Холодная прокатка листовой стали. Прокатные станы цех холодная прокатка сталь производительность
Сортаментом продукции станов холодной прокатки является тонкая полоса в рулонах и лист толщиной менее 1,5 мм, тонкий лист с точными размерами по толщине и ширине, и наконец, тонкий лист с заданными механическими свойствами. На станах холодной прокатки в качестве заготовки используют горячекатаные рулоны толщиной до 6,0 мм, поступающие с широкополосного стана горячей прокатки. На поверхности горячекатаного подката при нагреве образуется окалина, нарушающая стабильное течение прокатки и разрушающая валки. Поэтому первой операцией перед прокаткой полосы является травление в специальных кислотных растворах.
Для повышения производительности станов концы рулонов горячекатаной заготовки непрерывно свариваются между собой, что обеспечивает непрерывность травления в травильных агрегатах и при последующих обработках на станах, в машинах очистки, отжига, резки и т. п. Для снятии внутренних напряжений и получения необходимой структуры после холодной прокатки применяют отжиг. Предварительно для получения качественной поверхности полосу подвергают электролитической очистке в щелочных растворах. Также применяется прокатка с небольшими обжатиями - дрессировка, повышающая уровень механических свойств и штампуемости полосы.
Холодная прокатка рулонной полосы осуществляется в непрерывных трех-, четырех-, пяти- и шестиклетевых и реверсивных четырехвалковых и многовалковых станах.
Рисунок 1 - Схемы станов холодной прокатки
На рисунки 1, а показана схема непрерывного стана холодной прокатки с неменяющимся направлением прокатки. Лента с разматывателя 1 проходит через несколько клетей 2 и наматывается на моталке 3. Измеритель натяжения 4 следит за натяжением полосы. В случае реверсивного стана (рисунок 1, б ) направление прокатки меняется за счет изменения направления вращения разматывателя 1, валков 2 и моталки 3. В указанных станах применен индивидуальный привод каждой клети.
Цех холодной прокатки с реверсивным пятиклетевым четырехвалковым станом 1700 (рисунок 2) предназначен для прокатки листов и полос в рулонах толщиной 0,4-2,0 мм и шириной до 1550 мм из стали с временным сопротивлением до 650 МПа (горячекатаная полоса толщиной до 6,0 мм и шириной до 1550 мм). К непрерывному травильному агрегату горячекатаные полосы поступают в рулонах массой до 23 т. На стане рулон цепным транспортером 1 подается на наклонный стол 2, где с помощью подъемной тележки 3 он перекатывается на подъемный стол. Подъемный стол перемещается вправо и устанавливает рулон по оси разматывателя. После зажима рулона в разматывателе его конец отгибается скребковым отгибателем 5. Минуя левую моталку 6 , конец рулона заводится в первую клеть 7 и после выхода из последней клети заводится в захватное устройство моталки 6. Начинается прокатка рулона. Для дальнейшей прокатки изменяется вращение валков клети на обратное; моталки заменяются разматывателями. После окончании прокатки готовый рулон взвешивается, маркируется и обвязывается. Затем рулон вилочным снимателем с помощью подъемника рулонов 8 передается на склад (стеллаж) готовой продукции.
Рисунок 2 - Реверсивный четырехвалковый пятиклетевой стан 500/1300×1700 холодной прокатки Непрерывный стан 2000 состоит из пяти клетей 630/1600 х 2000. Загрузочное устройство стана состоит из шагового транспортера на пять рулонов, с которого тележка подъема вертикально перемещает и подает рулон на ось разматывателя. Здесь же расположены тянуще-правильные ролики для центрования полосы и создания заднего натяжения. После зажима рулона в разматывателе конец ленты заводится в первую клеть и далее перемещается до выхода из последней клети. Затем конец ленты зажимается в приемной моталке. Все рабочие клети имеют одинаковую конструкцию. Рабочие валки установлены на конических четырехрядных подшипниках, опорные валки - на ПЖТ в комбинации с двухрядными коническими роликоподшипниками. Диаметр нажимного винта 560 мм. Для регулирования точности толщины полосы все клети снабжены механизмом противоизгиба. Привод клети образуют два двигателя и редуктор.
Диаметр и конструкция барабана моталки зависит от толщины листа. При прокатке ленты толщиной свыше 1,5 мм используется барабанная моталка с захватной щелью и зажимом конца полосы. Непрерывность процесса прокатки обеспечивает стыкосварочное устройство осуществляющее постоянную сварку нового рулона с рулоном, находящимся в процессе прокатки. В момент сварки при неподвижных барабанах «питание» стана осуществляется выборкой полосы из петлевого аккумулятора.
Стан оборудован месдозами для измерения усилия прокатки, усилия на нажимных винтах, измерителями температуры и давления масла. Готовые рулоны обвязываются, взвешиваются, отжигаются и отправляются на склад готовой продукции, а также к правильной машине или в отделение отжига. В отделении отделки используются ножницы для обрезки боковых кромок листов. После обрезки рулон пропускается через 13-ти или 17-ти роликовую правильную машину. Для правки могут использоваться правильные машины с растяжением. После этого листы маркируют, промасливают и транспортируют на склад готовой продукции.
Основные преимущества 2-валкового прокатного стана
Особенности 2-валкового реверсивного стана холодной прокатки следующие:
Реверсивный стан холодной прокатки с разматывающим барабаном и 3-роликовым подающим устройством
Хотя предложенный реверсивный стан холодной прокатки будет спроектирован с двумя барабанами, производственная мощность может быть увеличена с помощью дополнительного разматывающего барабана. Это минимизирует начальные инвестиционные затраты и гарантирует будущее увеличение производственной мощности.
Основные характеристики 2-валкового реверсивного стана холодной прокатки
- Гидравлическое поджимание винтами
- Система автоматического контроля толщины
- Автоматическое снижение скорости и автостоп
- Управление секцией охлаждения
- Система очистки
- Автоматическая регулировка натяжения
- Быстрая смена рабочих валков
- Система автоматического контроля толщины с постоянным массовым расходом для контроля толщины полосы (опция)
- HMI-интерфейс
- Регулировка линии прокатки
Отличительные особенности 2-валкового прокатного стана
- Высокоэффективное производство с коэффициентом высокой вытяжки для одинакового удельного давления на валки
- Цилиндрические рабочие валки
- Подкат с высокой точностью размера
1.1 Входное оборудование
1.1.1 Стеллаж для рулонов разматывающего барабана
Описание
Этот стеллаж для рулонов располагается на стороне оператора и предназначается для получения рулона с мостового крана и хранения рулона перед разматывающим барабаном.
Технические данные
1.1.2 Тележка для подъема рулона на разматывающий барабан
Описание
Эта тележка для рулонов располагается перпендикулярно к линии прокатки около разматывающего барабана и предназначается для транспортировки рулонов от стеллажа для рулонов до разматывающего барабана.
