книги из ГПНТБ / Грицук Н.Ф. Производство широкополочных двутавров

Г л а в а III

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ШИРОКОПОЛОЧНЫХ ДВУТАВРОВ НА КОМБИНИРОВАННЫХ КРУПНОСОРТНЫХ СТАНАХ

ПРОИЗВОДСТВО ДВУТАВРОВ НА СТАНАХ С ДВУМЯ ГРУППАМИ УНИВЕРСАЛЬНЫХ КЛЕТЕЙ

Крупносортные станы комбинированного типа, на которых про­ катывают наряду с обычными сортовыми профилями широкополоч­ ные двутавры, широко применяют на зарубежных металлургических заводах. Особый интерес представляют станы этого типа, прокаты­ вающие широкополочные двутавры высотой до 1000 мм, так как со­ став и расположение оборудования на этих станах заметно отли­ чаются от обычных крупносортных станов, не имеющих в своем сорта­ менте указанных профилей. Характерным станом этого типа яв­ ляется комбинированный крупносортный стан на металлургическом заводе в Лакенби (Англия), прокатку широкополочных двутавров на котором производят по способу Грея.

Сортамент стана по проекту предусматривал производство ши­ рокополочных двутавров высотой от 152 до 914 мм с полками ши­ риной от 133 до 419 мм, имеющими уклоны на внутренних поверх­ ностях 2° 5Г , (1 : 20). Колонные профили размером от 152х152лш до 355x406 мм предусматривалось прокатывать без уклонов. Кроме того, стан предназначался для прокатки швеллеров, угловой стали, шпунтов и других сортовых профилей по английским стандартам.

В 1958 г. на стане была освоена прокатка 21 профиля двутавров и 13 других сортовых профилей. В настоящее время минимальная высота прокатываемых на стане двутавровых профилей ограничена 203 мм. Производительность стана по двутавровым профилям со­ ставляет 400—500 тыс. m в год.

Все сортовые профили, включая двутавры, в настоящее время производят из мартеновской стали 0,18—0,25% С и 0,55—1,6% Мп. Существующее мартеновское производство в ближайшее время бу­ дет ликвидировано и весь сортовой прокат будет прокатываться из кислородно-конвертерной стали.

Схема расположения оборудования универсального балочного стана приведена на рис. 35. Здание цеха длиной около 900 м со­ стоит из трех пролетов. Основной средний пролет, в котором рас­ положен универсальный балочный стан, имеет ширину 27 м по под­ крановым рельсам. Стрипперное отделение и нагревательные ко­ лодцы расположены в отдельном двухпролетном здании. Оборудо­ вание для стана изготовила английская фирма Деви энд Юнайтед инжиниринг Ко.

112

Д ля обслуживания колодцев установлены два 20-m мостовых крана, с которых машинист управляет крышками колодцев, слитковозом и автоматическими весами для взвешивания слитков перед прокаткой на блюминге. Только после регистрации массы слитка на этих весах оператор блюминга включает подающий рольганг и начинает прокатку.

Для передачи вращения валкам блюминга используют шпиндели

имеющие по 14 стальных роликов диаметром 508 мм и длиной 3652 мм. Расстояние между осями роликов 736 мм. Первые четыре ролика этих рольгангов имеют более короткую длину бочки и попарный привод от электродвигателей мощностью 55 кет через редуктор. Два станинных ролика с каждой стороны клети имеют индивидуаль­ ный привод от специальных тихоходных электродвигателей. Осталь­ ные ролики рольгангов имеют общий групповой привод с коническими передачами.

Блюминг с обеих сторон оборудован манлпуляторными линей­ ками длиной 7,5 м с крюковыми кантователями.

При использовании на блюмингах текстолитовых подшипников обычной конструкции трудно обеспечить осевую фиксацию валков при износе фланцев. На блюмингах, прокатывающих блюмы дву­ таврового сечения, такая фиксация валков особенно необходима, так как отсутствие ее приводит к получению блюмов с искаженной формой поперечного сечения или дефектами в виде подрезов и зака- ' тов. На блюминге завода в Лакенби осевую фиксацию валков при использовании текстолитовых подшипников осуществляют с по­ мощью специального кольцевого бурта на шейке, противоположной приводу. Текстолитовые кольца в этом случае служат осевыми под­ шипниками. С помощью рычажного механизма и гаек с гидроусили­ телями устраняют зазор при износе текстолитовых колец и регу­ лируют валки в осевом направлении. Закрытая конструкция^под­ шипника обеспечивает значительное увеличение срока его службы.

