
книги из ГПНТБ / Клименко П.Л. Производство сортового проката [учеб. пособие для рабочих]
.pdfков последней чистовой (отделочной) клети, листопро
катный стан — длина |
бочки |
валка, от которой |
зависит |
|||
возможная |
ширина |
прокатываемых |
на |
данном стане |
||
листов, а |
трубопрокатный |
стан — наружный |
диаметр |
|||
прокатываемых труб. |
|
|
|
|
|
|
Конструкция клети прокатного |
стана |
определяется |
числом валков и их расположением. В зависимости от числа и расположения валков рабочие клети прокатных станов можно разделить на следующие группы: 1) дуо;
2) трио; 3) кварто; |
4) многовалковые; 5) |
универсаль |
ные; 6) специальной |
конструкции (рис. |
21). Клети |
Рис. |
21. |
Расположение |
валков |
в рабочей |
клетн |
прокатного стана: |
|
/ — клеть |
дуо нереверсивная; |
2 — клеть дуо реверсивная; 3 — <клеть |
|||||
трио; |
4 — клеть |
кварто; |
5 — шостн.валковал |
клеть; 6 — двенадцатн- |
|||
валковая |
клеть; |
7 — двадцатнвалковая |
іклеть; |
8 — универсальная |
|||
|
|
клеть; 9 — балочная универсальная |
клеть |
50
каждой из этих групп могут входить в прокатные ста ны различных типов в зависимости от их назначения.
Наибольшее распространение получили двухвалко
вые клети |
(дуо). Они могут быть нереверсивными — с |
|
постоянным |
направлением |
вращения валков и ревер |
сивными— |
с переменным |
после каждого пропуска на |
правлением вращения валков. Реверсивные клети дуо применяют для прокатки крупных профилей и толстых листов, нереверсивные клети используют в высокопро изводительных непрерывных станах для прокатки заго товки, сортовых профилей, тонких и широких полос.
В трехвалковых клетях (трио) прокатывают сорто вые профили и листы. В них можно вести прокатку в двух направлениях, не изменяя направления вращения
валков. |
|
рабо |
Четырехвалковые клети (кварто) имеют два |
||
чих валка, между которыми происходит |
прокатка, и |
|
два опорных, которые предназначены для |
того, |
чтобы |
уменьшить прогиб рабочих валков и воспринимать дав ление при прокатке. Рабочие валки имеют меньший диаметр, чем опорные. Четырехвалковые клети широко применяют для прокатки толстых и тонких листов. Они могут быть как реверсивными, так и нереверсивными. Реверсивные клети кварто оборудуют моталками и разматывателями для создания натяжения полосы и сма тывания ее в рулоны.
Многовалковые клети (шести-, двенадцати- и двад цативалковые) применяют для холодной прокатки тон ких полос и ленты в рулонах. Эти клети имеют боль шую жесткость и малый прогиб валков. В многовалко вых клетях приводными являются опорные валки.
В состав универсальных клетей входят горизонталь
ные и вертикальные валки, |
которые обеспечивают об |
|||
жатие металла |
с четырех |
сторон: по |
толщине — гори |
|
зонтальными |
валками и по |
ширине — вертикальными. |
||
В результате |
всестороннего |
обжатия |
окончательный |
|
профиль может иметь точные размеры |
и не требовать |
|||
дополнительной обработки. |
|
Применяют универсальные |
клети для прокатки слябов, толстых листов, широкополочиых балок высотой 600—1000 мм с параллельными полками.
Клети специальной конструкции используют для прокатки колес, бандажей, колец,' шаров, бесшовных труб, профилей переменного сечения, шестерен и пр.