Подвижная плита настила предназначается для закрытия открытого приямка, когда тележка для рулонов находится под оправкой разматывающего барабана. Она будет крепиться к каретке и двигаться на ней.
Технические данные
1.1.3 Разматывающий барабан
Описание
Мы предполагаем, что намотка рулона обычная, с натяжением, а не спиральная. Если намотка рулона спиральная, то мы предложим другую систему разматывателя.
Разматывающий барабан располагается перед входом на входной натяжной барабан и предназначается для подачи полосы в стан.
Материал подается на разматывающий барабан с помощью тележки разматывающего барабана, перемещающейся горизонтально.
Разматыватель будет подвесного типа с закрытым приводом.
Головка барабана состоит из четырех сегментов. Она разжимается с помощью гидроцилиндра, сегменты клиновидные. Оправка разжимается до номинального диаметра 600 мм.
Амортизирующий ролик будет опускаться посредством цилиндра, чтобы упростить процесс заправки полосы.
Технические данные
1) Собственно барабан
Технические данные
2) Амортизирующий ролик
1.1.4 Устройство для измерения рулона
Описание
Высота центрирующего устройства используется для измерения внешнего диаметра рулона, чтобы отцентрировать оправку разматывающего барабана и рулон, находящийся на тележке. Ширина центрирующего устройства используется для измерения ширины рулона, чтобы выровнять центр оправки разматывающего барабана с центром рулона, находящимся на тележке.
Оно состоит из сварной стальной рамы и фотоэлементов.
Технические данные
1.1.5 Подающее устройство рулонов с отгибателем для конца рулонов и заправочным столом
Описание
Устройство подачи полосы предназначается для отгибания и подачи переднего конца рулона на входную секцию стана.
Оно состоит из верхнего ролика, нижнего ролика, перегибного ролика, входного калибра и направляющей для заправки, и заправочного стола на выходе.
Входной калибр и направляющая для заправки поворотного типа, со специальным ножом из специальной инструментальной стали на гидроцилиндре.
Нижний ролик - свободно вращающийся стальной ролик, установлен на сварной металлоконструкции. Верхний ролик установлен на поворотном рычаге наверху основания, с гидроцилиндром. Приводится в движение мотором-редуктором перем. тока через универсальный шарнир.
Перегибной ролик подводится к передней кромке рулона. Это свободно вращающийся ролик, установленный на сварной металлоконструкции.
Заправочный стол на выходе представляет собой сварную металлоконструкцию.
Технические данные
1.1.6 Барабан на входе и натяжной барабан
Описание
Барабан и натяжной барабан располагаются на входной стороне стана и предназначаются для намотки и размотки полосы до или после прокатки.
Барабан и натяжной барабан подвесного типа с закрытым приводом.
Опорная плита представляет собой толстолистовую плиту. Она устанавливается на смазанных обработанных направляющих со сменными бронзовыми накладками.
Головка барабана и натяжного барабана представляет собой один барабан и четыре клиновидных сегмента. Головка барабана имеет зажим для конца рулона с гидроклапаном. Головка натяжного барабана разжимается вращающимся гидроцилиндром, установленном на приводной стороне оправки барабана. Оправка разжимается до номинального диаметра 500 мм.
Технические данные
| 1) Барабан | |
| Количество: | Один комплект |
| Размер рулона | |
| внеш. диаметр рулона: | макс.Φ2,000мм |
| внутр.диаметр рулона: | Φ1200 мм |
| Ширина рулона: | 400 мм |
| Скорость намотки и размотки: | макс 80 м/мин |
| 2) Сам барабан | |
| Количество: | Один комплект |
| Размер рулона | |
| внеш.диаметр рулона: | макс. Φ2,000 мм |
| внутр. Диаметр рулона: | Φ600 мм |
| ширина рулона: | 400 мм |
| Скорость намотки и размотки: | макс 80 м/мин |
| Макс. вес рулона: | 5000 кг |
| Направление намотки: | сверху/снизу отдающего устройства |
| Корпус и основание: | Сварная конструкция из мягкой стали |
| Прокладка под клинья: | Подшипник с вкладышами |
| Оправка и шток: | материал SCM 440 |
| Длина: | прим. 550мм |
| Сегменты: | SC 46 |
Технические данные
2) Амортизирующий ролик для барабана и натяжного барабана
3) Наружный подшипник (Опора барабана)
1.7 Входная тележка для подъема рулона
Описание
Эта тележка для рулонов располагается перпендикулярно к линии прокатки на стороне оператора около натяжного барабана и предназначается для транспортировки рулонов от входного стеллажа для рулонов до входной натяжного барабана.
Подвижная плита настила предоставляется для закрытия открытого приямка, когда тележка для рулонов находится под оправкой барабана. Она будет крепиться к каретке и двигаться на ней.
Будет состоять из каретки, подъемного устройства, подвижной плиты настила и трубопровода.
Технические данные
| Количество: | один комплект |
| Тип: | V-образное приемное устройство для рулонов С гидроприводом |
| Каретка: | из сварной металлоконструкции установлена на четырех гусеничных колесах через ось поворачивается гидравликой или двигателем перем. тока |
| Подъемное устройство: | Сварная металлоконструкция |
| На гидроцилиндре, расположенном на каретке | |
| Оснащено V-образным приемным устройством для рулонов, покрытым искусственной резиной | |
| Гидравлика питается от вспомогательной системы гидравлики | |
| Подвижная плита настила: | Один комплект |
| Смазка: | Вручную, с помощью переносного шприца для смазки |
1.1.8 Входной стеллаж для рулона
Описание
Этот стеллаж для рулона располагается на стороне оператора у входной натяжного барабана и предназначается для получения рулона из тележки для рулонов и хранения рулона до разгрузки.
Технические данные
1.2 Описание двухвалковый реверсивный стан
1.2.1 Клеть стана
Описание
2-валковый стан, станина цельная, изготавливается из литой или листовой стали.
Станина будет соединяться разделителем из сварной стали.
Линия прокатки будет регулироваться вручную, с использованием планки, или системы сдвигания клиновой пластины и клинового зажима, приводимого в движение гидроцилиндром.
Аспирационные колпаки установлены на станине стана для сбора дыма, образующегося во время прокатки.
Технические данные
1.2.2 Гидравлическое устройство позиционирования валка
Описание
Гидравлическое устройство позиционирования валка предоставляется для контроля рабочего зазора для уменьшения толщины полосы и получения указанной толщины вручную.
Рабочие гидроцилиндры в двух комплектах. Гидравлические механизмы сервоклапанов контролируют шаг гидроцилиндра.
Месдозы установлены наверху станины стана.
Технические данные
1.2.3 Узел валков
Описание
Два рабочих валка.
Технические данные
1) Рабочий валок
Описание
Направляющая на входе предназначается для подачи верхнего конца полосы на валки стана. Она будет состоять из прижимного роликового захвата и боковой направляющей.
