![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Производство сортового проката в широком сортаменте
..pdfвой клети предусмотрено шесть проходов, во второй — три, в- третьей — два, в остальных — по одному. Между клетями черновой, линии раскаты передавались шлепперами, на первой чистовой ли нии— обводными аппаратами, между линиями — рольгангом и передаточным желобом. Калибровка периодического профиля по
казана на рис. |
121. |
Особенность |
калибровки периодического профиля — точный |
расчет величины опережения при прокатке, необходимый для оп ределения размеров элементов калибра на рабочем валке. Опере жение металла при определении размеров участков с постоянным обжатием рассчитывали по известным формулам И. М. Павлова [49], а «а участках с переменной величиной обжатий — по методи ке, рекомендованной С. Н. Филипповым [50]. Эти данные сопо ставляли е данными таблиц П. А. Александрова и И. Н. Филиппо ва [51]. Чтобы облегчить изготовление периодических калибров, чистовые валки сконструировали в виде шайб, закрепляемых на оси.
Использование обводных аппаратов и передаточных желобов позволило создать относительно стабильные условия деформации металла в периодическом калибре при температуре конца прокат ки 980—1000° С, что обеспечило получение профиля в соответст вии с заданными размерами.
Для накопления данных, необходимых при дальнейшей отра ботке технологии производства периодических профилей мелких и средних размеров продольной прокаткой, на этом стане проведены опытно-промышленные прокатки второго сложного периодическо го профиля (рис. 122). Этот профиль является рабочим органом
/ - / |
Л-Л |
|
Р н с. 122. Периодический профиль для шляпок чесальных машин
кордочесальной імандоны. |
На |
одну |
машину |
вместе с |
запасным |
|||
комплектам требуется 126 |
таких |
деталей. |
Общая |
потребность |
||||
текстильного машиностроения в 'специальных периодических |
про |
|||||||
филях для шляпок этих машин |
составляет |
|
более 6 |
тыс. г ів под. |
||||
По существовавшей ранее технолапин деталь для шляпки изго |
||||||||
товляли на машиностроительных заводах литьем из чугуна |
марки |
|||||||
0421-40. После отливки и зачистки деталь |
подвергали правке, во |
|||||||
время которой часть деталей выходила из |
строя. ,-Выход |
годного |
при этом составлял 30—50%. Ограниченные возможности заводов по отливке профилей для шляпок сдерживали расширение вы пуска кордочесальнык машин.
УкрНИИметом совместно с потребителями этого профиля и металлургическим заводом разработана новая конструкция дета ли с учетам изготовления ее апособом периодической прокатки. Новая технология опробована на стане 300. Опытную партию профиля прокатывали из исходной заготовки размером 120ХІ20Х
Х1450 |
мм (материал — сталь 35). Температура нагрева заготовки |
||
в лечи |
составляла |
1200—1220°С. Калибровкой предусмотрено |
13 |
проходов (рис. 123) |
с использованием ящичных, ромбических |
и |
|
тавровых калибров. |
Периодический профиль получали из тавро- |
и
|
38 |
Р и с. 123. Калибровка периодического профиля |
шляпки кордочесальнык машин |
вой заготовки в последнем чистовом |
пропуске на второй чистовой |
линии стана. Чтобы упростить процесс, валки периодического про филя для чистового пропуска изготовляли составными из отдельных дисков. Первоначально калибр чистового пропуска был открытым. В дальнейшем, учитывая большую «пружину» клети, разработали новую калибровку: чистовой пропуск предусмотрен в закрытом ка
либре |
(рис. 124). Температура конца прокатки приближалась к |
950° С. |
Скорость прокатки ів периодическом калибре составляла |
примерно 5 м/сек. Прокатка протекала устойчиво с надежным захватом металла во всех калибрах.
На основании проведенной УкрНИИметом работы іпо освоению производства «еоколъких сложных периодических профилей на ли нейном стане 300 и анализа существующей потребности народного хозяйства в такой -продукции установлена высокая экономическая
эффективность |
|
организации |
||||
массового |
производства пери |
|||||
одических |
профилей |
средних |
||||
и мелких |
размеров |
продоль |
||||
ной |
прокаткой. |
Полученные |
||||
данные |
позволили |
определить |
||||
следующие |
основные |
требова |
||||
ния |
к рациональной |
техноло |
||||
гии |
производства этих профи |
|||||
лей на действующих |
сортовых |
|||||
станах. |
|
|
|
периодиче |
||
Производство |
||||||
ских профилей мелких и сред |
||||||
них |
размеров |
продольной про |
||||
каткой |
может |
быть |
организо |
|||
вано |
на |
соответствующих сор |
||||
товых станах |
всех известных |
|||||
типов. Для |
осуществления периодической прокатки профилей с |
двусторонним, совпадающим периодом необходимо дооборудовать некоторые станы специальными чистовыми клетями с синхронизи рующими устройствами, конструкция которых должна быть рас считана на оптимальные условия получения профилей, включае мых в сортамент стана.