114

Подшипники смазывают водой и густым маслом от автоматиче­ ской системы.

В связи с тем что на блюмингах, прокатывающих блюмы для широкополочных двутавров, валки необходимо менять значительно чаще, чем на аналогичных агрегатах, прокатывающих только пря­ моугольные блюмы, на блюминге завода в Лакенби применена си­ стема ускоренной замены валков вместе с подушками при помощи двухпозиционной тележки. Сборка шпиндельных головок при пере­ валках валков ускорена путем вынесения пульта управления движе­ нием перевалочных тележек, подъемом и опусканием шпинделей (от специальных монтажных гидроцилиндров), поворотом шпинде­ лей от главного привода — в зону работы вальцовщика, соединяю­ щего шпиндели с валками.

Блюминг прокатывает 29 блюмов двутаврового сечения для широкополочных двутавров и колонных профилей, прямоугольные

его верхнего валка увеличена, а калибровка валков выполнена мак­ симально универсальной.

На рис. 36 показаны примеры калибровки валков блюминга для прокатки блюмов двутаврового сечения. При прокатке блюмов для двутавровых профилей большого размера используют валки, имеющие только один двутавровый калибр. Так как в этом случае применяют слиток фасонного сечения, то гладкую часть валков блю­ минга используют только для ребровых проходов, при которых уда­ ляется избыток металла, образующийся при прокатке в местах разъ­ ема двутаврового калибра. На валках для прокатки колонных про­ филей размещают два калибра двутавровой формы и участок глад­ кой бочки для ребровых проходов и уменьшения сечения слитка. Валки для прокатки двутавров небольших размеров обычно также имеют два калибра двутавровой формы и участок гладкой бочки, но, кроме этого, на них нарезают ящичные калибры для получения блюмов прямоугольного сечения, из которых прокатывают обычные сортовые профили.

Резку блюмов и слябов осуществляют на гидравлических нож­ ницах с усилием реза 1350 Т. Максимальная толщина разрезаемых блюмов 495 мм, слябов 254 мм при ширине 1270 мм. Для резки блюмов двутаврового сечения используют профилированные ножи. Смену ножей проводят за 15—20 мин с помощью специального при­ способления, подвешенного к крану. Ножницы оборудованы упо­ рами простой конструкции, позволяющим производить раскрой

минга, без осмотра и зачистки поверхностных дефектов. В этом слу­ чае блюмы поступают сразу в универсальную черновую группу кле-

тей, расположенную на расстоянии около 100 м от ножниц, а затем в чистовую универсальную клеть, установленную примерно в 120 м от черновой. Температура стенки двутавров в конце прокатки со­ ставляет около 700° С.

С подогревом в методической печи производительностью 80 т/ч прокатывают двутавровые профили размером менее 304x165 мм. Осмотр и зачистку блюмов в этом случае также не проводят.

Ш5

- V I -

1358x105

а — п р о к а т к а к р у п н ы х д в у т а в р о в из ф а с о н н ы х с л и т к о в ; б — п р о к а т к а с р е д н и х д в у т а в р о в из п р я м о у г о л ь н ы х и ф а с о н н ы х

Блюмы прямоугольного сечения могут быть прокатаны с одного нагрева в обжимной клети стана на заготовку для повторного на­ грева, охлаждены после прокатки на блюминге и выданы на склад для использования на других станах и заводах, без осмотра и за­ чистки нагреты в методической печи и прокатаны в обжимной клети на заготовку для сортовых клетей стана или для заготовочного стана.

Основную массу двутавров прокатывают на стане завода в Лакенби без охлаждения, осмотра и зачистки поверхностных дефек­ тов. Поэтому для такой технологии характерен повышенный выход второсортной продукции из-за большого количества поверхностных дефектов на готовых двутаврах. На рассматриваемом стане не пре­ дусмотрены площади, достаточные для зачистки блюмов и нагрева­ тельных средств при работе универсального балочного стана и со-

116

седнето с ним непрерывно-заготовочного стана с холодного посада. Низкая температура конца прокатки двутавров при работе с одного нагрева не позволяет получать достаточно тонкие элементы профи­ лей, с связи с чем продукция, выпускаемая этим станом, является менее экономичной по расходу металла на единицу массы или длины, чем, например, на японских станах, работающих обязательно с пов­ торным нагревом блюмов. Кроме того, вследствие низкой температуры конца прокатки снижается стойкость дисков пил, а также возникает коробление двутавров при охлаждении.