В прижимном захвате используется шарнирный параллелограмм. Предоставляется с верхними и нижними валками и с пневмоцилиндром. Извлекается через люк станина стана для смены валком и техобслуживания.
Боковая направляющая вертикального роликового типа. Открывается и закрывается с помощью гидравлического двигателя для регулировки ширины. Механизм быстрого открытия/закрытия с гидроцилиндром также предоставляется.
Направляющая на выходе расположена на выходной стороне клети стана и предназначается для подачи передней кромки полосы на отклоняющие ролики.
Защита от перекоса также предоставляется для предотвращения перекоса оборудования во время заправки и разрыва полосы на входной и выходной сторонах. Убирается через люк станина стана гидроцилиндром для смены валков и техобслуживания.
Технические данные
| 1) Направляющая на входе | |
| Прижимной захват | |
| Количество: | Один комплект |
| Материал: | сварная металлоконструкция |
| Привод: | вверх-вниз на пневмоцилиндре |
| Боковая направляющая | |
| Количество: | Один комплект |
| Тип: | Вертикальный ролик |
| Привод: | Закрытия/открытие с помощью гидродвигателя Быстрое открытие/закрытие гидроцилиндром |
| 2) Направляющая на выходе | |
| Количество: | Один комплект |
| Материал: | Сварная металлоконструкция |
| 3) Защита от перекоса | |
| Количество: | Один комплект |
| Материал: | Сварная металлоконструкция |
1.2.5 Вспомогательное оборудование стана
Описание
Стойки с контактным толщиномером располагаются на выходной стороне для измерения толщины полосы.
Ролик с трубчатым скребком располагается на входной и выходной сторонах клети стана и стойки с толщиномером.
Большое число охлаждающих коллекторов предназначено для подачи охлаждающего масла на валки и полосу. Охлаждающий коллектор для рабочего валка разделен на две секции. Точечные охлаждающие коллекторы также устанавливаются на выходной стороне нижнего рабочего валка. Они разделены на восемь секций.
Технические данные
1) Толщиномер и стойка
Спецификация
1.2.6 Отклоняющие и тянущие ролики на входе и выходе
Описание
Отклоняющие ролики на входе и выходе располагаются на входной и выходной сторонах прокатного стана и предназначаются для отклонения линии прокатки полосы и направления передней кромки полосы на оправку натяжного барабана на входе и выходе.
Это оборудование состоит из сварной металлоконструкции, отклоняющих роликов, направляющей для заправки и тянущих роликов.
Технические данные
| 1) Отклоняющий ролик | |
| Количество: | Два комплекта |
| Тип: | Неприводной пустотелый ролик Установлен на роликовом подшипнике со смазкой масляным туманом |
| Материал: | Термообработанная Cr сталь |
| Размер: | 300мм x 550ммд |
| Рама: | Два комплекта, установлены на станине стана |
| 2) Заправочный стол | |
| Количество: | Два комплекта |
| Материал: | Сварная металлоконструкция |
| 3) Тянущий ролик | |
| Количество: | Два комплекта |
| Тип: | Неприводной пустотелый ролик Установлен на роликовом подшипнике с ручной смазкой |
| Материал: | Термообработанная Cr сталь |
| Размер: | 200мм x 550мм |
1.2.7 Трубопровод стана
Описание
Данный трубопровод будет поставляться для гидравлической жидкости для приводов или подшипников на клетях от мест присоединения со стороны стана межсоединительных трубопроводов до них.
Это касается следующих систем:
- гидравлическая система стана
- дополнительная гидравлическая система
- система смазки масляным туманом
- система охлаждения валков
- система регулирования подвода воздуха
Технические данные
- Количество: одна партия
4.1.2.8 Устройство перевалки валков
Описание
Устройство для перевалки рабочих валков будет предоставлено для одновременной смены верхних и нижних рабочих валков.
Оно будет состоять из тележки для перевалки валков с боковым передвижным столом, выталкивателем и рельсой. Тележка перемещается с помощью гидравлического выталкивателя и оборудована гидравлическим боковым передвижным столом.
Устройство для перевалки рабочих валков будет предоставлено для перевалки верхних и нижних валков. Оно с захватом и состоит из рельсы и проставки. Рельса для нижнего рабочего валка с гидроприводом типа колесо-рельс. Управляется вручную.
Технические данные
1) Устройство для перевалки рабочих валков
1.2.9 Рабочий шпиндель
Описание
Рабочий шпиндель будет располагаться между клетью стана и главным приводом стана на стороне привода стана, он передает крутящий момент от главного привода к двум рабочим валкам.
Технические данные
- Тип: шестеренный
- Вал: из стали
- Муфта: сделано из кованой стали
- Смазка муфты: шприцом для консистентной смазки
4.1.2.10 Рабочий привод стана
Описание
Рабочий привод будет располагаться между клетью стана и приводом стана, он будет приводить два рабочих валка прокатной клети через это оборудование приводным двигателем.
Технические данные
1.2.11 Передняя шторка стана
Описание
Защитная шторка со стороны оператора стана будет установлена для предотвращения разбрызгивания валкового охладителя со стороны прокатной клети. Более того, защитная шторка улучшит эффективность работы системы вытяжной вентиляции.
В случае перевалки валков шторка будет открываться и закрываться вручную.
Технические данные
- Количество: один комплект
4.1.3 Оборудование выходной секции
1.3.1 Барабан и натяжной барабан на выходе
Описание
Барабан и натяжной барабан располагаются перед входом в стан и предназначаются для наматывания/разматывания прокатываемой или уже прокатанной полосы.
Барабан и натяжной барабан будут подвесного типа с закрытым приводом.
Опорная плита представляет собой толстолистовую плиту. Она устанавливается на смазанных обработанных направляющих со сменными бронзовыми накладками.
Головка барабана и натяжного барабана представляет собой один барабан с четырьмя клиновидными сегментами. Головка барабана имеет зажим для конца рулона с гидроклапаном. Она разжимается с вращающимся гидроцилиндром, установленном на приводном конце оправки барабана. Оправка будет разжиматься до номинального диаметра 500 мм.
Технические данные
1) Барабан
| Количество: | Один комплект |
| Размеры рулона | |
| -внеш. диаметр: | макс. Φ2,000мм |
| -внутр. диаметр: | 1200мм |
| -ширина рулона: | 400 мм |
| Скорость наматывания и разматывания: | макс.80 м/мин |
| 2) Собственно барабан | |
| Количество: | один комплект |
| Размеры рулона | |
| -внешний диаметр: | макс. Φ2,000мм |
| -внутренний диаметр: -ширина рулона: |
600мм 400 мм |
| Скорость наматывания и разматывания: Макс. вес рулона: |
макс.80 м/мин 5,000 кг |
| Направление намотки: | сверху и снизу |
| Корпус и основание: Прокладка под клинья: |
Сварная конструкция из мягкой стали Подшипник с вкладышами |
| Оправка и шток: Длина: |
материал SCM 440 прим. 550мм |
Технические данные
1.3.2 Выходная тележка для подъема рулона
Описание
Эта тележка для рулонов располагается перпендикулярно к линии прокатки на стороне оператора около выходного натяжного барабана и предназначается для транспортировки рулонов от стеллажа для рулонов до натяжного барабана.
