книги из ГПНТБ / Производство сортового проката в широком сортаменте

По сравнению с трубными, листовыми и станами других типов действующие ереднесортные и особенно крупносортные станы производят прокат в основном массового назначения в наиболее широком и технологически разнородном сортаменте. Производи­ тельность станов такого типа составляет 0,8—1,6 млн. г проката

вгод.

Впрограмму производства современных средне- и крупносорт­ ных станов с последовательным расположением рабочих клетей наряду с профилями массового назначения простой геометричес­

кой формы (сталь круглая, квадратная, полосовая), как прави­ ло, включают и более сложные профили типа двутавров, швелле­ ров, рельсов, зетовой стали и др. Эти станы прокатывают и ряд фасонных профилей отраслевого назначения. Такой технологичес­ ки разнородный сортамент профилей является одной из основных причин наиболее низких технико-экономических, показателей ра­ боты этих станов по сравнению с технико-экономическими пока­ зателями любых других станов, специализированных на произ­ водство более однородной продукции.

Так, простои сортовых станов с широким и технологически разнородным сортаментом вследствие замены валков и калиб­ ров достигают 25% номинального времени, в то время как анало­ гичные простои на проволочных, мелкосортных, штрипсовых, труб­ ных и других узкоспециализированных станах меньше. Сущест­ венно ниже на этих станах коэффициент использования установ­ ленного оборудования, особенно отделочного, а также ниже уро­ вень механизации и автоматизации технологических операций.

Технологически разнородный сортамент проката, производимый на современных средне- и крупносортных станах, является также одной из основных причин, препятствующих его дальнейшему расширению на этих станах. Поясним это на следующем при­ мере.

В сортаменте современных крупносортных станов, оборудо­ ванных обычными клетями типа дуо или трио, в большинстве случаев имеются двутавровые балки. Прокатка каждой двутав­ ровой балки требует специального комплекта рабочих валков с калибрами определенных размеров. Переход с прокатки балки одного размера на балку другого размера обычно связан со зна­ чительным простоем стана (2—3 ч), необходимым для замены валков, арматуры, роликов, правильных машин и другого техно­ логического оборудования. Для снижения затрат времени на перестройку стана в условиях производства многочисленных сор­ товых профилей в его оортамент редко включают более 5—7 раз­ меров двутавровых балок. По этой же причине в сортамент круп­ носортных станов редко включают экономичные литерные разме­ ры балок, отличающиеся от основных только толщинами полок и стенок, но требующие для прокатки особых калибров. При широ­ ком сортаменте других сортовых профилей прокатка каждого но­ вого размера двутавра существенно ухудшает технико-экономи­ ческие показатели работы стана, поскольку увеличиваются

простои, расходы на валки и число технологического обрудования. Это обусловливает весьма медленное расширение сортамента двутавровых балок, прокатываемых на крупносортных станах обычных Титов.

Кардинально вопрос расширения сортамента и повышения экономичности двутавровых профилей решен созданием для их производства специализированных универсальных балочных ста­ нов. Эти станы, специально приспособленные для прокатки эко­ номичных двутавровых балок с широкими и параллельными пол­ ками, позволили организовать экономически высокоэффективное производство профилей в очень широком сортаменте. Сортамент современных специализированных универсальных балочных ста­ нов с реверсивными клетями включает до 40 двутавров разных типов, а число профнлеразмеро®, прокатываемых на одном ста­ не, достигает 200. Производительность станов этого типа прибли­ жается к 1,5 млн. тпроката в год.

Вполне реальным является создание сверхмощного непрерыв­ ного крупносортного стана производительностью 3,0—3,5 млн. т в год для прокатки двутавровых балок, швеллеров и других фасон­ ных профилей из литых заготовок, получаемых с УНРС.' Техни­ ко-экономические показатели работы такого стана в 1,5—2,0 раза превысят соответствующие показатели лучших отечественных и зарубежных крупносортных станов.

