книги из ГПНТБ / Производство сортового проката в широком сортаменте

позволяет использовать заготовки наименьшего сечения; ускорить их нагрев; сократить число проходов и потери тепла металлом в чертовых клетях, поскольку ликвидируются вытяжные калибры; получать при этом раскаты небольшой длины, что в свою очередь дает возможность уменьшить расстояние между клетями и общие габариты стана.

5. Длину бочки валков рабочих клетей необходимо принимать из расчета возможности размещения на ней одного калибра дли прокатки профиля максимальной ширины. При прокатке более узких профилей на валках нужно нарезать два-три независимых калибра. Малая длина бочки обеспечивает повышение жесткости, сокращение расхода валков, уменьшение массы и габаритов клети.

6. Направление прокатки металла на стане не должно менять­ ся от черновой к чистовой клети, что исключает необходимость использования шлепперов, рольгангов с косым расположением ро­ ликов H других устройств для поперечной передачи металла, кото­ рые обычно неудовлетворительно работают при транспортировке из клети в клеть или из калибра в калибр тонкостенных и слож­ ных фасонных несимметричных сортовых профилей.

7.Скорость прокатки в чистовых клетях на сортовых станах должна приниматься сравнительно небольшой — около 3—6 м/сек. Однако учитывая короткую длину прокатываемых полос, а также отсутствие относительно тихоходных шлепперных и других пере­ дач, при этом должно обеспечиваться общее время пребывания металла на стане, характерное для современных высокоскоростных станов.

8.Необходимо, 'чтобы направление движения металла было постоянным и прямолинейным, что в сочетании с относительно небольшими скоростями прокатки позволит сравнительно просто механизировать и автоматизировать процессы кантовки, задачи в рабочие клети и прокатки сложных фасонных профилей.

9.Конструкцией рабочих клетей должна быть предусмотрена быстрая их замена, разборка и сборка. Для настройки клетей с предварительной установкой валковой арматуры необходимо пре­ дусмотреть специальные стенды.

10.Должно быть предусмотрено производство периодических профилей продольной прокатки, профилей повышенной точности и особо сложной конфигурации. Для этого в качестве чистовых клетей сортовых станов наряду с обычными клетями можно использовать специальные сменные клети для периодической прокатки, повышен­ ной жесткости, четырехвалковые и др. Клети периодической прокат­ ки необходимо снабдить специальными устройствами для совмеще­

ния периодов валков.

11. Нагрев заготовок для сортовых станов должен осущест­ вляться в методических печах с шагающим подом, а особо мел­ ких сечений — в индукционной печи. іПечи должны позволять одновременно нагревать заготовки различных сечений из стали

I — в производстве проката участвуют все клети стана; выпуск готового проката осуществляется из одной чистовой клети.

II — в производстве проката могут участвовать все клети стана или только часть из них. На стане имеются две клети для выпуска потового проката, последняя чистовая клеть стана и одна из проме­ жуточных клетей. При работе промежуточной клети в качестве чис­ товой во всех остальных последующих за ней клетях можно заме­ нять валки.

III — в производстве проката постоянно участвуют только пер­ вые черновые клети стана. Промежуточные и чистовые клети стана устанавливаются в двойном количестве в двух параллельных, лини­ ях. Прокатка выполняется, как правило, по одной из линий, в клетях второй линии в это время заменяются валки.

IV — на стане установлено два комплекта клетей в двух парал­ лельных линиях. Прокатка, как правило, осуществляется іпо одной линии; валки в клетях второй линии в это время можно заменить.

При схеме стана, выполненной по варианту I, величина средней тоннажное™ прокатываемой партии Qcp оказывает решающее влия­ ние на общий объем производства на стане V, который можно опре­ делить по формуле

где Рср — средняя производительность стана, г/ч; Оперев —продолжительность перевалки валков, ч;

tnepex — продолжительность перехода на новый калибр, ч;

перестройки линии стана меньше времени прокатки средней пар­ тии (Qcp/-Pcp) величина этой партии QCp не оказывает никакого ■влияния на общий объем производства проката на стане, который ■в этом случае определяется из выражения

У=Рср (Траб — тнепр)■

По степени влияния Qcp на V, а следовательно, на стоимость передела и приведенные затраты рассмотренные варианты схем расположения оборудования II и III занимают промежуточное по­ ложение между вариантами I и IV.

