книги из ГПНТБ / Клименко П.Л. Производство сортового проката [учеб. пособие для рабочих]

на валки при прокатке в различных условиях А. П. Чек­

9. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОКАТКИ

Крутящий момент, действующий на валки в процес­ се прокатки, называется моментом прокатки. Он явля­ ется одним из основных энергосиловых параметров процесса, так как определяет мощность двигателя и размеры основных узлов прокатного стана. Правильное определение момента прокатки позволяет рассчитывать

40

наиболее целесообразные режимы деформации ме­ талла.

где Мдеф — момент на валках, необходимый только для деформации металла;

Мтр — момент трения, возникающий в шейках вал­ ка, которые воспринимают давление про­ катки.

Момент Мдеф можно определить как произведение полного давления металла на валки Р и плеча а, равно­

41

мент и мощность необходимо определять на валу дви­ гателя прокатного стана. При этом следует учитывать ту мощность, которая расходуется на преодоление раз­ личных вредных потерь при передаче вращения от дви­ гателя к валкам. Эти потери учитываются коэффициен­ том полезного действия привода прокатного стана, ве­ личина которого зависит от конструкции стана и обычно составляет vj = 0,75-^- 0,85. Поэтому мощность двигателя прокатного стана будет

ОБЩАЯ СХЕМА ПРОКАТНОГО ПРОИЗВОДСТВА

I. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ

Современные металлургические заводы с полным металлургическим циклом имеют в своем составе цехи, которые обеспечивают производство чугуна (доменный цех), стали (сталеплавильный цех) и проката (прокат­ ный цех). Исходными материалами металлургического

завода являются железная руда (агломерат), кокс, из­ вестняки; конечной продукцией — прокат различного назначения.

Металлургический завод имеет следующую схему основного технологического процесса (рис. 19). Чугун,

42

извлекаются из изложниц н направляются в прокатные цехи.

Технологический процесс производства проката со­ стоит из двух стадий: 1) прокатки слитка в полупро­ дукт и 2) прокатки полупродукта в готовый прокат. На­ личие этих двух стадий позволяет применять на совре­ менных заводах слитки большой массы, что увеличи­ вает производительность мартеновского цеха. В соот­ ветствии с двумя стадиями технологического процесса

вые, трубные и специальные станы.

В настоящее время получило развитие производство полупродукта (заготовки) методом непрерывной раз­ ливки стали на специальных установках (УНРС), что позволяет исключить из технологической схемы произ­ водства проката крупные обжимные станы.

К основным операциям любой технологической схе­ мы производства проката относятся: подготовкаисход­ ных материалов, нагрев перед прокаткой, прокатка, от­ делка готовой продукции (резка, охлаждение, правка, травление, удаление поверхностных дефектов, термиче­ ская обработка и пр.). На рис. 20 представлена основ­ ная схема производства проката от слитка до готового продукта.

2. СОРТАМЕНТ ПРОКАТНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Сортаментом называется совокупность профилей (форм поперечных сечений), получаемых на прокатном стане.

Для обеспечения должного качества продукции ус­ тановлены единые технические нормы, обязательные как для потребителей, так и для поставщиков. Эти нор­ мы называются стандартами и имеют силу закона. В

42

I

S'g

Эр а;tvj

ta‘3

l a ­ s s

- I

Рис. 20. Схема производства проката от слитка до готового про­ дукта в современн-ых прокатных цехах

государственных общесоюзных стандартах (ГОСТах) содержатся требования почти ко всему сортаменту про­ ката, изготовляемому в Советском Союзе. В ГОСТах оговариваются требования к размерам проката, хими­

44

ческому составу, механическим свойствам, качеству поверхности, приводятся правила приемки готовой про­ дукции, методы испытаний, маркировки и т. д.

В тех случаях, когда продукция имеет специальное назначение или требования к ней не входят в ГОСТы, поставщики и заказчики разрабатывают технические условия (ТУ), выполнение которых также обязательно. Обычно ТУ являются временными и действуют только до введения соответствующих стандартов.

Весь сортамент проката различных станов можно разделить на четыре группы: сортовой прокат, листовой прокат, трубы и специальные виды проката. Сортамент

хозяйстве.

Сортовой прокат подразделяется на простые (круг­ лые, квадратные, узкие полосы и лента), фасонные (уг­ ловые, балки двутавровые, балки широкополочные, швеллеры, рельсы широкой и узкой колеи и трамвай-' ные) и специальные профили (обод автоколеса, шпун­ ты для гидросооружений, тракторные шпоны и т. д).

