
- •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.
Наружные дефекты
В третью группу вошли наружные нарушения цельности металла, а такие дефекты поверхности. Вследствие этих дефектов прокатная продукция, имеющая вполне правильный профиль с требуемой точностью размеров нередко оказывается все же неполноценной и даже браком.
В отличие от первых двух групп наружные дефекты не устранить настройкой стана. Далее рассмотрены причины возникновения наружных дефектов, а также даны рекомендации по их предупреждению и устранению (таблица 28).
Таблица 28 – Наружные дефекты двутавров.
Вид дефекта |
Возможная причина образования |
Меры по устранению |
Риска |
Неудовлетворительное состояние поверхностной арматуры валков |
Заменить арматуру |
Отпечаток |
Неудовлетворительное состояние поверхности валков |
Удалить металл, наварившийся на валках или заменить валки |
Прокатная плена |
Нарушение режимов нагрева или обжатий. Выработка валков |
Устранить переполнение в калибрах обжимной клети; Заменить валки |
Закат в местах сопряжения шейки и фланцев |
Выработка валков |
Заменить валки |
Закат по внешней стороне полки |
Переполнение открытых калибров обжимной клети; Переполнение закрытых калибров обжимной клети; Прокат недогретой заготовки |
Проверить размеры заготовки и соблюдать режимы обжатий; Проверить установку валков в осевом направлении |
Остатки окалины |
Некачественной удаление окалины с поверхности заготовки |
Отрегулировать работу гидросбива |
Процентное соотношение дефектов, наследованных готовым прокатом по двум производствам
Сталеплавильное производство - 65% Прокатное производство – 35%
Рисунок 35 — 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»
Рельсобалочный цех пущен в эксплуатацию в 1949 г. В состав цеха входит также термоотделение, введённое в эксплуатацию в 1967 г. Годовая производительность 800 тыс. тонн.
Характеристика основного оборудования рбц оао нтмк
Рельсобалочный цех пущен в эксплуатацию в 1949 году. Стан линейного типа предназначен для выпуска сортового проката.
Сортамент производимой продукции приведен в таблице 29.
Таблица 29 – Сортамент продукции Рельсобалочного цеха ОАО «НТМК».
Наименование профиля |
Заготовка |
ГОСТ или ТУ |
Профиль |
||||||
Размеры (мм) Масса |
Размеры (мм) |
Масса 1п.м.(кг) |
|||||||
Н |
В |
1п.м.(кг) |
Н |
В |
d |
||||
|
РБЦ |
ЦПШБ |
|
||||||
МНЛЗ* |
|||||||||
Рельс Р-43 |
240 230 |
320 315 |
572 |
550 |
ГОСТ 7173-54 |
140 |
114 |
14,5 |
44,75 |
Рельс Р-50 |
300 |
360 |
834* |
ГОСТ Р 51685-2000 |
152 |
132 |
16 |
51,80 |
|
Рельс Р-65 |
300 |
360 |
834* |
180 |
150 |
18 |
64,88 |
||
Рельс Р-65К |
300 |
360 |
834* |
181 |
150 |
18 |
64,66 |
||
Рельс 60 Е 1 |
300 |
360 |
834* |
EN 13674 |
172 |
150 |
16,5 |
60,21 |
|
Рельс UIC-60 |
300 |
360 |
834* |
UIC860 |
172 |
150 |
16,5 |
60,34 |
|
Рельс НР108 |
300 |
360 |
834* |
СТП 102-118-2006 |
158 |
175 |
40 |
108,00 |
|
Рельс НР121 |
300 |
360 |
834* |
162 |
175 |
44 |
120,00 |
||
Рельс 136 RE |
300 |
360 |
834* |
ТТ 36-2002 |
185,7 |
152,4 |
17,5 |
67,36 |
|
ТБ-3 |
240 |
320 |
572 550 |
ГОСТ 5422-73 |
74 |
235 |
10,5/14 |
30,08 |
|
230 |
315 |
||||||||
|
230 240 300 240 |
315 320 360 440 |
550 572 834* 813* |
|
|
|
|
||
ТБ-1 |
80 |
240 |
15 |
35,90 |
|||||
ТБ-4 |
88 |
230 |
18 |
43,64 |
|||||
Б.ЭКСКАВ |
ТУ 14-102-128-92 |
45 |
238 |
18 |
46,50 |
||||
Z-310(У) |
200 |
525 |