Техническая характеристика установленных на стане универсаль­ ных и вспомогательных клетей приведена в табл. 25.

Т а б л и ц а 25

Т Е Х Н И Ч Е С К А Я Х А Р А К Т Е Р И С Т И К А У Н И В Е Р С А Л Ь Н Ы Х

Универсальные клети стана оборудованы верхним и нижним на- ^жимными устройствами, при помощи которых достигается симметрич­ ное сближение горизонтальных валков после каждого прохода и сохранение постоянного уровня прокатки. Точность установки на­

жимных винтов черновой клети 1,3 мм, чистовой 0,25 мм.

Осевые нагрузки на горизонтальных валках вспомогательных клетей, так же как и на блюминге, воспринимаются специальным кольцевым выступом и двумя текстолитовыми вкладышами на шейке, противоположной приводу. Смазку текстолитовых подшипников

117

осуществляют водой и густым маслом от автоматически действующей системы.

Раскат в валки направляют с помощью системы линеек с механи­ ческим приводом и проводок, расстояние между которыми можно менять как в процессе прокатки, так и при перестройках стана.

На универсальном балочном стане завода в Лакенби применяют рабочие клети с раздвижными станинами. При сборке универсаль-

ной клети расстояние между ее станинами регулируют с помощью стяжных болтов и распорных втулок в зависимости от ширины про­ катываемого двутавра и длины валков. Недостатком такой конструк­ ции универсальной клети является ее малая жесткость в осевом на­ правлении, что отражается на точности размеров полок двутавров по толщине. Для замены валков клеть необходимо полностью разо­ брать, на что затрачивается много времени.

На входной стороне вспомогательной клети и на выходной сто­ роне универсальной клети установлены два коротких рольганга, имеющие, соответственно, восемь и десять роликов. Рольганги смонтированы на тележках, имеющих возможность перемещаться перпендикулярно оси прокатки. Такое перемещение рольгангов необходимо в условиях прокатки двутавров различной ширины, так как в случае использования клетей с раздвижными станинами осевая линия прокатки смещается относительно неподвижного при­ вода клети. Схема расположения передвижных рольгангов у чи­ стовой универсальной клети приведена на рис. 37.

Замену валков на стане проводят вместе с рабочими клетями. Универсальные клети заменяют с помощью мостового крана грузо­ подъемностью 275 m, вспомогательные — краном грузоподъемностью

118

180 т. Использование кранов такой большой грузоподъемности зна­ чительно удорожает стоимость здания стана, не давая особых преи­ муществ в отношении сокращения затрат времени на выполнение операций по замене валков. Более эффективным является способ замены валков с помощью перевалочных тележек, используемый на ряде японских, европейских и американских универсальных ба­ лочных станов.

На стане завода в Лакенби применена оригинальная схема про­ катки двутавров с использованием чистовой группы, состоящей из реверсивных универсальной и вспомогательной клетей. На боль­ шинстве универсальных балочных станов в качестве чистовой клети обычно используют нереверсивную универсальную клеть. Как и в черновой группе, первой по ходу прокатки в чистовой группе уста­ новлена вспомогательная клеть, а на расстоянии 4 м за ней — глав­ ная универсальная клеть.

В черновой группе такое расположение клетей облегчает захват блюмов двутаврового сечения. При резке на ножницах концы та­ ких блюмов раздавливаются, несмотря на использование калиброваных ножей. Захват блюмов с раздавленными концами горизонталь­ ными участками бочки вспомогательных валков происходит вполне надежно. При дальнейшей прокатке валки вспомогательной клети выполняют роль задающих роликов, что обеспечивает проход раз­ давленного конца полосы через холостые вертикальные валки и уве­ ренный захват ее горизонтальными валками универсальной клети.

В процессе прокатки в черновой универсальной клети стенка двутавра получает несколько большую вытяжку по сравнению с флан­ цами, вследствие чего на концах полосы образуются «языки», об­ легчающие захват ее горизонтальными валками чистовой универсаль­ ной клети. Установка вспомогательной клети в этом случае необ­ ходима только для контроля ширины полок и обработки их кромок перед последним проходом в чистовой универсальной клети. На

в несколько проходов в реверсивном режиме. Недостатком такого способа прокатки является трудность получения точных размеров готового профиля, так как в последнем проходе требуется очень точ­ ная установка валков. Осуществить такую установку валков при работе клети в реверсивном режиме оказалось весьма трудно, не­ смотря на принятые меры по снижению скорости перемещения на­ жимных винтов, автоматизации их работы и контроля толщины элементов двутаврового профиля в процессе прокатки с помощью изотопов.

