4.2. Основные технологические операции в прокатных цехах

К основным технологическим операциям при производстве листового, сортового, трубного проката относятся: подготовка металла к прокатке, нагрев металла, собственно прокатка, охлаждение и отделка проката.

Подготовка слитков и заготовок к прокатке заключается в удалении различных поверхностных дефектов: плен, раковин, трещин, неметаллических включений и др. Удаление дефектов производится разными способами: вырубкой пневматическими зубилами, огневой чисткой, абразивными кругами. В тех случаях, когда к поверхности предъявляются особо высокие требования, производится сплошное удаление поверхностного слоя металла путем строжки, фрезерования, обработки на специальных токарных станках.

Нагрев металла перед прокаткой необходим для повышения пластичности металла и уменьшения величины сопротивления деформации и уменьшения величины энергозатрат. Нагрев слитков и заготовок перед деформацией выполняется в печах разных типов и конструкций. При нагреве крупных слитков чаще всего используются нагревательные колодцы или камерные печи. Для нагрева заготовок широко используются методические печи. Температура нагрева: для низкоуглеродистых сталей (0,1-0,2 % C) – 12001280°; для высокоуглеродистых сталей (1-1,5 % C) – 10001150°; для коррозионостойких (нержавеющих) – 11001180°.

Горячая прокатка. Тепловой режим прокатки определяет качество проката, его механические характеристики, износ валков, чистоту поверхности проката, точность размеров готового проката, расход энергии на деформацию.

Охлаждение металла после прокатки происходит в штабелях или на холодильниках на воздухе. Для некоторых видов проката применяются режимы замедленного или ускоренного охлаждения, для чего требуется создание специальных термических устройств.

Отделка проката включает такие операции, как правка, резка, зачистка дефектов, маркировка и др. Правка, как правило, осуществляется на роликоправильных машинах, правильных прессах. Толстые листы правят в горячем состоянии.

4.3. Производство заготовок непрерывной разливкой

В настоящее время широко применяют способ разливки с помощью машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Непрерывное литье интенсивно внедряется в практику черной и цветной металлургии, вытесняя разливку в изложницы. Во многих развитых странах до 90 % выплавляемого металла разливают способом непрерывного литья. Существенное преимущество этого способа – сокращение металлургического цикла, так как отпадает необходимость в технологических операциях отливки слитков, извлечения их из изложниц, прокатки на обжимных станах или ковки в дорогостоящем оборудовании для их осуществления. Качество получаемых заготовок значительно выше благодаря их однородности. Непрерывная разливка обеспечивает высокую производительность и значительное повышение выхода годного металла (на 15 % и более) в результате уменьшения технологических отходов при последующей обработке. Непрерывным литьем получают заготовки квадратного и прямоугольного сечений, а также круглые и двутавровые профили.

Преимущества непрерывной разливки еще более возрастают при совмещении МНЛЗ с прокатным станом в единый комплекс, называемый литейно-прокатным агрегатом.

Процесс непрерывного литья (рис. 29) заключается в том, что жидкий металл из ковша 1 поступает в подогретый до 1200-1300°С промежуточный ковш 2, а из него в медный водоохлаждаемый кристаллизатор 3, временным дном которого служит затравка.

Рис. 29. Схема машины непрерывного литья заготовок: 1 – ковш с жидким металлом; 2 – про-межуточный ковш с постоянным уровнем жидкого металла; 3 – медный водоохлаждаемый кристаллизатор; 4 – система вторичного охлаждения; 5 – поддерживающие и тянущие ролики; 6 – непрерывно-литая заготовка; 7 – изгибающий ролик; 8 – правильно-тянущие ролики; 9 – передвижное устройство для поперечной резки заготовки

В кристаллизаторе формируется твердая оболочка заготовки. Кристаллизатор совершает возвратно-поступательные движения вдоль оси заготовки для предотвращения прилипания ее оболочки к внутренней поверхности кристаллизатора. Затравка вместе с застывшей заготовкой вытягивается из кристаллизатора тянущими роликами 5. При этом металл проходит зону вторичного охлаждения 4, где интенсивно охлаждается водой до полного затвердевания по всему сечению. В настоящее время широкое распространение получили МНЛЗ радиального типа, общая высота которых значительно уменьшена благодаря применению кристаллизатора и зоны вторичного охлаждения, изогнутых по дуге постоянного радиуса.

Машина оборудована соответствующими устройствами для изгиба и последующей правки заготовки. На выходе заготовка разрезается передвижным устройством. Современные МНЛЗ имеют два-четыре ручья, т. е. жидкую сталь из ковша большой емкости непрерывно подают в два-четыре кристаллизатора, за которыми установлено соответствующее оборудование. Применение многоручьевых МНЛЗ, установленных после сталеплавильных агрегатов большой емкости (конвертеров, мощных электродуговых печей), существенно повышает производительность процесса.