Экономически целесообразно, например, сосредоточить произ­ водство периодического проката арматурной стали для железобе­ тонных конструкций, круглой стали диаметром до 60 мм в бунтах

на высокопроизводительных (до 1,0—3,0 млн. г год) узкоспециали­ зированных станах специальной конструкции. При такой специа­ лизации станов на выпуске технологически однородных профилей появляется возможность в значительной степени унифицировать калибровки валков и схемы прокатки, что наряду с сокращением затрат времени на перестройки станов позволяет существенно рас­ ширить сортамент выпускаемой прокатной продукции. Кроме того, такая специализация создает благоприятные возможности для разработки более современных конструкций основного и вспомога­ тельного оборудования, систем автоматизации и средств механи­ зации технологического процесса. Немаловажную роль в повыше­ нии технико-экономических показателей и качества продукции та­ ких станов будет играть специализация обслуживающего персона­ ла на производстве однородной продукции.

Определенные резервы в специализации сортовых станов на выпуске технологически однородной продукции имеются на дейст-

вующнх агрегатах. Положительным примером в этом отношении может служить опыт специализации мелкосортных станов Криво­ рожского металлургического завода на производстве технологи­ чески однородных групп профилей мелкосортного проката.

Специализация одного из однотипных сортовых станов 300 Магнитогорского металлургического комбината на прокатке швел­ леров и угловой стали, а другого на производстве круглой, квадратной, полосовой и арматурной стали может дать экономию времени, достаточную для дополнительного производства на этих станах до 100 тыс. тпроката в год с улучшением его качества.

Сосредоточение производства сортовых профилей большой по­ требности на современных высокопроизводительных станах, спе­ циализация их на выпуске технологически однородной продукции, естественно, ставит задачу рациональной специализации и других сортовых станов, более старой постройки и менее производитель­ ных. Выпуск сортового проката на различных станах этого типа

гружены производством сортового проката массового назначения, прокатка которого на современных непрерывных или последова­ тельных станах может быть осуществлена со значительно более высокими технико-экономическими показателями. В условиях дейст­ вия новых экономических стимулов производство сортового про­ ката массового назначения на ряде станов старой постройки не приносит металлургическому предприятию прибыли.

Экономические расчеты показывают, что сортовые станы сред­ ней производительности с линейным или последовательным распо­ ложением клетей целесообразно специализировать на производстве отдельных технологически однородных групп сортового проката отраслевого назначения. В зависимости от типа, конструкции и производительности таких станов на них может быть организова­ но производство технологически однородных сортовых профилей отраслевого назначения, ежегодная потребность каждого из кото­ рых для народного хозяйства составляет свыше 300 г. Общую производительность станов при такой специализации можно повы­

филей в ряде случаев целесообразна реконструкция действующи/- станов с установкой специализированного оборудования. В первую очередь необходимо осуществить реконструкцию действующих ста­ нов для специализированного производства автомобильных ободов с повышенной точностью размеров, периодических профилей ма­ лых, средних и крупных размеров, рессор (для автотранспорта) высокого качества всех типов, включая периодические, профилей

ровых профилей из специальных марок стали, профилей для ин­ струментальной промышленности и др. Помимо профилей основ­

ного сортамента, на этих станах можно прокатывать л другие профили, конфигурация и технологические особенности производ­ ства которых позволяют наиболее эффективно использовать спе­ циализированное оборудование.

На станах, специализируемых для производства автомобиль­ ных обод-ов, необходимо предусмотреть последовательное располо­ жение рабочих клетей повышенной жесткости, что позволит полу­ чать эти профили с минимально возможной для горячей прокатки толщиной элементов и высокой точностью размеров. Для создания оптимального температурного режима прокатки тонкостенных обод-о-в целесообразно использовать на этих станах заготовки уменьшенной массы. В состаіве оборудования цеха необходимо предусматривать клети для холодной и теплой прокатки ободов, позволяющие получать профили особо тонких толщин с высокой точностью размеров, а также агрегаты для дробе-метно-й очист­ ки проката от окалины и установки для антикоррозионной защиты его на период транспортировки и хранения.

Оптимальная производительность станов для прокатки этих профилей должна составлять 460—550 тыс. тв год.