Подвижная плита настила предоставляется для закрытия открытого приямка, когда тележка для рулонов находится под оправкой натяжного барабана. Она будет крепиться к каретке и двигаться на ней.
Будет состоять из каретки, подъемного устройства, подвижной плиты настила и трубопровода.
Технические данные
1.3.3 Выходной стеллаж для рулонов
Описание
Этот стеллаж для рулонов располагается на стороне оператора на входе натяжного барабана и предназначается для получения рулона с тележки и хранения рулона для разгрузки рулонов.
Технические данные
1.4 Вспомогательное оборудование
1.4.1 Гидравлическая система стана
Описание
Данная система устанавливается в маслоподвал и необходима для подачи гидравлического масла для балансировки валка, прогиба рабочего и промежуточного валка, позиционирования валка и перемещения промежуточного валка.
Технические данные
| 1) Резервуар | |
| Количество | один |
| Тип | кубический резервуар с внутренней перегородкой, скошенным дном и заправочным штуцером |
| Материал | конструкция из сварочной стали (углеродистая сталь) |
| Тип масла | гидравлическое масло (минеральное масло), вязкость - по ISO VG46 |
| Емкость | прибл. 800 л |
| 2) Насос | |
| Количество | два (включая один резервный) |
| Тип | роторный плунжерный тип |
| Размерные характеристики | прибл. 50 л./мин. при 250 кгс/см² на насос |
| 3) Аккумулятор | |
| Количество | два комплекта |
| Тип | мембранный тип |
| Емкость | кажд. 10 л |
| 4) Охладитель | |
| Количество | один |
| Тип | |
| 5) Насос охладителя | |
| Количество | один |
| Тип | роторный шестеренный насос |
| Размерные характеристи | Прибл. 20 л/мин., 5 кгс/см² на насо |
| 6) Фильтр | |
| Количество | два - вакуумный фильтр один - фильтр для охладителя |
| Комплектующие | реле давления и реле уровня |
1.4.1. Вспомогательная гидравлическая система
Описание
Данная система устанавливается в маслоподвал и необходима для подачи гидравлического масла для всех гидравлических усилителей стана и дополнительного оборудования.
Данная система состоит из резервуара, насосов, аккумуляторов, клапанов и масел.
| 1) Резервуар | |
| Количество | один |
| Тип | кубический резервуар с внутренней перегородкой, скошенным дном, смотровым окошком и заправочным штуцером |
| Материал | конструкция из сварочной стали (углеродистая сталь) |
| Типа масла | гидравлическое масло (минеральное масло), вязкость - по ISO VG32 |
| Емкость | прибл. 1200 л |
| 2) Насос | |
| Количество | три (включая один резервный) |
| Тип | аксиально-поршневой тип |
| Размерные характеристики | прибл. 30 л./мин. при 140 кгс/см² на насос |
| 3) Аккумулятор | |
| Количество | четыре комплекта |
| Тип | мембранный тип |
| Емкость | кажд. 140 кгс/см² на литр |
| 4) Охладитель | |
| Количество | один |
| Тип | кожухотрубный с плавающей головкой |
| 5) Фильтр | |
| Количество | два - вакуумный фильтр |
| Комплектующие | реле давления и реле уровня |
1.4.3 Клапанная стойка
Описание
Данная клапанная стойка устанавливается в техническом подвале, маслоподвале и на станине. Она необходима для компактного размещения электромагнитных клапанов для гидравлической и пневматической систем. Некоторые из пневмораспределителей с электромагнитным управлением будут предоставлены на соответствующем оборудовании.
Технические данные:
1.4.4 Система смазки зубчатой передачи
Описание
Данная система устанавливается в маслоподвал, и необходима для подачи смазочного масла в подшипник и зубчатые колеса основного привода стана, моталок и их узла привода.
Она состоит из резервуара, насоса, фильтров, теплообменника, температурного регулятора, клапанов и трубной обвязки.
Технические данные
Комплектующие:
- фильтр
- обогрев с помощью нагревателя
- охлаждение с помощью водоохладителя
- реле давления, дифференциальные реле давления и поплавковые переключатели
1.4.5 Система смазки масляным туманом
Описание
Данная система необходима для подачи масляного тумана для смазки подшипника опорного валка стана и отклоняющих валок.
Она состоит из генератора масляного тумана, узла дозагрузочного клапана (refill valve) и узла дозагрузочного насоса
Технические данные
1.4.6 Система охлаждения валков
Описание
Данная система необходима для подачи охлаждающего масла на полосу и валки для смазки и охлаждения.
Она состоит из резервуара, насоса для орошения, охладителя, фильтра, фильтр-насоса, клапанов и трубной обвязки.
Резервуар для охлаждающего масла находится в маслоподвале и имеет смотровое окошко.
Технические данные
1.4.7 Система аспирации
Описание
Данная система необходима для отсоса паров вокруг стана с помощью колпака стана и выпуска пара из выхлопной трубы наружу.
Она состоит из всасывающего вентилятора (эксгаустера), очистителя, противопожарного клапана, трубок и выводной трубки.
Противопожарный клапан должен быть предоставлен в трубке на входе всасывающего вентилятора. Он управляется пневматическим цилиндром. Рабочий сигнал подается системой обнаружения огня и системой противопожарной безопасности.
Технические данные
1.4.8 Дренажный насос
Описание
Данная система устанавливается на слив (сливное отверстие) в маслоподвале и от очистителя в установку очистки сточных вод.
Система дренажного насоса состоит из насоса, клапанов и комплектующих.
Технические данные
1.4.9 Специальные инструменты
Описание
Партия специальных инструментов будет предоставлена для технического обслуживания оборудования.
Подробный список инструментов будет уточнен на этапе проектирования.
Технические данные
1.4.10 Анкерные болты, гайки и прокладки
Описание
Будет поставлена партия анкерных болтов, гаек, шайб и прокладок, необходимых для установки оборудования стана.
Технические данные
Комплектующие
- анкерный болт, гайка и шайба
- анкерная плита для вставленных болтов
- Прокладки и накладки для оконечного оборудование и оборудования стана
1.4.11 Соединительный трубопровод
Описание
Поставщик поставляет схематическую диаграмму и сборочные чертежи в качестве основного проектного решения.