51
Рис. 22. Схема |
расположе |
|||
ния |
линейных |
станов: |
||
а — © |
одну |
линию; |
б — а |
|
три |
линии |
(/ — обжніМіная |
||
линия; |
// — чековая |
линия; |
/ / / — чистоган линия)
Й
Рис. 23. Станы с последовательным расположением клетей: а — ікроос-к-оунтрн; б — шахматный
В зависимости от расположения рабочих клетей прокатные станы подразделяются на одноклетевые, ли
нейные, последовательные, |
полунепрерывные |
и непре |
|||||
рывные. |
|
|
|
|
|
|
|
Одноклетевые |
станы |
наиболее |
просты и включают |
||||
оборудование, входящее в главную |
линию |
прокатного |
|||||
стана, т. е. электродвигатель, передаточные |
механизмы |
||||||
(редуктор, шестеренную |
клеть, |
муфты, шпиндели) и |
|||||
рабочую клеть. |
Одноклетевые |
станы — это |
блюминги, |
||||
слябинги, универсальные и толстолистовые станы. |
|||||||
В состав линейных станов входят одна или несколь |
|||||||
ко линий, включающих их привод и одну или |
несколь |
||||||
ко рабочих клетей (рис. |
22). |
Расположение |
рабочих |
||||
клетей стана в одну линию приводит к тому, |
|
что скоро- |
Ряс. 24. Схема полунепреры’вного стана.:
I — клетн |
первой |
черновой |
группы; |
// —«летя |
второй |
черновой |
группы; / / / — кле |
тн чистовой группы
сти прокатки во всех клетях одинаковы; тем самым про изводительность стана сдерживается так как длина по лосы непрерывно увеличивается. Более рационально расположение клетей в несколько линий.
Линейные станы могут быть проволочными, сорто выми, рельсо-балочными и тонколистовыми.
Последовательные станы (рис. 23) имеют несколько рабочих клетей, расположенных последовательно друг за другом. Прокатываемая полоса проходит через каж дую клеть один раз, поэтому число клетей должно со ответствовать максимальному количеству проходов, а скорость-вращения валков_ и расстояние между клетя ми должны увеличиваться от первой клети к последней. Для уменьшения длины цеха и лучшего использования его площади рабочие клети располагают в несколько рядов (станы типа кросс-коунтри и шахматный).
53
и
1
Р,нс. 25. Схемы непрерывных 'Станов:
а — с групповым приводом; б — с наднівндуалыным приводом
Последовательные станы широко применяют в ка честве сортопрокатных; они имеют большую производи тельность.
Полунепрерывные станы (рис. 24) состоят пз двух групп клетей: непрерывной и линейной или последова тельной. В непрерывной группе полоса находится одно временно в нескольких клетях, т. е. прокатывается не прерывно. Эти станы используют как мелкосортные и проволочные.
Непрерывные станы (рис. 25) являются наиболее современными и высокопроизводительными. Прокаты ваемая полоса находится одновременно в нескольких клетях, поэтому для нормального ведения процесса прокатки необходимо соблюдать закон постоянства се кундных объемов, т. е. количество металла, проходяще го в единицу времени через любую клеть, должно быть постоянным:
|
FyVy = F2 v 2 = |
. . . = Fnvn, |
|
|
где Ft, |
F2, ..., Fn — площадь |
поперечного |
сечения поло |
|
|
сы в |
первой, второй |
и последней |
|
щ, |
клетях; |
прокатки в этих клетях. |
||
ѵ2, ..., ѵп — скорости |
||||
Непрерывные станы |
могут иметь групповой или ин |
дивидуальный привод. Индивидуальный привод более удобен, так как позволяет регулировать скорость про катки в каждой клети. Эти станы применяют как заго товочные, широкополосные, мелкосортные, проволоч ные, трубосварочные, тонколистовые холодной прокатки.
4. ПОДГОТОВКА к ПРОКАТКЕ И НАГРЕВ МЕТАЛЛА
Подготовка слитков и заготовок к прокатке |
состоит |
в удалении с их поверхности дефектов. Затраты |
на под |
готовку окупаются увеличением выхода годного |
и улуч |
54
шением качества готовой продукции. К числу удаляе мых дефектов относятся: плены, волосовины, трещины,
неметаллические включения, |
закаты, царапины |
и др. |
|||||
Дефекты выявляют путем |
осмотра, |
иногда |
применяют |
||||
травление в растворах серной и соляной кислот. |
|
|
|||||
Удаление |
поверхностных |
дефектов |
производится |
||||
следующими |
способами: |
1) |
строжкой — это |
дорогой |
|||
способ, применяется для |
высоколегированных |
сталей; |
|||||
2) обдиркой |
на токарных |
станках — применяется |
при |
||||
производстве |
высококачественного |
сортового |
проката; |
3) вырубкой пневматическими молотками; 4) вырубкой при помощи специальных машин; 5) зачисткой нажда ками— удаление мелких пороков, а также крупных на заготовках из высоколегированной стали, обладающей повышенной твердостью; 6) огневой зачисткой — выжи гание металла вблизи дефекта кислородно-ацетилено вым пламенем; 7) огневой зачисткой при помощи ма шин.