Специализированные станы для продольной прокатки периоди­ ческих профилей мелких, средних и крупных размеров необходимо оборудовать клетями различной конструкции с синхронизирующи­ ми устройствами, специальноприспособленными для получения профилей разных типов и сложности. Эти клети должны позво­ лять прокатывать профили с регулируемым периодом по длине, с периодам в двух плоскостях и д-р. В отделочное оборудование таких станов следует обязательно включать холодильники особых типов для охлаждения периодического проката, правильные маши­ ны специальной конструкции, режущие устройства для бездефект­ ного раскроя проката со сложной формой поперечного сечения и удаления продольных заусенцев. Для производства периодическо­ го проката из стали конструкционных марок, содержащих леги­ рующие добавки, станы этого типа должны быть оснащены средст­ вами замедленного охлаждения и термообработки металла.

Производительность станов этого типа может находиться в -пре­

делах от 200 до 500 тыс. г проката в год.

Станы, специализируемые на производстве высококачественно­ го проката для автомобильных рессор, необходимо оборудовать совершенными нагревательными устройствами, -снижающими до минимума обезуглероживание металла при нагревании. Полное удаление обезуглероженного слоя должно осуществляться перед прокаткой на специальных машинах огневой зачистки, газовыми или плазменными резаками.

Для прокатки рессорных полос с высокой точностью размеров на этих -станах» необходимы рабочие клети повышенной жесткос­ ти, а для получения рессор периодического профиля по длине полосы— клети специальной конструкции.

Рессорную сталь следует охлаждать замедленно, что требует

специальных устройств на холодильниках для пакетирования го тсвосо проката.

Производство рессорной стали обычного качества и сорта­ мента может быть осуществлено на непрерывных сортовых ста­ нах высокой производительности. Для производства высокока­ чественной рессорной стали для автомобилей с особо точными размерами, а также профилей специальных типов необходимо соз­ дание специализированных станов мощностью до 500—550 тыс. г проката в год.

Профили типа швеллеров и двутавров с параллельными полка­ ми для авто- и электропогрузчиков, а также близкие по конфи­ гурации низкокорытные и двутавровые профили из специальных марок стали эффективно могут быть прокатаны только на ста­ нах, в составе которых имеются четырехвалкювые универсальные клети. Дооборудование такими клетями линейных станов не­ большой производительности (до 200—300 тыс. т в год) позволит организовать экономичное производство этих профилей с учетом, всех требований потребителей этого вида проката.

замкнутых профилей, не прокатываемых на действующих станах, необходимо создание принципиально новой технологии и конст­ рукции высокопроизводительного прокатного стана, специализи­ рованного на выпуске такой продукции. Технология должна ра ц'іюнально сочетать преимущества горячей прокатки и профили­ рования металла на специальных гибочных агрегатах.

Многие сложные несимметричные профили отраслевого назна­ чения типа полособульбовой стали, лемехов, турбинных лопаток других видов целесообразно прокатывать на специализированных станах в сдвоенном виде. Отделочное оборудование этих станов должно включать агрегаты для продольной резки и правки про­ ката.

разцов, а также улучшения использованіи я металла и снижения трудовых затрат в машиностроении и строительстве необходимо

годовой потребностью на станах существующих типов производи­ тельность последних заметно снижается, что обусловлено значи­ тельными потерями рабочего времени на дополнительные замены валков и настройки оборудования.

Особенно большие потери продукции возникают на действу­ ющих станах в процессе освоения производства сложных сорто­ вых профилей, требующих значительных изменений сложившей­ ся технологии и проведения нескольких пробных прокатом. При средних затратах времени на пробные прокатки от 8 до 20 ч и

производительности современных сортовых станов 50—200 т/н потери прокатной продукции при освоении 'нового профиля могут составлять 400—4000 т. К этому 'необходимо добавить расходы

что при таких потерях прокатывать на сортовом стане новые про­

и невозможностью получения его другими способами обработки металла.

Основное производство малотоннажных сортовых профилей сосредоточено на линейных прокатных станах средней и малой п:роизводиIтельностіі.