Поскольку потребность народного хозяйства в каждом из пе риодических профилей сравнительно невелика, производство их экономически целесообразно организовывать на реконструирован ных линейных станах старой постройки, приспосабливая техноло гию к условиям выпуска этих профилей в мало- и средяетоннажных партиях. Оптимальная производительность специализирован ного сортового стана для производства периодических профилей малых и средних размеров составляет 150—200 тыс т в год.
Для получения стабильных размеров периодического профиля по длине раската особое внимание должно быть уделено улучше нию условий нагрева металла. Пропускная способность нагрева тельных печей при производстве периодического проката должна быть выше максимальной производительности стана на 20%, что необходимо для постоянного снабжения стана заготовкой, равно мерно нагретой до заданной температуры. Массу и длину заготов ки необходимо выбирать с таким расчетом, чтобы при ее прокатке разность температур по длине раската з чистовом проходе была возможно минимальной.
В качестве чистовой клети при прокатке периодических профи лей можно использовать клети разных конструкций (четырехвал-
новые, двухвалковые с программным перемещением одного из валков, с винтовыми калибрами и др.). Клети должны приме няться особо высокой жесткости, что необходимо для получения достаточной точности размеров (профиля в условиях большой ди намичности .процесса деформации.
На специализированных станах для производства периодичес ких профилей необходимо иметь несколько клетей разной конст рукціии.
Скорость прокатки в чистовой клети должна регулироваться в широких пределах ;(1:5 и даже 1:10) для создания оптимальных условий дефорімаіцпи профилей разных типов.
Мощность привода |
и прочность соединительных |
узлов |
рабо |
|
чей линии необходимо выбирать |
с учетом высокой |
динамичности |
||
процесса деформации |
металла в |
(периодическом калибре. |
Меха |
низм синхронизации вращения валков должен осуществлять их ре гулировку в процессе прокатки без остановки стана. ’На участке отделки периодического проката следует предусматривать устрой ства для его правки, резки и удаления заусенцев.
5. Станы для прокатки двутавровых балок и автомобильных ободов
Для дальнейшего расширения сортамента экономичных сорто
вых профилей в период до 1975 іг. в нашей |
стране |
намечено |
ор |
||
ганизовать специализированное производство двутавровых |
балок |
||||
с широкими и параллельными полками, а также |
профилей |
обо |
|||
дов для автомобильных колес. |
|
-представляют |
собой |
||
Двутавровые балки общего назначения |
|||||
один из наиболее распространенных видов металлопроката, |
нахо |
||||
дящего широкое применение в различных |
отраслях промышлен |
||||
ности и строительства. Расширение и |
совершенствование |
сорта |
|||
мента этих профилей необходимо для повышения |
технико-эконо |
||||
мических показателей современного строительства. Сортамент |
и |
||||
размеры двутавровых балок, выпускаемых в нашей стране, |
уста |
||||
новлены ГОСТ 8239—56. |
стандарта является ограни |
||||
Существенным недостатком этого |
ченный сортамент двутавровых балок, состоящий всего из 27 профилеразмеров в диапазоне высот .100—700 мм.
При .проектировании металлоконструкций ограниченный сорта мент двутавровых балок по -ГОСТу во многих случаях приводит к неоправданному перерасходу .металла и утяжелению сооруже ний.
Другой недостаток выпускаемых двутавровых балок — уклоны (до |12%) на внутренних гранях полок этих профилей, которые существенно усложняют изготовление /Металлоконструкций, тре буя во многих случаях применения специальных косых монтаж ных шайб. ГОСТ 8239—56 предусматривает производство двутав ровых профилей со сравнительно узкими полками, так называемо го балочного (нормального) типа, применение которых наиболее
эффективно в элементах металлоконструкции, работающих на изгиб.