Перед прокаткой металл нагревают, чтобы придать ему достаточную пластичность и снизить сопротивле ние деформации. При нагреве металл выдерживается в печи в течение определенного времени при температу ре, различной для разных марок стали. Температура и продолжительность нагрева определяются в зависимо сти от физико-химических особенностей стали. Процесс нагрева может сопровождаться образованием окалины, появлением обезуглероженного слоя на поверхности металла, угаром металла, перегревом и пережогом.
Тип и конструкция нагревательных печей зависят от их назначения и прокатного стана, который они об служивают. Для нагрева крупных слитков, которые прокатывают на блюмингах и слябингах, применяют нагревательные колодцы; мелкие слитки и заготовки перед прокаткой на обжимных, листовых и сортовых станах нагревают в методических нагревательных пе чах.
В наиболее распространенных на сортопрокатных станах методических печах движение металла, протал киваемого толкателем через печь, и движение горячих печных газов' противоположно. Металл отбирает тепло у движущихся газов и постепенно (методически) на гревается. Методические печи отличаются друг от дру га конструкцией, формой, способом подвода топлива и другими особенностями.
55
Г л а в а III
ОБОРУДОВАНИЕ СОРТОПРОКАТНЫХ СТАНОВ
1. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Основное оборудование прокатного стана состоит из одной или несколькихглавіных линий, тіо которым рас полагаются: 1) рабочая клеть; 2) двигатель для враще ния прокатных валков; 3) передаточные механизмы от двигателя к прокатным валкам (рис. 26).
Рабочая клеть прокатного стана является основным узлом, в котором производится прокатка металла. Uc-
Рис. |
26. Схема главной линии прокатного |
стана |
|
|
/ —рабочие валки; |
2 — плитовнна; 3 — трефовый шшгндель; |
4 — универ |
||
сальный шпиндель; |
5 —.рабочая клеть; |
6 — шестеренная |
клеть; |
7 — муфта; |
|
8 — редуктор; |
9 — двигатель |
|
|
новные детали и механизмы рабочей клети: 1) прокат ные валки, между которыми происходит обжатие про катываемого металла; 2) подшипники прокатных вал ков; 3) установочные механизмы, при помощи которых изменяется расстояние между валками; 4) валковая ар матура для направления прокатываемого металла при входе и выходе из валков; 5) две станины, в просветах которых расположены подшипники прокатных валков; 6) плитовины, т. е. опорные плиты в виде двух линеек, наглухо устанавливаемых на фундаменте, на которых укрепляют станины рабочих клетей.
На современных прокатных станах применяют элек трические двигатели. Когда не требуется регулирова ние скорости прокатки, прокатные станы оборудуют электродвигателями переменного тока, если же ско рость прокатки необходимо регулировать, то применяют электродвигатели постоянного тока.
Передаточные механизмы главной линии стана за висят от его типа и режима работы. Основные элемен
56
ты передаточных механизмов: |
1) |
шестеренная |
клеть, |
|
служащая для передачи вращения прокатным |
валкам |
|||
от вала двигателя; 2) |
редуктор, |
позволяющий изменять |
||
число оборотов двигателя; 3) |
шпиндели, передающие |
|||
вращение прокатным |
валкам от |
шестеренной |
клети; |
|
4) коренная и моторная муфты; |
5) маховик (если он |
необходим для выравнивания нагрузки привода стана).
Прокатные валки
Валки прокатных станов выполняют основную опе рацию прокатки — деформацию (обжатие) металла и придают ему требуемую форму. В процессе деформа ции металла вращающиеся валки воспринимают давле ние, возникающее при прокатке, и передают это давле ние на подшипники.
Валки являются важнейшим сменным оборудовани ем прокатных станов. Они должны иметь высокую прочность и твердость, обладать значительной стой-
Рис. 27. Листовые (а) н сортовые (б) валки прокатных
станов:
1 — бочка валка; 2 — шейка; 3 —треф или лопасть
57
костью и обеспечивать получение проката необходимой точности и качества поверхности.
Валки прокатных станов разделяются на две груп
пы: листовые и сортовые. Листовые валки |
(рис. 27,а) |
служат для прокатки листов, полос и ленты. |
Основная |
часть этих валков (бочка) имеет •цилиндрическую фор му, поэтому эти валки называются гладкими. Сортовые валки (рис. 27,6) служат для прокатки различного сор тового профиля и заготовок. Валки имеют иа поверх ности бочек ручьи, соответствующие профилю прокаты ваемого металла и называются также ручьевыми.
