых — 15 - 25 мм. Для того чтобы избежать получения заката при последующей прокатке, оптимальное соотношение глубины вырубки к ширине канавки принимают в пределах от 1: 6 до 1:9.
Зубила для вырубки дефектов. Зубила изготовляют из высококачественной кованой или катаной стали с соответствующей термообработкой. В зависимости от твердости зачищаемого металла зубила изготовляют из стали марок У7, У8, У9 (для зачистки конструкционных сталей марок 10—45) и 6ХС, 4ХВС, 5ХВС, 60С2 (для обработки твердых углеродистых и легированных сталей). Наилучшие результаты дают зубила из стали 5ХВС, кованые при температуре начала ковки 1050° С и конца ковки около 900° С, закаленные в воде при 820—830° С с последующим отпуском при 230—250° С. При таком режиме термообработки твердость рабочей части зубила НRС 50—58, а хвостовой — НRС 40—45.
Сталь 6ХС не уступает по механическим свойствам стали 5ХВС и 4ХВС; зубила, выполненные из этой стали, по сравнению с зубилами из стали У8А дают в 1,5 раза большую производительность. При изготовлении зубил из стали 6ХС рекомендуется следующая термообработка: закалка в масле при температуре 840—860°С с выдержкой при этой температуре 10—15 мин; твердость после закалки НRС 60. Отпуск с нагревом до температуры 170°С в течение 2 ч; твердость после отпуска НRС 59.
Для стали 60С2 рекомендуется закалка при температуре 860° С, отпуск в течение 1 ч в электрической камерной печи или масляной ванне с нагревом до температуры 180—220° С, твердость после отпуска НRС 57—58.
Зубила из стали У8 подвергаются закалке в воде при температуре 810°С с последующим отпуском в течение 2 ч при 100—150° С. После такой обработки зубила имеют твердость HRС 60—61. Зубило с лезвием закругленной формы применяется для вырубки дефектов; с прямым лезвием — для снятия сплошного слоя металла, при вырубке мелких волосовин и обрубке заусенцев, образовавшихся при резке горячего металла на пилах; с вогнутой режущей кромкой для удаления заусенцев. Зубила с несимметричной формой режущей части предназначены для вырубки глубоких дефектов небольшой длины.
При работе тяжелыми пневматическими рубильными молотками типа К.Е-28, КЕ-32 применяются зубила более крупных размеров и несколько иной формы.
Для зачистки дефектов на крупных блюмсах применяются зубила. Зубила различаются по очертанию лезвия, по диаметру стержня, по длине и весу. Лезвия зубил затачиваются под углом 40—85°, ширина их колеблется от 12 до 60 мм. Скорость вырубки зависит от закругления кромки лезвия: при малых радиусах кривизны скорость увеличивается, а при больших радиусах— уменьшается из-за увеличения сопротивления.
На основании исследований, выполненных на Кузнецком металлургическом комбинате, установлено, что при прочих -равных условиях с уменьшением угла у заточки лезвия зубила производительность Q зачистки возрастает, но вместе с тем снижается и стойкость зубил. Поэтому для мягких сталей рекомендуется применять зубила с углом заточки 40—50°, для средних по твердости сталей 50-60° и для твердых 60—75°.