Технические данные
1) Гидравлическая система
- насосная установка ~ клапанный стенд
- клапанный стенд ~ трубопровод установки
2) Система смазки
- резервуар ~ насосная установка
- насосная установка ~ фильтр или охладитель
3) Система охлаждения валка
- стан ~ грязевик
- грязевик или резервуар с профильтрованной жидкостью ~ насос
- насос ~ фильтр или охладитель
- фильтр или охладитель ~ трубопровод установки
2 Электрическое оборудование
2.1 Оборудование для подачи электроэнергии
Описание
Мощность трансформатора будет определена на стадии детальной проработки
1) Пневматический прерыватель цепи и распределительный щит
Тип: устанавливаемый на полу и самоподдерживаемый, для внутреннего размещения
Выдвижного типа для ввода
Пневматический прерыватель цепи установленного типа
Для питателя магнитных выключателей
2) Центр управления двигателем
Двустороннего выдвижного типа
мягкий пуск для гидравлических двигателей
Напряжение основной цепи: 380 В перем. тока, 3 фазы, 50 Гц
Напряжение цепи управления: 220В перем. тока, 1 фаза, 50 Гц
2.2 Двигатели и пульт привода
2.2.1 Двигатели переменного тока
Двигатели с постоянной скоростью вращения переменного тока являются индукционными двигателями промышленного назначения.
Следующие технические спецификации применимы ко всем нерегулируемым двигателям переменного тока, если иначе не указано в перечне двигателей.
| 1) Фаза | 3 фазы |
| 2) Номинальное напряжение | 380В |
| 3) Частота | 50 Гц |
| 4) Эксплуатационный коэфф. | 1.0 при увеличении до класса F |
| 5) Коэффициент мощности | 100% при постоянной нагрузке |
| 6) Класс защиты кожуха | IP 44 |
| 7) Класс изоляции | B или F |
| 8) Температура | макс. 90С при 100% нагрузке при 40С окр.среды |
| 9) Охлаждение | с воздушным охлаждением от вентилятора |
| 10) Тепловая защита | нет |
| 11) Тип подшипников | качения / антифрикционный, с консистентной смазкой |
| 12) Монтаж: | на лапах / горизонтальный | 100% постоянная |
| 14) КПД | стандартный |
2.2.2 Редукторный двигатель переменного тока
Передача двигателя представляет собой промышленный редуктор. Следующие технические спецификации применимы ко всем редукторным двигателям, если иначе не указано в перечне двигателей.
Двигатель
- Спецификация та же, что и на нерегулируемый двигатель
Передача
- Тип подшипника: антифрикционный с уплотнениями
- Смазка: консистентная либо разбрызгиванием
- Монтаж: на лапах / горизонтальный
- Тип соединения: прямая муфта
- Эксплуатац. коэфф. : AGMA CLASS II (1.4 Основан на номинале двигателя)
2.2.3 Двигатель постоянного тока с постоянной мощностью
Двигатели постоянного тока являются индукционными двигателями промышленного назначения. Следующие технические спецификации применимы ко всем двигателям переменного тока, если иначе не указано в перечне двигателей.
1. Фаза: 3 фазы
2. Номинальное напряжение: 380В постоянного тока (устанавливается в соответствии с основным проектом)
3. Коэффициент мощности: 125% 1 минута
4. Класс защиты кожуха: IP 22, IP54
5. Класс изоляции: F
6. Охлаждение: принудительное или самоохлаждающий вентилятор
7. Комплектующие: основание, анкерные болты, гайки и втулка/гильза для двигателя
8. КПД: стандартный
9. Детектор скорости (генератор импульсов, если управление с замкнутым контуром)
10. Муфта для детектора скорости
11. Тормоз (в соответствии с проектом)
2.2.5 Двигатель постоянного тока с постоянной мощностью и управляющее устройство привода
2.3 Система ПЛК
Описание
Система программируемого логического контроля (ПЛК) будет поставляться для управления холодный станом и дополнительным оборудованием. Она будет управлять редуктором и дополнительным оборудованием холодного стана, используя рабочий стол и человеко-машинный интерфейс (ЧМИ).
Соединение холодного стана с главным ПЛК будет определено на стадии детальной проработки.
Технические данные
| Панель ПЛК | одна шт. |
| Тип | в помещении (в металлическом кожухе, устойчивая) |
| Процессор | продвинутый набор команд, включая обработку файлов, последовательность, программу диагностики команд управления |
| цифровой вход/модуль вывода аналоговый вход/ модуль вывода модуль питания применение ПЛК S/W |
|
| 2) Программируемый загрузчик | одна партия |
| Тип размер монитора Жесткий диск |
ноутбук 14 " |
| RAM Комплектующие |
одна шт. |
| 3) Принтер | один партия |
| Тип | цветная лазерная печать размер А4 или аналог |
Функции стана
- Толчок вперед или назад; сигнал скорости регулируется программным обеспечением, диапазон сигналов - индивидуальный.
- Позиционирование шпинделя
Генерирует сигнал низкой скорости для клети с тем же диапазоном, как толчок.
Остановка позиционирования для шпинделя обеспечивается бесконтактным выключателем. - Управление привода
Необходимые блокировки отправляются к приводу. - Коэффициент скорости
Коэффициент линейной скорости намотки барабана и окружная скорость рабочих валков измеряется посредством генераторов импульсов, установленных на отклоняющих роликах и клети.
Коэффициент представляет сдавливание (уменьшение) для наматывающего (разматывающего) барабана; он используется при расчете исходной скорости и натяжения и при инерционном контроле на правом барабане или контроле левого барабана.
Функции барабана
Данная функция - при выборе “reel” (барабан): подсчет натяжения и скорости автоматический.
Толчок
Толчок вперед или назад; опорный сигнал скорости регулируется с помощью программного обеспечения, расчетная скорость индивидуальна.
Позиционирование зажима
Создает низкоскоростной опорный сигнал для барабана с той же скоростью, что толчок. Положение стоп для зажима обеспечивается бесконтактным выключателем.
Позиционирование конца полосы (только для разматывающего устройства)
Вырабатывает низкоскоростной сигнал для позиционирования конца полосы возле люльки. Позиционирование работает с кодирующим устройством барабана и останавливается, когда достигается рассчитанное расстояние (от механических размеров).
Управление приводом
Необходимые блокировочные устройства отправляются к приводу.
Диаметр рулона
Измеряется как соотношение между линейной и угловой скоростью барабана с помощью генераторов импульсов, установленных на отклоняющем ролике и барабане. Значение обновляется на постоянных углах поворота барабана. В случае проскальзывания рулона на отклоняющий ролик диаметр ограничен до примерного значения, рассчитанного на основе количества поворотов на барабане и толщины рулона.
Длина полосы
Длина полосы измеряется с помощью аналого-цифрового преобразователя отклоняющего устройства
Угловая скорость
От главного сигнала стана и фактического диаметра рулона рассчитывается и автоматически компенсируется расширением/сужением сигнал угловой скорости барабана. Рассчитанный сигнал увеличивается с величиной дополнительной скорости.