Исходя из изложенного выше, выбор рациональной схемы ста­ на широкого сортамента будет зависеть от заданной средней вели­ чины прокатываемой партии, на которую рассчитан данный стан при принятых часовых производительностях прокатки отдельных профилей и времени перестройки стана.

При проектировании стана с двумя параллельными линиями клетей (вариант IV) возможна установка общего привода для

двух одноименных клетей разных линий, если время подготовки к работе каждой из линии будет меньше или .равно времени прокат­ ки средней партии Qcр/-Рср. Установка раздельных приводов для каждой линии экономически оправдывается в том случае, если дополнительные затраты на установку приводов окупаются увели­ чением выпуска проката.

Расчеты показывают, что при массе средней партии до 100 г и средней производительности 40 т/ч приведенные капитальные за­ траты будут меньше при варианте IV.

УкрНИИметО'М совместно с «Гипросталыо» и Колпинским фи­ лиалом ВіВИИметмаша разработана схема стана для произвол-

ства сортовых профилей проката в широком сортаменте малотон­ нажными партиями.

Стан (рис. 106) состоит из одной реверсивной заготовочной клети и двух параллельных специализированных линий рабочих клетей, расположенных последовательно в однопролетном здании шириной 36 м со свободным выпуском полос после каждой «лети. Первая линия клетей (!) предназначена для прокатки крупносорт- іно-среднеоортиых профилей, вторая (II) — для прокатки средне- сортно-мелкосортных профилей. Годовая производительность ста­

на составляет около 150 тыс. т проката в .партиях поставки от 5

до 300 г.

Для нагрева блюмов и исходной заготовки на стане установле­ на методическая печь с шагающим подом производительностью около 50 т/ч. Нагрев заготовок, іподверснутых зачистке, и подогрев «езачнщаемых заготовок предусмотрены в двух печах с шагаю­ щим подом, которые снабжаются металлом как со склада, так и с реверсивной заготовочной клети. Печи оборудованы толкателями, загрузочными и отводящими рольгангами.

Клеть е валками диаметром 680 мм используется в качестве реверсивной заготовочной; оиа оборудована механизмом для быст­ рой их перевалки, рабочими рольгангами с универсальными канто­

ния валков в клети 0—60—120 об/мин. Обрезку концов и резку иа необходимые длины раскатов после заготовочной клети выполняют на ножницах горячей резки.

Особенность рассматриваемого стана широкого сортамента состоит в расположении рабочих клетей в две линии с самостоя­ тельными приводами клетей. Технологией предусмотрена отдель­ ная работа каждой линии поочередно и обеих линий вместе.

Крупносортно-среднесортная линия состоит из восьми клетей дуо диаметром 660 мм с длиной бочки 600 мм, которые приводятся от индивидуальных нерегулируемых двигателей трехфазиого тока. Клети специальной конструкции с удлиненными шпинделями 'рас­ считаны на работу с валками диаметром от 480 до 680 мм. Мак­ симальное давление на валки при прокатке составляет 300 Т; максимальный крутящий момент 25 Т-м\ наибольшая длина рас­ катов после восьмого пропуска 40 м.

Среднесортно-мелкосортная линия состоит из восьми клетей дуо аналогичной конструкции с валками диаметром 370 мм и дли­ ной бочки 400 мм, которые также приводятся от индивидуальных нерегулируемых двигателей трехфазного тока. Клети рассчитаны на работу с валками диаметром от 280 до 370 мм. Максимальное давление на валки при прокатке составляет 150 Т; максимальный крутящий момент 15 Т-м\ наибольшая длина раскатов готового проката на этой линии 36 м.