Указанные недостатки действующего ГОСТа связаны с су ществующим в нашей стране оборудованием для производства двутавровых балок. Действующие на отечественных металлурги ческих заводах крупносортные и рельсо-балочные станы практи чески не позволяют прокатывать двутавровые балки высотой бо лее 600 мм с полками шириной более 210 мм. Установленные на этих станах клети дуо и трио позволяют прокатывать в массовых количествах и с высокой производительностью двутавровые балки только с уклонами внутренних .граней полок, причем при уменьше
нии этих уклонов резко увеличивается |
.расход рабочих |
валков и |
||
создается ряд других трудностей в процессе прокатки. |
Затрудни |
|||
тельно также получать на этих станах |
двутавровые |
профили |
с |
|
уменьшенной толщиной полок и стенки. |
|
двутавровых |
балок |
па |
Значительное расширение сортамента |
||||
действующих станах невозможно, так |
как для прокати (практиче |
|||
ски каждого профилеразімера необходимы специальный |
комплект |
валков и время для и.х замены. .По этой причине ГОСТом преду
сматривается всего восемь дополнительных |
(литерных) |
іпрофиле- |
разімеров двутавровых балок, а сортамент каждого из |
действую |
|
щих крупносортных и рельсо-балочных станов обычно |
содержит |
|
не более 6—8 номеров этих .профилей. |
элементы которых ра |
|
Во многих строительных конструкциях, |
||
ботают ів условиях сжатия, (целесообразнее |
применять |
двутавро |
вые профили с более широкими полками, чем те профили, которые технически возможно получить на крупносортных станах обычных типов. К числу таких профилей относятся так называемые горя чекатаные широкополочные двутавры и колонные профили с па раллельными полками, производство которых в нашей стране от сутствует. Благодаря рациональному распределению металла по сечению п более широким полкам эти двутавровые профили эко номичнее обычных балок с уклонами внутренних граней полок.
Двутавровые профили практически с параллельными полками позволяют существенно упростить монтаж металлоконструкций, облегчить и ускорить сборку их соединительных узлов, ликвиди ровать на заводах металлоконструкций массовое производство специальных 'косых шайб. Несмотря на несколько более высокую стоимость (30—12%) двутавровых профилей по сравнению со стоимостью обычных горячекатаных балок, они получили большое распространение в строительстве за рубежом, почти полностью вытеснив из металлоконструкций угловую сталь и заклепочные
ѵзлы.
Производство экономіичныіх двутавровых профилей с парал лельными и широкими полками в промышленно развитых капита листических странах с середины 50-х годов неуклонно .возрастает, несмотря на широкое использование в современном строительстве железобетонных конструкций. В 1964 г. в США широкополочные цвѵтаівры и колонные профили составляли 25%. всего производства
сортового проката. В европейских странах, входящих в |
объеди |
нение ЕОУС1, двутавры с широкими и (параллельными |
полками |
в 1967 іг. составляли до 75% всего производства балок. |
на ста |
За рубежом пшрокополочные двутавры прокатывают |
|
на«, оборудованных четырехвалковыши универсальными |
рабочими |
клетяіми. Для производства экономичных двутавровых |
балок и |
расширения производства специальных широкополочных двутавро вых и колонных профилей за рубежом в период с 1954 г. построен ряд новых 'комбинированных и специализированны« универсаль ных балочных станов. На многих действовавших крупносортных станах для прокатки двутавров с параллельными полками уста новлены дополнительные универсальные клети. Строительство обычных крупносортны« станов с клетями дуо и трио с середины 50-х подов в промышленно развитых странах практически прекра щено, что обусловлено большими] техническими трудностями -и вы сокой себестоимостью получения на этих станах экономичны« дву тавровых профилей без уклонов внутренних граней полок.
Зарубежные комбинированные станы .в большинстве случаев представляют собой обычные крупносортные или рельсо-балочные станы, на которых для прокатки двутавров с широкими и парал лельными полками устанавливают одну или две труппы универ сальных и вспомогательных клетей. На этих станах наряду с обычным сортаментам осуществляют прокатку экономичных дву тавровых балок с параллельными полками, шкрокополочных двутавров высотой до 450—600 мм е полками шириной до 250 мм, а также прокатку ряда колонных профилей.
Сортамент двутавров комбинированных станов сравнительно узок, так как, несмотря на установку дополнительных универ сальных клетей, прокатка почти каждого нового размера двутав ра требует специальных комплектов валков в черновых и проме жуточных клетях дуо или трио и существенных затрат времени на их замену.
Значительно большими возможностями в отношении производ ства широкого сортамента экономичных двутавровых профилей с параллельными полками, широкополочных двутавров и колонных профилей обладают специализированные универсальные балочные станы. На этих станах прокатку ряда смежных профилеразмеров двутавров можно осуществить на одном комплекте валков из од ного размера заготовки в результате простого и быстрого измене ния настройки универсальных рабочих клетей. 'Сортамент двутав ровых профилей, прокатываемы« на специализированны« уни версальных станах, в 10—45 раз шире, чем на крупносортных или рельсо-балочных станах обычных типов. Краме двутавровых про
филей, на универсальных балочных станах прокатывают |
шпунты, |
утлобульбовые и полособульбовые профили (в сдвоенном |
виде), |
а в последнее время и швеллеры с параллельными полками. |
|
1 Европейское объединение угля и стали.