Компенсация момента инерции
Рассчитывается с использованием фактических значений ускорения рулона, диаметра рулона, расширения/сужения и ширины рулона.
Компенсация потерь на трение и двигателя
Данные по потерям хранятся в таблице в зависимости от реальной угловой скорости барабана.
Ток барабана
Заданное значение тока барабана рассчитывается на основе предварительной установки натяжения и компенсации момента инерции. Исходное значение корректируется, чтобы скомпенсировать механические и электрические потери.
Управление натяжением типа “Максимальный крутящий момент”, т.е. у поля всегда максимально возможная величина, тогда как ток в обмотке меняется в зависимости от требуемого натяжения, скорости и диаметра рулона.
Работа с максимальным крутящим моментом дает преимущество лучшего коэффициента мощности и меньшей нагрузки на двигатель (детали в «Управлении натяжением»).
Донбасская государственная машиностроительная академия
Кафедра –
Автоматизированные металлургические машины и оборудование
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине
"Технологические линии и комплексы металлургических цехов"
Выполнил
студент группы МО-03-2 А.С. Селедцов
Руководитель работы: Э.П. Грибков
г.Краматорск
Реферат
Расчётно-пояснительная записка содержит стр., 2 таблицы,3 источника, 3 рисунка.
Основная задача данной курсовой работы – выбор цеха холодной прокатки, прокатного стана и разработка технологического процесса для производства листа шириной 1400мм и толщиной 0,35мм из стали 08кп производительностью 800 тысяч тонн в год.
В ходе выполнения работы были рассмотрены станы холодной прокатки различной конструкции и производительности (реверсивные и непрерывные).
Для производства заданного проката был выбран Непрерывный стан 2030 Новолипецкого металлургического комбината. Описание его оборудования так же приводится в расчётно-пояснительной записке.
Графическая часть курсовой работы содержит план расположения оборудования цеха непрерывного стана и графики загрузки клетей прокатного стана.
цех холодная прокатка сталь производительность
ПРОКАТНЫЙ СТАН. НЕПРЕРЫВНЫЙ ТРАВИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ. ШЕСТЕРЁННАЯ КЛЕТЬ. ОБЖАТИЕ. СИЛА ПРОКАТКИ. МОЩНОСТЬ ПРОКАТКИ. ЛЕТУЧИЕ НОЖНИЦЫ. МОТАЛКА. ОЧАГ ДЕФОРМАЦИИ. РОЛЬГАНГ.
Введение
1 Станы холодной прокатки
1.2 Непрерывный стан 1700 Мариупольского металлургического комбината им. Ильича
2 Непрерывный стан 2030 Новолипецкого металлургического комбината
3 Расчет энергосиловых параметров холодной прокатки. Математическое обеспечение
4 Определение технологических режимов прокатки листа 0.35×1400
5 Расчет производительности стана
Заключение
Перечень ссылок
Приложение А – Графики распределения параметров прокатки по проходам
Приложение Б –Программа для расчёта энергосиловых параметров процесса прокатки
Введение
Основная часть получаемой стали проходит через прокатные цеха и лишь незначительное количество через литейные и кузнечные цеха. Поэтому развитию прокатного производства уделено большое внимание.
Курс «Технологические линии и комплексы металлургических цехов» является специальной дисциплиной, которая формирует у студентов профессиональные знания в области теории и технологии непрерывных металлургических линий и агрегатов.
В результате выполнения курсовой работы должны быть выполнены следующие разделы:
Разработать и описать технологические процессы в целом по участкам (агрегатам) и по отдельным операциям с проработкой вопросов непрерывности технологии;
Осуществить выбор по заданной производительности и размерам поперечного сечения листового проката стана холодной листовой прокатки, из существующих конструкций;
Произвести расчет распределения обжатий по проходам в клетях прокатного стана;
Выполнить расчеты усилий прокатки в каждой клети прокатного стана и мощности электроприводов;
Определить годовую производительность стана;
Выполнить автоматизацию технологических режимов обжатий.
В ходе выполнения курсовой работы закрепляются и расширяются знания, полученные при изучении курса «ТЛКМЦ», появляются навыки в выборе производственного оборудования, расчетах технологических режимов обжатий и энергосиловых параметров прокатки, использование при расчетах электронно-вычислительной техники.
1 Станы холодной прокатки
Способом холодной прокатки получают ленты, листы и полосы наименьшей толщины и шириной до 4600...5000мм.
Основными параметрами широкополосных станов является длина бочки рабочей клети (в непрерывных станах последней клети).
Для производства листовой холоднокатаной стали применяют реверсивные одноклетевые и последовательные многоклетевые станы.
По заданию наиболее подходящими являются 3 стана:
1.1 Непрерывный стан 2500 Магнитогорского металлургического комбината
Цех введен в эксплуатацию в 1968 г. Оборудование стана расположено в семи пролетах (рисунок 1).
Рисунок 1. Схема основного технологического оборудования стана 2500 Магнитогорского металлургического комбината:
I - пролет склада горячекатаных рулонов, II - пролет НТА, III - пролет стана, IV - пролет колпаковых печей; 1 - конвейер передаточный горячекатаных рулонов, 2 - мостовые краны, 3 - непрерывно-травильные агрегаты, 4 - агрегат поперечной резки горячекатаных рулонов, 5 - рабочая линия стана, 6 - дрессировочный стан, 7 - дрессировочный стан 1700, 8 и 9 - агрегаты продольной и поперечной резки, 10 - колпаковые печи.
Стан предназначен для прокатки в холодном состоянии полос сечением (0,6-2,5) х (1250-2350) мм в 30-т рулон внутренним диаметром 800 мм, наружным 1950 мм из сталей 08Ю, 08кп, 08пс (ГОСТ 9045-80), сталей 08 - 25 всех степеней раскисления с химическим составом по ГОСТ 1050-74 и Ст0 - Ст3 кипящей, полуспокойной и спокойной (ГОСТ 380-71).
1.2 Непрерывный стан 1700 Мариупольского металлургического комбината им. Ильича
Первая очередь цеха холодной прокатки введена в эксплуатацию в 1963 г., оборудование стана расположено в 12 пролетах (Рисунок 2).