Листовой прокат подразделяется на тонколистовой (толщина листа менее 4 мм) и толстолистовой (толщи­ на листа больше 4 мм).

Различают листовой прокат: котельный, топочный, судостроительный, автотракторный, электротехнический, жаропрочный, жесть и др.

Трубы подразделяются на бесшовные и сварные. Сортамент труб весьма разнообразный. По поперечно­ му сечению различают трубы: круглые, овальные, пря­ моугольные, ребристые и др.; по назначению: водога­ зопроводные, нефтепроводные, бурильные, обсадные, котельные, конструкционные, для магистральных тру­ бопроводов и др.

К специальным видам проката относятся бандажи, цельнокатаные колеса, периодические и гнутые про­ фили.

Для изготовления проката используют стали раз­ личных марок. По содержанию вредных примесей (се­ ры и фосфора) стали подразделяются на три вида: обыкновенного качества (предельное содержание серы

ифосфора 0,05—0,055%), качественные (0,04—0,045%)

ивысококачественные (0,03%)- По химическому соста­

45

ву стали делят, на две основные группы: углеродистые и легированные.

Углеродистые стали представляют собой сплав же?

сталях, кроме указанных элементов, содержатся специ­

струкционные, инструментальные и специальные. Наи­ более широко применяются конструкционные, углероди­

Условные обозначения марок стали также соответ­ ствуют системе, установленной стандартами. Каждая марка стали обозначается сочетанием цифр и букв. По этой системе первые две цифры в обозначении марки стали указывают на среднее содержание углерода в і сотых долях процента для конструкционных сталей и в десятых долях процента для инструментальных ста­ лей. Буквы обозначают соответствующий легирующий

Некоторым маркам стали, кроме того, присваивает­ ся маркировка, указывающая на назначение стали. На­

ную, буквой А в конце обозначения — высококачествен­ ную.

Наибольший удельный вес в прокатываемом сорта­ менте имеют следующие стали: Ст. 1—Ст. 7, стали 05, 08, 10, 15, 20, 25, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 15Х—40Х, 18ХГ—40ХГ, 20ХГСА—35ХГСА, 20ХН—50ХН, ЗОХНВА, 38ХНВА, 40ХНВА, 40ХНМА, 0Х18Н10Т.

46

3.НАЗНАЧЕНИЕ

ИКЛАССИФИКАЦИЯ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ

Прокатным станом называется технологический комплекс машин и агрегатов, предназначенных для пла­ стической деформации металла в валках (собственно прокатки), дальнейшей его обработки (правки, резки и пр.) и транспортировки.

Оборудование прокатного стана разделяется на ос­ новное и вспомогательное.

К основному прокатному оборудованию относятся машины, непосредственно связанные с вращением вал­ ков и деформацией прокатываемого металла, т. е. вы­ полняющие главную операцию в технологическом процессе — прокатку. Это оборудование, расположен­ ное в главных линиях прокатного стана, включает дви­ гатели, рабочие клети и механизмы для передачи вра­ щения валкам (редукторы, шпиндели, муфты, шесте­ ренные клети).

К вспомогательному прокатному оборудованию от­ носятся механизмы и машины, обслуживающие прокат­ ку: транспортирующие металл, производящие резку и отделку прокатанного металла. Это оборудование включает рольганги, шлепперы, толкатели, подъемные столы, манипуляторы и кантователи, правильные ма­ шины, ножницы и пилы, стеллажи и холодильники, ве­ сы и пр.

Для обеспечения работы стана и выпуска готового проката требуемого качества в прокатных цехах имеет­ ся также оборудование для нагрева металла (нагрева­ тельные печи и колодцы), термической обработки (пе­ чи для отжига и нормализации), подготовки прокатно го инструмента (вальцетокарные мастерские) и др.

Современный прокатный стан является мощным вы­ сокопроизводительным, механизированным и автомати­ зированным агрегатом, работающим по поточному и во многих случаях непрерывному и полунепрерывному принципам.

Прокатные станы можно классифицировать по сле­ дующим признакам: 1) по назначению; 2) по конструк­ ции; 3) по расположению рабочих клетей.

Классификация прокатных станов по назначению приведена в табл. 2. Основной величиной, характери­ зующей сортопрокатный стан, является диаметр вал-

I '

48

Продолжение табл. 2

Размер вал­ ков, мм

49