■В последние годы наблюдается тенденция к сокращению и упрощению сортамента сортовых профилей, производимых на этих станах, что связано с систематической их реконструкцией, уста­ новкой обводных аппаратов и других средств механизации тех­ нологических операций. Прокатка на линейных реконструиро­ ванных станах новых сложных сортовых профилей в ряде случа­ ев требует возврата к ручной передаче металла из калибра в ка­ либр, так как обводные аппараты существующих конструкций обычно мало пригодны для прокатки таких профилей. По этой причине на многих реконструированных в последние годы линей­ ных станах затруднительно осваивать новые сложные сортовые профили, особенно средней и малой тоннажное™.

Линейные станы старой постройки небольшой производитель­ ности, не оборудованные обводными аппаратами, во многих слу­ чаях имеют несовершенные нагревательные печи, маломощные двигатели, нежесткие рабочие клети и другое технологическое оборудование, не обеспечивающее получение новых профилей не­ обходимого качества. В дальнейшем станы линейного типа целе­ сообразно реконструировать, или превращая их в узкоспециали­ зированные станы для производства технологически однородных

ния должны -обеспечивать достаточно высокий уровень механиза­ ции и автоматизации основных технологических операций, а так­ же '-минимальные затраты .времени на перестройки технологичес­ кого процесса ори смене выпускаемой продукции. Производи­

Всуществующих условиях было бы неправильно' полностью отказаться от использования современных высокопроизводитель­ ных станов для производства малотоннажных партий сортовых профилей отраслевого назначения. Практика работы некоторых отечественных металлургических заводов показывает, что на та­ ких станах практически без снижения их производительности можно организовать прокату малотоннажных сортовых профи­ лей. Для этого необходимо, чтобы прокатка таких профилей не требовала существенных изменении схем калибровок, дополни­ тельных перевалок валков и перестройки отделочного оборудова­ ния станов.

Вкачестве примера прокатки специальных сортовых профи­ лей с небольшой потребностью на высокопроизводительном узко­ специализированном стане можно привести опыт освоения профи­

лургического комбината. Для прокатки этих профилей потребова­ лись специальные калибры только на двух-трех последних кле­ тях, при этом затраты времени на перестройку стана были све­ дены к минимуму. По трудоемкости и производительности про­ катка этих профилей практически не отличалась от прокатки обычной полосовой стали соответствующего размера. Вместе с этим освоение специальных профилей позволило потребителям сэкономить до 26% металла и существенно снизить трудовые за­ траты при изготовлении готовых изделий.

Рациональное использование многочисленных современных высокопроизводительных станов для прокатки малотоннажных партий сортовых профилей отраслевого назначения является важным резервом расширения дефицитного сортамента прокат­ ной ■продукции.

Особую группу сортового проката отраслевого назначения составляют профили, годовая потребность которых исчисляется в сотняхкилограммов и редко превышает 5 г. Многие из этих профилей имеют весьма сложную геометрическую форму и точ­ ные размеры. Производство таких профилей способом горячей прокатки экономически целесообразно организовывать на специ­ альных .одноили двухпроходных станах специальной конст­ рукции.

Зарубежные станы для производства сортового проката в широком сортаменте

I. Основные направления развития сортовых станов

Для стран с капиталистической системой ведения хо­ зяйства характерна постоянная тенденция к созданию

сортовых станов, рассчитанных на производство проката в широ­ ком сортаменте. В этом случае расширяются возможности обес­ печения металлургического предприятия заказами на сортовой прокат различных видов, а следовательно, повышается его конку­ рентоспособность. Созданию таких станов способствует также бо­ лее низкий уровень (по сравнению с уровнем в нашей стране) концентраіции производства и сбыта металлопродукции черной

металлургии.

Расширение сортамента проката, выпускаемого зарубежными сортовыми станами, достигается в основном следующими двумя основными способами:

создаются современные высокопроизводительные станы, вы­ пускающие технологически неоднородный сортовой прокат обще­ го и отраслевого назначения в широком сортаменте;

создаются узкоспециализированные сортовые станы, произво­ дящие сортовой прокат одной или нескольких технологически од­ нородных групп в широком сортаменте профилей внутри каждой группы.