Рисунок 2. Схема расположения основного технологического оборудования стана холодной прокатки 1700 Мариупольского металлургического комбината им. Ильича:
I - склад горячекатаных рулонов, II - пролет стана, III - машинный зал, IV - пролет газовых колпаковых печей, V - склад готовой продукции; 1, 3, 8, 10, 12, 13, 19, 20, 22, 24, 26, 28 - мостовые краны, 2 - агрегат поперечной резки, 4 - конвейеры передаточные с кантователями, с5 - агрегаты упаковки пачек листов, 6 - ножницы, 7 - непрерывно-травильные агрегаты (НТА), 9 - комбинированный агрегат резки, 11 - гильотинные ножницы, 14 - конвейер подачи рулонов к стану, 15 - разматыватель, 16 - рабочая линия станов, 17 - моталка, 18 - конвейер отводящий, 21 - одностопные колпаковые печи, 23 - пакетирующие столы, 25 - весы, 27 - дрессировочные агрегаты, 29 - дрессировочная клеть, 30 - агрегат продольной резки, 31 - агрегаты упаковки рулонов, 32 - двухстопные колпаковые печи, 33 - пакетировочный пресс
Стан предназначен для холодной прокатки полос сечением (0,4-2,0) х (700-1500) мм в рулонах из сталей углеродистых обыкновенного качества (кипящей, спокойной, полуспокойной): Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5; углеродистых качественных конструкционных: 08кп, 08пс, 10кп, 10пс, 10, 15кп, 15пс, 15, 20кп, 20пс, 20, 25, 30, 35, 40, 45; нестареющих 08Ю, 08Фкп; электротехнической стали.
Кипящие и спокойные стали поставляются по ГОСТ: 16523-70, 9045-70, 3560-73, 17715-72, 14918-69, 19851-74 и техническим условиям с химическим составом по ГОСТ 380-71 и 1050-74. Электротехническая сталь поставляется по ГОСТ 210142-75. [ 2 ]
2 Непрерывный стан 2030 Новолипецкого металлургического комбината
Из рассмотренных станов наиболее подходящим является Непрерывный стан 2030
Непрерывный пятиклетевой стан холодной прокатки 2030 предназначен для прокатки полос толщиной 0,35-2,0 мм при бесконечном режиме и 0,35-3,5 мм при порулонном из углеродистых и конструкционных сталей. При стане размещены: склад горячекатаных рулонов, травильное отделение, участок отделки горячекатаной продукции, термическое отделение и участки для отделки холоднокатаных листов и покрытий (рисунок 3).
Рисунок 3. Схема основного технологического оборудования стана холодной прокатки 2030 Новолипецкого металлургического комбината:
1 - дрессировочные станы 2030; 2 - линия стана 2030; 3 - агрегат резки полосы; 4 - гильотинные ножницы; 5 - весы; 6 - мостовые краны; 7 - передаточная тележка; 8 - агрегаты непрерывного травления.
Подготовка металла к прокатке
Заготовкой для прокатки служат горячекатаные травленые полосы в рулонах, поступающие со стана 2000 горячей прокатки. Толщина полосы 1,8-6,0 мм, ширина 900-1850 мм.
В цехе установлены два агрегата непрерывного травления для удаления механической ломкой и химическим растворением в растворах соляной кислоты окалины с поверхности горячекатаных полос из углеродистой стали, свернутых в рулон.
Основные габариты агрегата: ширина 12 м, высота 10,95 м, длина 323 м, заглубление 9,6 м. Каждый агрегат включает: разматыватель рулонов, стыкосварочную машину, накопитель, ванны для травления, нейтрализации, промывки и очистки полос, сушильный агрегат, а также установку регенерации растворов.
Горячекатаные рулоны мостовым краном подают в вертикальном положении на устройство для транспортировки, кантуют в горизонтальное положение и выдают на приемную часть разматывателя.
В устройство для транспортировки рулонов входят: пластинчатый длиной 49,2 м транспортер с шагающими балками для 14 рулонов, измеритель ширины, кантователь грузоподъемностью 440 кН, транспортер с шагающей балкой для трех рулонов, машина для удаления обвязочной ленты, загрузочный цепной конвейер для пяти рулонов общей длиной 19,4 м (скорость транспортирования 9 м/мин), гидравлическая установка для обеспечения устройств транспортировки рулонов гидравлическим маслом с давлением 14 МПа.
Входная часть предназначена для размотки рулонов, обрезки передних и задних концов, вырезки дефектов, сварки полос встык для получения непрерывной полосы перед травлением. Загрузочная тележка имеет привод подъема от двух гидроцилиндров 280/160 и 1200 мм, привод перемещения - от 12-кВт двигателя постоянного тока.
Консольный четырехступенчатый разматыватель предназначен для размещения рулона, центрования по оси травильной линии и размотки полосы сверху. Отгибатель переднего конца полосы, тянущий и правильный агрегат служат для подачи переднего конца полосы от разматывателя до гильотинных ножниц, правки полосы и после обрезки подачи к сварочной машине. Толщина разрезаемого на ножницах металла 6,0 мм, ширина 1950 мм, максимальное усилие реза 625 МН, ход подвижного ножа 100 мм.
Тип стыкосварочной машины SBS 80/1600/19Н со сварочным трансформатором мощностью 1,6 МВт, усилием осадки 780 кН при давлении 10 МПа. Максимальная ширина свариваемой полосы 1,9 м.
Комплект натяжных роликов служит для разматывания полосы с разматывателей после сварки и для создания натяжения полосы в петлевом устройстве (четыре ролика диаметром 1,3 м, длиной бочки 2,1 м, три ролика имеют диаметр 254 мм, длину 600 м). Ролики облицованы полиуретаном.
Входное петлевое устройство предназначено для создания запаса полосы, обеспечивающего непрерывную работу агрегата при переходе с одного разматывателя на другой, а также подготовки, сварки концов полос и обработки сварочного шва. Горизонтальные петли (6 ветвей) располагаются под травильными ваннами. Нижняя часть петли поддерживается рольгангами, а верхняя тележкой и роликами поворотных устройств. Петлевых тележек и направляющих роликов по три. Запас полосы 720 мм, скорость тележки 130 м/мин, натяжение, создаваемое приводами петлевых тележек 45,8-84,0 КН. Привод петлевого устройства от двух двигателей мощностью 0-530/530 кВт, число оборотов 0-750/775 в мин.
Вспомогательная лебедка служит для заправки полосы и сведения концов в случае обрыва. Машина правки растяжением предназначена для предварительного механического удаления окалины с полосы и создания необходимой планшетности. Число роликов - четыре, диаметр 1,3 м, длина бочки 2,1 м, твердость 15-мм полиуретанового покрытия HSh 95±3 ед. Количество рабочих валков - три, максимальный диаметр 76 мм, минимальный 67 мм. В одной кассете по оси I - 12 опорных роликов максимальным диаметром 134,5 мм, минимальным 125,5 мм, шириной 120 мм, по оси II - 11 роликов шириной 120 мм и два шириной 30 мм. При работе узлов тянущих и правильных роликов, сварочной машины и машины правки растяжением окалина, пыль и металлические частицы отсасываются воздушным потоком через рукавные фильтры вниз и при помощи шнека подаются в установленные рядом короба.