Прокатный валок состоит из следующих основных элементов: 1) бочки, представляющей собой среднюю часть валка, по которой происходит соприкосновение' валка с прокатываемым металлом; 2) двух шеек, рас
положенных по обе |
стороны |
бочки, |
которыми |
валок |
||||
устанавливается |
в |
подшипниковых |
узлах; 3) |
трефов, |
||||
или лопастей, |
расположенных |
на обоих |
концах |
валков |
||||
и служащих для |
соединения |
валка |
с муфтой |
и шпин |
||||
делем для приведения валка во вращение. |
|
|
||||||
Прочность |
валков |
обеспечивается |
их химическим |
|||||
составом и размерами. |
Чем |
более |
крупные профили |
прокатываются на стане, чем больше давление металла на валки, тем больше должен быть кх-диаметр.
В процессе прокатки валки работают в очень тяже лых условиях. Они воспринимают большие давления с проскальзыванием металла на контактной поверхности при изменяющихся температурных условиях рабочих поверхностей. Это приводит к износу контактной по верхности, поэтому для работы валков большое значе
ние имеет их износоустойчивость, |
которая |
характери |
|
зуется количеством металла, прокатанного |
на |
валках |
|
до их износа. |
|
|
|
Качество прокатных валков |
определяется |
твер |
достью рабочей поверхности, т. е. бочки. По этому при
знаку валки могут быть: |
1) |
мягкими |
(материал — |
||
стальное литье, серый чугун, |
кованая сталь), |
которые |
|||
применяют в обжимных |
станах |
и в черновых |
клетях |
||
крупносортных станов; 2) |
полутвердыми |
(материал — |
полузакаленный чугун, стальное литье, кованая сталь),
которые применяют в |
черновых клетях |
рельсо-балоч |
|||
ных, |
крупносортных, |
среднесортных, |
мелкосортных |
||
станов |
и в |
чистовых |
клетях крупносортных |
станов; |
|
3) твердыми |
(материал — закаленный |
чугун, |
легиро |
58
ванная сталь, углеродистая сталь с наплавленной твер дыми сплавами поверхностью), которые применяют в чистовых клетях сортовых станов.
По конструкции валки делятся на цельные и состав ные. Составной валок представляет собой полую бочку, насаживаемую на сердечник.
Основными размерами валков являются диаметр бочки и ее длина. Эти размеры выбирают таким обра зом, чтобы обеспечить прочность валков на изгиб и на дежный захват ими металла. Диаметр валка из усло вий захвата может быть определен по формуле
. .1 — cos а I
где A h— обжатие;
а— угол захвата, который для сортовой прокатки составляет 22—24°.
Длина бочки валка для обжимных станов: L = ( 2,2 4-
4-2,7)Д для сортовых |
станов: |
L = (1,54-2,5)А |
Диа |
||
метр шейки сортовых |
валков принимается: |
d = ( 0,55 4- |
|||
4-0,63)А |
Длина шейки чаще всего равна |
ее диаметру, |
|||
а диаметр |
хвостовика |
(трефа) |
на 10—15 мм меньше |
||
диаметра шейки. |
|
|
|
про |
|
Рабочий валок прокатного стана подвергают |
|||||
верочному |
расчету: бочку валка рассчитывают |
на из |
гиб, а шейку — на изгиб и кручение.
В процессе работы прокатные валки значительно из нашиваются. По мере износа их перетачивают для вос становления первоначальных размеров калибров и уда ления дефектов поверхности. Частота переточки валков
зависит от требований, которые |
предъявляются |
к ка |
честву поверхности проката. Чем они выше, тем |
чаще |
|
следует производить переточку. |
При переточке |
диа |
метр валка постепенно уменьшается. Максимальная ве личина переточки ограничивается понижением прочно сти валка и увеличением угла .захвата. Она составляет:
для обжимных станов 12—16%; для |
сортовых |
станов |
|
8—10% от диаметра валка. |
|
|
|
В сортовых станах |
для уменьшения количества |
||
смен валков (перевалок) |
нарезают |
несколько |
запас |
ных калибров. По мере износа одного калибра перехо дят на прокатку в другой калибр.
Перевалки осуществляют непосредственно краном при помощи обыкновенной муфты, С-образной муфты,