Прокатку двутавров на универсальном балочном стане завода в Лакенби осуществляют по способу Грея. Вертикальные валки чер­ новой и чистовой универсальных клетей имеют цилиндрическую форму. В черновой универсальной клети горизонтальные валки при прокатке широкополочных двутавров имеют уклоны на боковых поверхностях около 9°, в чистовой 2° 5 Г . При прокатке колонных

119

профилей уклоны на боковых поверхностях горизонтальных валков черновой универсальной клети уменьшают до 3—4°, а в чистовой — полностью устраняют.

с бочкой длиной 2438 мм. Привод валков от электродвигателя мощ­

При прокатке сортовых профилей управление станом переносят

Резку двутавров проводят на стане преимущественно в горячем

версальной клети. Перемещение пил осуществляют от гидропривода, ход диска около 1780 мм, скорость подачи до 305 мм/сек, окружная скорость 108 м/сек, диск приводится в движение электродвигателем мощностью 367 кет.

За пилами установлены передвижные упоры специальной кон­ струкции, позволяющие раскраивать раскат на любые длины в диа­ пазоне от 3,05 до 21,35 м с учетом температурной усадки полосы после охлаждения.

Технология охлаждения двутавровых профилей на универсаль­ ном балочном стане завода в Лакенби существенно отличается от

прокат обычно принимают с одной стороны холодильника, а охлаж­

на две секции холодильника первичного охлаждения, с которых полу-

120

остывшие профили передаются на четыре секции холодильника вто­ ричного охлаждения. Такая система охлаждения металла оправды­ вает себя при выполнении большого количества заказов на двутавры мерной длины, что является характерным для производства этого вида прокатной продукции. При раскрое раската оператор пил обычно выбирает один или два основных крупных заказа на двутавры данного размера определенной мерной длины и один или два других более мелких заказа на этот же размер двутавра, но меньшей мерной длины. На первую секцию холодильника после раскроя раската поступают двутавры разных длин и разных заказов, в том числе двутавры, окончательный раскрой которых будет производиться позднее на пилах холодной резки. На рольганге, соединяющем сек­ ции первичного и вторичного охлаждения, двутавры комплектуют в соответствии с заказами, распределяя затем их по соответствующим секциям холодильника вторичного охлаждения. Такая система ра­ боты позволяет одновременно выполнять несколько заказов на дву­ тавры данного размера разной длины, сократить отходы металла при резке на пилах, снизить объем работ по транспортировке металла кранами на складе готовой продукции и при погрузке его в вагоны. Рациональный раскрой металла на универсальных балочных станах имеет первостепенную важность, в связи с чем на многих современных станах эту операцию выполняют с помощью ЭВМ, обеспечивающих оптимальный подбор заказов из недельного или даже месячного их перечня.

На стане завода в Лакенби ширина обеих секций холодильников первичного охлаждения равна 27 м, ширина трех секций холодиль­ ников вторичного охлаждения — 18 м, а четвертой секции — 27 м. Охлаждают двутавровые профили в вертикальном положении на полке, для чего перед секциями первичного охлаждения установлены кантователи. После этих секций двутавры кантуют на 90° и в даль­ нейшем на секциях вторичного охлаждения они остывают в обычном положении.

После охлаждения двутавровые профили поступают на участок правки, где установлены четыре правильных пресса и роликоправильная машина.

Правильные прессы расположены в конце каждой из четырех секций холодильника вторичного охлаждения и предназначены для правки двутавров высотой до 915 мм с полками шириной до 420 мм. Расстояние между неподвижными опорами прессов можно изменять в зависимости от размера двутавра. Подвижная головка пресса со­ вершает возвратно-поступательное движение со скоростью 33 хода в минуту. Длина хода головки 50 мм. Пресс приводится в движение от электродвигателя мощностью 147 кет.

Неподвижные и подвижные головки имеются на обеих сторонах пресса, что дает возможность выправлять правую и левую кривизну двутавра в горизонтальной плоскости без поворота профиля на 180°. Эти головки могут быть также установлены на разной высоте, что позволяет править двутавры разных размеров и в разном поло­ жении. Для установки двутавров в вертикальное положение (на

121