•Преимущества специализированных универсальных балочных станов перед станами обычных типов послужили причиной усилен ного строительства их во многих промышленно развитых странах:, на каждые 20—25 млн. г выплавляемой в течение года стали при ходится в среднем один специализированный универсальный стан: для прокатки двутавровых профилей с широкими и параллельны ми полками. Большинство крупнейших ‘капиталистических стран продолжает строить или планирует строительство специализиро ванных универсальных станов для прокатки экономичных двутав ров с параллельными толками высотой 600—Л200 мм.
Большая потребность современного строительства в двутавро вых профилях с /параллельными полками способствовала возник новению в ряде стран производства этих профилей /методом свар ки на специальных поточных агрегатах. На действующих агрега тах разными способами получают сварные двутавры высотой от 50 до 2220 мм.
Основным недостатком агрегатов для /получения сварных дву тавров является их низкая производительность: обычно в 5—10 pas меньше производительности прокатного стана. Стоимость свар ных двутавров всех размеров вследствие низкой производительно
сти агрегатов сварки и высокой стоимости |
исходных материалов, |
(листа, особых низкотавровык профилей |
и т. д.) всегда на 10— |
15% выше стоимости /горячекатаных. Долговечность сварных дву тавров, работающих в условиях динамических нагрузок, ниже долговечности /горячекатаных. В мировой практике агрегаты для сварки /всех типов признано экономически /целесообразным пополь зовать только для получения специальных небольших двутавров, (высотой менее 100—150 мм со стенкой толщиной менее 3—4 мм),. бнстальных двутавров, несимметричных двутавровых профилей с двойными стенками, а также крупных двутавров (высотой более 1200 мм), прокатка которых на универсальном балочном стане технически невозможна или экономически невыгодна.
В нашей стране намечено сооружение специализированного универсального балочного стана для производства этих профилей. Запроектированный для установки на одном из /металлургических заводов стан рассчитан на производство до 1,5 /млн. т в /год нор мальных, широкополочных и колонных двутавровых профилей вы сотой от 200 до ЮОО мм с .параллельными полками шириной до 400 мм. Краме этих профилей, на стане будут прокатывать ряд профилей симметричной и несимметричной полособульбовой стали в сдвоенном виде, производство которой на действующих станах представляет большие трудности.
Разработанная Уралгипромезам /по исходным данным У/крНИИмета технологическая схема производства горячекатаных двутавровых профилей с широкими и параллельными полками включает блюминг 1500 с отделенном нагревательных колодцев* участок печей промежуточного нагрева, универсальный балочный стан, участки отделки и складирования готовой продукции. Схема расположения оборудования стана приведена на рис. 125.
9 Зак. 9-1 |
24t |
Отлитые в конвертерном щеке слитки прямоугольного и фасон ного сечения массой от 9,7 до 2:1,8 т поступают на блюминг, где установлено шесть групп колодцев. Производительность каждой группы при нагреве слитков массой до 20 г составляет 65 тіч. Нагретые до '1250—1300° С слитки клещевым краном укладывают на слитковоз, который доставляет их к приемному рольгангу блюминга. Из (первых групп колодцев слитки можно подавать кле щевым краном сразу на ролыганг. іПо приемному рольгангу слитки поступают на поворотный стол, который может поворачиваться в горизонтальной плоскости на 180°. .Перед прокаткой на блюминге слитки взвешивают на весах подъемного типа. Результаты взве шивания каждого слитка автоматически направляются в вычисли тельный центр цеха для определения ожидаемой длины раската и расчета оптимального раскроя на заготовки.
Блюминг 1500 состоит из одной реверсивной клети дуо с ин дивидуальным приводом валков от двух -электродвигателей по стоянного тока мощностью по 6500 кет. Длина ібочкн валка блю минга принята равной 3550 мм, что позволяет прокатывать на нем,, кроме фасонных блюмов, также прямоугольные слябы шириной до 1600 мм для толстолистового стана. С передней и задней сторон клеть блюминга оборудована манипуляторами и кантователями.