Эти два основных направления в решении вопроса расшире­ ния сортамента сортовых станов всех типов характерны в’той или иной степени для любой капиталистической страны или груп­ пы таких стран.

Отрицательной стороной первого из этих направлений явля­ ется снижение уровня специализации современных сортовых ста­ нов. В этом случае при расширении сортамента производимой

,продукции усложняются условия эксплуатации таких станов, снижается уровень механизации и автоматизации основных тех нологических операций, заметно ухудшаются технико-экономи­ ческие показатели их работы. Поэтому ів ряде стран с хорошо развитой экономикой в послевоенный период наблюдается посте­ пенный переход к строительству все более узкоспециализирован­ ных станов, рассчитанных на производство весьма узкого сорта­ мента технологически однородных сортовых профилей высокого качества.

поиски новых схем расположения оборудования на сортовых ста­ нах, обеспечивающих производство проката широкого сортамент? на современных станах при достаточно -высоких технико-экономи­ ческих показателях их работы. Можно назвать новейшие станы широкого сортамента с двухпоточным, комбинированным, непре- рыівно-лшінейным и непрѳрывно-последов ател ьным расположением рабочих клетей, при разработке конструкции которых пресле­ довалась цель — сократить затраты времени на их перестройки при смене выпускаемой продукции.

Развитие второго направления в расширении сортамента сор­ тового проката в зарубежных странах обусловлено строительст­ вом специализированных станов для производства в широком сортаменте тонкостенных двутавров, швеллеров, профилей шахт­ ной крепи и рельсов, т. е. продукции в основном массового назна­ чения. Создание таких стацов для производства технологически однородных групп сортового проката отраслевого’ назначения в условиях капиталистической системы хозяйства затруднительно вследствие низкого уровня концентрации производства, конку­ рентной борьбы между фирмами, неустойчивости рынка сбыта продукции и ряда других причин, несмотря на возможность повы­ шен,ия технико-экономических показателей их работы по сравне­ нию с показателями работы других станов, выпускающих анало­ гичные профили.

Развитие сортопрокатного производства в направлении созда­ ния высокопроизводительных и узкоспециализированных сорто­ вых станов более характерно для стран, развитых в техническом

водство очень широкого и разнородного в технологическом отно­ шении сортамента сортового проката. При сравнительнонизких технико-экономических показателях работы таких станов построй­ ка их решает задачу снабжения всех отраслей хозяйства страны необходимым сортовым прокатом, ликвидацию его поставок по импорту, экономию валютных средств государства.

Таким образом, рассматривая новейшие зарубежные сортовые станы, необходимо всегда анализировать и общие экономические аспекты постройки их в данной стране, оказывающие в ряде слу­ чаев доминирующее влияние на схему расположения оборудова­ ния этих станов, производительность, сортамент и другие показа­ тели их работы.

Наряду с отмеченными выше двумя основными направления­ ми развитыя сортовых станов, производящих прокат в широком сортаменте, в ряде стран в последнее время прослеживается тенденция к сосредоточению производства сортовых профилей отраслевого назначения с относительно небольшой годовой пот­ ребностью на станах специальных типов. В ряде стран для более узкой специализации и повышения технико-экономических пока­ зателей работы современных высокопроизводительных станов производство специальных сортовых профилен снято с этих станов и организовано на небольших металлургических предприятиях, об-

.ладающих большей «гибкостью» в работе.

или конвертеры типа Калдо емкостью до 100 г, установки непре­ рывной разливки стали, прокатные станы и средства отделки про­

трио с валками диаметром 457 или 535 мм, а также чистовые кле­ ти с валками диаметром 356 и 305 мм. Клети располагают в ли­ нию или последовательно (4—б клетей дуо). Эти сравнительно простые и недорогие станы работают с хорошими технико-эконо- мическими показателями.

Современные зарубежные сортовые станы в зависимости от сортамента выпускаемой продукции могут быть разделены на тргі