Перевалку валков в клетях обеих линий выполняют на месте их установки комплектами валков, используя при этом специаль­ ные перевалочные тележки, перемещающиеся вдоль цеха. Первые шесть клетей каждой линии устанавливают стационарно, и при перевалках валки меняют вместе с подушками. Вместо последних двух клетей предусмотрена установка двух клетей повышенной жесткости или универсального типа, а также специальных клетей для прокатки периодических профилей. Чистовые клети в послед­ нем случае оборудуют специальными устройствами для совмеще­ ния периодов. Чтобы сократить расход валков и ускорить их из­

готовление, при прокатке ряда профилей применяют бандажированные сборные валки.

За клетями крупносортной линии устанавливают три перед­ вижные пилы горячей резки. Для охлаждения порезанных .раска­ тов предусмотрены холодильники с несущими іцепями. Профили выправляют на сортоправильной машине выдвижного типа с ро­ ликами диаметром 600 мм и аналогичной машине стационарного типа с роликами диаметром 460 мм. За клетями мелкосортной линии находятся роликовый холодильник, выдвижная сортопра­ вильная машина с роликами диаметром 320 мм, ножницы и пила холодной резки. На участке отделки предусмотрены ножницы продольной резки, зачистные станки и другое оборудование.

,Конструкция стана обеспечивает наиболее экономичное произ­ водство сортовых профилей в широком сортаменте в малотоннаж­ ных количествах. Этот стан, рассчитанный на производство круп­ носортных, ореднесортных и мелкосортных профилей, фактически заменяют четыре обычных стана, необходимых для производства этого проката, что позволяет сократить число двигателей, рабочих клетей, печей и вспомогательного оборудования. Размещение ста­ на в одном пролете с двигателями дает возможность существенно сократить расходы на сооружение здания цеха.

По подсчетам Гипростали, общие, затраты для обеспечения воз­ можности производства 150 тыс. т сложных сортовых профилей малотоннажными партиями на реконструируемых станах 280,360. 550 и 620 составляет 45,6 млн. руб., в то время как на сооружение нового специализированного стана для производства весьма ши­ рокого сортамента будет затрачено 40 млн. руб.

Удельная экономия при прокатке профилей в малотоннажных партиях составляет 180 руб/т. При производстве 150 тыс. т таких профилей годовая экономия составит 27 млн. руб.

Организация производства профилей малотоннажными партия­ ми на специализированных станах позволит избежать значитель­ ных потерь проката на высокопроизводительных станах. Исходя из экономической эффективности применения таких профилей у потребителя и затрат на строительство, срок окупаемости стана для производства профилей малотоннажными партиями составит меньше нормативного срока для черной металлургии.

3. Станы для производства тонкостенных профилей

Производство тонкостенных сортовых профилей общего и от­ раслевого назначения в широком сортаменте на станах существу­ ющих типов связано с рядом технических трудностей, основными из которых являются следующие.

Тонкостенные угловые, швеллерные и другие сортовые профи­ ли прокатывают на действующих станах по существующей техно­ логии в калибрах с глубокими врезами в рабочие валки. Проч­ ность таких валков в ряде случаев оказывается недостаточной для прокатки тонкостенных фасонных профилей из стали повышенной

прочности, так как охлаждение их в іпроцессе прокатки происхо­ дит более интенсивно, чем аналогичных профилей большей толщи­ ны. Поэтому на крупносортных станах практически невозможно прокатать угловую сталь, например, размером 200X200X3 -4-4мм, хотя потребность народного хозяйства в такого рода экономичных тонкостенных профилях очень велика.

Существующим сортаментом угловой стали учитываются особен^ ности технологии производства этих 'профилей: толщина полок уг­ ловой стали ограничивается их шириной. Однако даже преду­ смотренные действующими стандартами (ГОСТ 8509—57 и ГОСТ 8510—57) профилеразмеры угловой стали с минимальными толщи­ нами полок в ряде случаев не прокатывают вследствие недоста­ точной жесткости рабочих клетей и прочности валков сортовых станов, а также конструктивных недостатков холодильников и другого оборудования.

особенно если эти профили прокатывают с параллельными гра­ нями полок. Такие тонкостенные профили, как полузамкнутые и замкнутые, П-образные и коробчатые, на сортовых станах суще­ ствующих типов прокатать технически невозможно, так как нет необходимого специального оборудования.