Фасонные блюмы шириной от 450 до 4225 мм с фланцами вы сотой до 450 мм, имеющие грубую двутавровую форму поперечно го сечения, прокатывают на блюминге по обычным схемам с че редованием проходов в открытых фасонных и ребровых калибрах. В зависимости от размера готового профиля число проходов при прокатке блюма -может изменяться в пределах 13—23. За блюмин
гам предусмотрена установка машины огневой зачистки |
для уда |
ления поверхностных дефектов. |
|
Для разрезки .блюмов на длины 5,0—5,5 м или 10,0—11,5 ^пре |
|
дусмотрены ножницы с усилием реза 2500 Т. Блюмы |
фасонного |
сечения разрезаются ножами, имеющими калибры .соответствую щей формы. Максимальная длина раската при разрезке блюмов составляет около 15 м. Обрез-ь по конвейеру поступает в железно дорожные вагоны, установленные в скрапном пролете блюминга.
Раскрой блюмов с контролем их массы предусмотрено выпол нять по данным, поступающим из вычислительного центра цеха. Специальные электронные машины будут выполнять постоянный оперативный анализ заказов на готовую продукцию, цель которого состоит в том, чтобы получить задание на оптимальный раскрой металла на -блюминге и после универсального стана, обеспечиваю щий минимальные потери металла. После резки іна торец -блюма клеймовочной машиной наносятся данные о марке -стали, номере плавки и предстоящем раскрое готовой ,продукции, получение ко торой запланировано из данного блюма вычислительной маши ной.
Весь металл, поступающий с блюминга, охлаждают, осматри вают и удаляют возможные поверхностные дефекты. Прокатка, двутавров с -одного нагрева в колодцах блюминга не предусмотре-
9* Зак. 9-1 |
2.43; |
на, так как качество готовой продукции при такой технологии ухудшается и потери ее в отходы увеличиваются. Кроме того, про
катка с одного нагрева возможна только для самых крупных |
ба |
||||
лок (высотой более 700 мм), |
доля которых |
в программе стана |
|||
относительно невелика. |
|
|
|
|
|
Для нагрева блюмов на стане предусмотрены три методические |
|||||
печи с шагающим подам. Ширина печи |
составляет |
около 12 |
м, |
||
что позволяет ооуществлять как однорядный, |
так и |
двухрядный |
|||
«осад металла. Отапливают печь амесыо коксового, |
доменного и |
||||
природного газов с теплотой |
сгорания |
2200—2500 ккал/м3. С |
пе |
редней и задней сторон печи оборудованы специальными устрой ствами для загрузки и выгрузки блюмов. Применение шагающего пода в методических печах позволяет повысить точность размеров двутавров по полкам, так как в этом случае удается ликвидиро вать местную неравномерность нагрева «фланцев» фасонных блю мов, неизбежную при использовании обычных печей с глиссажиыми трубами и іводоохлаждаемыми подовыми брусьями. Температу ра нагрева заготовок в печи 1200—1250° С.
Универсальный балочный стан состоит из обжимной клети дуо, двух промежуточных групп универсальных и вспомогательных клетей и чистовой универсальной клети. В черновой линии универ сального стана намечена установка реверсивной обжимной клети 1300; длина бочки валков составит 3000 мм.
Для прокатки некоторых профилей з закрытых калибрах кон струкция клети позволяет использовать валки с диаметрам по бур там до 1700 мм. С передней и задней сторон клеть оборудована рольгангами и манипуляторами с кантователями, позволяющими получать раскаты длиной до 25 м. По 'Основным техническим ха рактеристикам обжимная клеть дуо близка к типовому блюмингу 1300. Привод валков осуществляется от двух электродвигателей мощностью по 4000 кет. Конструкция универсальных рабочих кле
тей— одинаковая; |
отличаются |
они только размерами рабочих |
|
валков. Размеры |
валков универсальных клетей .даны ниже, мм; |
||
Горизонтальные валки; |
350—1500 |
||
диаметр |
б о ч к и ...................................... |
||
длина |
» |
180—1000 |
|
Вертикальные валки: |
950—1100 |
||
диаметр |
б о ч к и ...................................... |
||
длина |
» .............................................. |
До 450 |
Горизонтальные валки универсальных и вспомогательных кле тей смонтированы на подшипниках жидкостного трения, а верти кальные валки — на подшипниках качения. Нажимные устройства универсальных клетей обеспечивают скорость перемещения гори зонтальных валков до 10 мм/сек, а вертикальных — до 55 мм/сек. Блокировка нажимных устройств вертикальных и горизонтальных валков .позволяет синхронизировать их работу в процессе прокат ки. С передней и задней сторон универсальные и вспомогательные клети оборудованы валковой арматурой и направляющими линей ками, установка которых механизирована.