812* |
ГОСТ 5267.3-90 |
310 |
130/174 |
12 |
66,52 |
|
КВАДРАТ 100 |
240 300 240 200 240 230 |
360 360 440 525 320 315 |
|
ТУ 14-1-5237-93 ТУ 14-1-4492-88
ГОСТ 2590-88 |
|
|
|
76,98 |
|
КВАДРАТ 115 |
101,63 |
||||||||
КВАДРАТ 120 |
110,85 |
||||||||
КВАДРАТ 125 |
655 834* 813* 812* 572 550
|
120,47 |
|||||||
КВАДРАТ 130 |
129,69 |
||||||||
КВАДРАТ 140 |
150,90 |
||||||||
КВАДРАТ 150 |
173,65 |
||||||||
КВАДРАТ 160 |
196,74 |
||||||||
КВАДРАТ 180 |
250,12 |
||||||||
КВАДРАТ 200 |
307,92 371,67 |
||||||||
КВАДРАТ 220 |
|||||||||
КРУГ 120 |
88,78 |
||||||||
КВАДРАТ 215 |
240 |
360 |
655 |
ГОСТ 4728-96 |
|
ОСЬ |
|
353,00 |
|
КВАДРАТ 220 |
240 |
360 |
655 |
ГОСТ 4728-96 |
|
ОСЬ |
|
370,10 |
|
КВАДРАТ 225 |
240 |
360 |
655 |
ТС 102-88-2002 |
|
ОСЬ |
|
387,00 |
|
КВАДРАТ 230 |
240 |
360 |
655 |
ТС 102-88-2002 ГОСТ 4728-96 |
|
ОСЬ |
|
406,00 |
|
ШВЕЛЛЕР 20В-2 |
245 |
245 |
435 463 |
ГОСТ 5267.1-90 |
200 |
100 |
8 |
28,71 |
|
ШВЕЛЛЕР 27У |
245 |
245 |
435 463 |
ГОСТ 8240-97 |
270 |
95 |
6 |
27,70 |
|
ШВЕЛЛЕР 24У |
245 200 |
245 250 |
435 463 380 365 |
240 |
90 |
5,6 |
24,00 |
||
ШВЕЛЛЕР З0У |
250 |
300 |
547 563 |
300 |
100 |
6,5 |
31,80 |
В состав цеха входят следующие участки:
Отделение нагрева заготовок.
Стан в составе обжимной клети дуо 950 реверсивной и расположенных в линию двух клетей трио 800 и одной клети дуо 850.
Для порезки и охлаждения проката за станом установлены семь рычажных пил горячей резки и двухсекционный центральный холодильник (ширина секции 25 м, длина 60 м).
Отделение изотермической выдержки рельсов в составе четырех конвейерных печей. Печь №5 выведена из эксплуатации.
Участок правки проката в составе трех горизонтальных роликоправильных машин (шестивалковые), в т.ч. №1, №2 для правки рельсов.
Балкоотделка.
Рельсоотделка в составе трех поточных линий отделки и доотделочной линии.
Склад готовой продукции и склад «сырых» рельсов в поперечном пролете.
Термоотделение для объемной закалки рельсов в масле.
Термоотделение цеха со складом сырых рельсов пущено в эксплуатацию в 1967 году.
В состав термоотделения входят:
Печь для нагрева рельсов под закалку, имеет семь зон по 25 м.
Закалочная машина (закалка путем опускания рельса в масло).
Отпускная печь, имеет десять зон по 25 м.
Холодильник двухсекционный (ширина секции 25м, длина З0м)
Участок отделки рельсов в составе горизонтальной и вертикальной ролико- правильных машин (шестивалковые), двух механических прессов и двух инспекторских стеллажей.
Склад готовых рельсов вместимостью 5000 т.
А также возвратный поток для обработки осевой заготовки и квадратной заготовки больших сечений в составе ножниц горячей резки, клеймителя, стеллажей со сталкивателями для приемки горячего металла и участка для обработки, приемки и складирования.
За период эксплуатации основное оборудование цеха постоянно обновлялось. В последние годы были осуществлены следующие реконструктивные
мероприятия:
Реконструирован участок пил горячей резки (1991 г.) - замены
пилы, рольганги, установлено оборудование для уборки обрези.
Реконструирован участок ножниц горячей резки для порезки
осевой заготовки со стороной 215-230 мм и квадратной заготовки большого сечения (1998 г.).
Построена нагревательная печь с шагающими балками (2000 г.)
производительностью 200 т/ч (с холодного посада).
Толкательные методические и камерные печи выведены из эксплуатации.