Прокатку каждого тонкостенного фасонного профиля на сов­ ременном сортовом стане в соответствии с технологией осуществ­ ляют обычно в специальных калибрах в большинстве проходов (клетей), поэтому увеличение в сортаменте стана числа таких про­ филей неизбежно приводит к росту простоев оборудования, выз­ ванных перевалкой валков или сменой калибров. По этой причине сортамент действующих сортовых станов обычно насчитывает сравнительно небольшое число фасонных профилей.

Значительно большие возможности в отношении получения тон­ костенных профилей имеет способ холодного профилирования на профилегибочных станах. Однако этот метод менее производите­ лен, чем метод горячей прокатки. Холодным профилированием из листовой заготовки нельзя получить фасонные гнутые профили с различной толщиной элементов. Кроме того, в процессе холодного ■профилирования в местах изгиба происходит утонение полосы, ко­ торое может достигать 20—25% толщины. Свойства холоднопнутых профилей по сечению профиля неодинаковые, так как в ме­

стах изгиба металл упрочняется.

Таким образом, горячей прокаткой и холодным профилирова­ нием можно получать только ограниченный сортамент тонкостен­

ных профилей.

Для дальнейшего расширения сортамента тонкостенных сорто­ вых профилей в УкрНИИмете разработан [44] метод горячей про­ катки и последующего горячего профилирования. По этому мето­ ду полученная на стане горячей прокатки плоская фасонная заго­ товка, представляющая собой развертку готового профиля, сгиба­ ется в горячем состоянии в готовый профиль в ряде последова­

При получении сложных фасонных профилей по новому мето­ ду в большинстве клетей стана используют гладкие валки. При этом значительно повышается износостойкость валков, их проч­ ность, увеличивается универсальность калибровок и сокращаются затраты времени на их замену. Получение плоских фасонных за­ готовок толщиной до 3 мм при ширине до 400 мм не представля­ ет в этом случае каких-то особых трудностей при прокатке их на непрерывном стане с рабочими клетями соответствующей конст­ рукции.

За чистовой клетью прокатного стана установлены летучие ножницы 3, предназначенные для обрезки передних концов и раз­ резки раската на 2—3 части. При аварийных задержках летучие ножницы могут разрезать раскат на короткие части, которые за­ тем сбрасываются с рольганга специальным устройством 4 на стел­ лаж.

нескольких клетей с индивидуальным приводом, в которых про­ исходит постепенное формирование плоской фасонной заготовки в готовый профиль. В процессе профилирования в некоторых клетях отдельные элементы профиля можно подвергать незначительным обжатиям, осуществляя горячую калибровку.

Готовый профиль тянущими роликами транспортируют по от­ водящему желобу к скоростной правильной машине 8, в которой правка осуществляется в одну нитку. На передаточном желобе ус­ тановлен ряд секций спрейеров 7, предназначенных для охлажде­ ния готового проката до температуры правки. Охлаждение метал­ ла в спрейерах происходит с большой скоростью, поэтому их мож­ но устанавливать в поток непрерывного стана.

Включая или выключая отдельные секции, можно изменять ре­ жим охлаждения тонкостенного профиля, что дает возможность не только ускоренно охлаждать готовый профиль, но и термически упрочнять его в случае необходимости. Так, прокат толщиной 3— 6 мм охлаждается с температуры не ниже 850°С до 575°С за 1—2 сек с выдержкой при этой температуре 3—4 сек. Время выдержки соответствует прохождению профиля по участку желоба без пода­ чи воды. Далее профиль снова охлаждается до 100—150°С. Общее время охлаждения для профилей толщиной 3 и 5—6 мм составля­ ет соответственно 6,5—7 и 7,5—8 сек.

Профили охлаждаются в специальных тянущих роликах, пре­ пятствующих искривлению полосы, неизбежному при охлаждении фасонных профилей на холодильниках обычных прокатных ста­ нов. В валки правильной машины врезают несколько' калибров. Переход с одного калибра на другой осуществляется смещением правильной машины в направлении, перпендикулярном линии правки. Однониточная правка позволяет автоматизировать про­ цесс поштучной задачи полос в правильную машину, обеспечить высокую скорость правки и создать требуемую безопасность для обслуживающего персонала.