Кислотная ванна состоит из пяти секций общей длиной 133,275 м, шириной 2,5 м и глубиной 0,9 м. Снаружи ванны - ребра жесткости из профильной стали, изнутри - 4-мм слой эбонита, стены футерованы кислотоупорным кирпичом и плитками из плавленого базальта. Между секциями ванны установлены гранитные блоки и гуммированные ролики отжима травильного раствора диаметром 345 мм, длиной бочки 2,3 м. Подъем и прижим роликов - от 12 пневмоцилиндров. Для травления металла применяют техническую синтетическую 32 % соляную кислоту. Состав травильного раствора - 200 г/л суммарной кислоты. Количество циркулирующего раствора - 250 м 3 .
Максимальная скорость полосы, м/мин: во входной части 780, в травильной 360, а в выходной 500. Заправочная скорость 60 м/мин. При травлении 25-т рулона полосы сечением 2,3 х 1350 мм средняя производительность травильного агрегата 360 т/ч.
Непрерывно-травильный агрегат № 2 по составу и характеристике оборудования выполнен аналогично непрерывно-травильному агрегату № 1. В состав его дополнительно включен участок пассивации длиной 5,0 м для нанесения раствора, предохраняющего металл от коррозии.
Состав пассивирующего раствора, кг/м 3: 42 соды (NaCO 3), 42 тринатрийфосфата (Na 3 P0 4), 42 буры (Na 2 S 2 O 3).
На выходной стороне травильной ванны расположен двойной комплект управляющих отжимных роликов.
Ванна промывки выполнена как пятиступенчатая каскадная промывка и состоит из пяти секций общей длиной 23,7 м. Комплект отжимных роликов за ванной аналогичен отжимным роликам за ванной травления.
Выходная часть травильного агрегата оборудована двумя натяжными роликами диаметром 1300 мм, длиной бочки 2100 мм и двумя прижимными роликами диаметром 254 мм и длиной бочки 800 мм. Петлевое устройство на выходе предназначено для образования запаса полосы (450 м). Горизонтальные петли (четыре ветви) располагаются под травильными ваннами. Нижняя часть петли поддерживается рольгангами, а верхняя - тележкой и роликам поворотных устройств. Натяжных тележек две. Натяжение, создаваемое приводами петлевых тележек, 45-68 кН.
Комплект натяжных роликов № 3 предназначен для образования натяжения полосы при скоростях < 60 м/мин.
Боковые кромки на протравленной полосе обрезают на дисковых ножницах. В агрегате установлено двое дисковых ножниц, при работе одних настраивают другие, что уменьшает время на замену и кантовку ножей. Диаметр ножа до перешлифовки 400 мм, после 360 мм, толщина ножа до перешлифовки 40 мм, после 20 мм. Ножей в установке четыре. Максимальная ширина обрезаемой кромки на одну сторону 35 мм, минимальная 10 мм. Ножницы исполнены в виде протяжных, т.е. с неприводными ножевыми валами. В агрегате - двое кромкокрошительных ножниц. Для натяжения 10,8-108 кН полосы перед моталкой установлены натяжные и прижимные ролики.
Промасливающая машина предназначена для смазки полосы антикоррозионным защитным маслом или эмульсией из 12 распылительных сопел, наносимыми в зависимости от скорости и ширины непосредственно или через войлочный ролик. Лишнее масло отжимается парой гуммированных роликов диаметром 200 мм, длиной бочки 2,1 м.
Техническая характеристика механических ножниц поперечной резки сварных швов, вырезки проб и уборочного устройства от них аналогична ножницам поперечной резки входной части.
После порезки полосу при помощи комплектов отклоняющих роликов № 1 и № 2 подают в барабан моталок плавающего типа с электрогидравлической следящей системой. Моталки приводятся от 0-810/810-кВт двигателя (10-450/1350 об/мин). Максимально допустимая масса рулона 45 т, натяжение полосы 105 кН.
С барабана моталки рулоны снимателем передают на горбунковый цепной транспортер, состоящий из тележки перемещения и съемной вилки, и устройством для транспортировки - на склад травленых рулонов. Устройство для транспортировки состоит из разгрузочного двухцепного 40-м транспортера для 11 рулонов, мульдовой шагающей балки для трех рулонов, горбунковой шагающей 14-м балки для четырех рулонов и двухцепного 185-м транспортера для 26 рулонов. Скорость транспортировки 9-12,5 м/мин.
На складе рулоны маркируют, обвязывают одной или двумя металлическими лентами, взвешивают на 50-т весах с фотоэлектрическим ощупывающим устройством и дистанционным печатающим устройством. Линия непрерывного травления автоматизирована. В результате автоматизации с использованием УВМ осуществляется управление механизмами агрегата входной, центральной и выходной частей, последовательностью операций по транспортировке полос, выбор и управление технологическим режимом обработки полосы, слежение за материалом с момента подачи рулона к разматывателю и до маркировки его с передачей данных на УВМ стана по машинной связи. [ 1 ]
3 Расчет энергосиловых параметров холодной прокатки. Математическое обеспечение
Оптимизация технологических режимов обжатий при холодной прокатки лент, листов и полос относится к важнейшим факторам, обеспечивающим повышения технико-экономических показателей процесса прокатного производства в целом. При этом значение оптимальных технологических режимов обжатий и соответствующим им энергосиловых параметров процесса прокатки является необходимым с точки зрения повышения научной обоснованности проектно-конструкторских решений, используемых как при создании новых, так и при модернизации действующих прокатных станов.
Непосредственно в качестве целевых функций при оптимизации технологических режимов обжатий были использованы математические модели процесса холодной прокатки, организованные на выполнение критериев полной загрузки механического оборудования.
Программное обеспечение решения поставленной задачи оптимизации было осуществлено на основе алгоритмического метода целенаправленного перебора вариантов. Аналитическое описание данного метода может быть представлено в виде:
где - величина абсолютного обжатия полосы в i-ом проходе;
Порядковый номер очередного цикла итерационной процедуры решения;
Шаг изменения величины абсолютного обжатия, количественная оценка которого была принята переменной в зависимости от степени приложения промежуточных результатов к исходному;
Заданные значения параметров , , непосредственно связанных с принятым критерием оптимальности;
Учитывая изложенное выше и исходя из логики функциональных связей между величиной абсолютного обжатия и энергосиловыми параметрами процесса горячей прокатки, решение задачи оптимизации по условию полной загрузки механического оборудования можно представить в виде последовательных пошаговых приращений:
в случае одновременного выполнения каждого из условий: , , .
В случае же невыполнения хотя бы одного из этих условий, изменяем величину шагового приращения:
где - исходная толщина листа в данном проходе.
Таким образом, может быть определено абсолютное обжатие, соответствующее условию обеспечения максимально допустимой загрузки и, как следствие, условию достижения максимальной производительности механического оборудования конкретных прокатных станов.[ 4 ]
4 Определение технологических режимов прокатки листа 0.35×1400
Выбираем в качестве заготовки для производства листа 0.35×1400 (материал ‑ сталь 08кп) полоса толщиной 1,8 мм, шириной 1400мм и длиной 1500мм.
Определим энергосиловые параметры прокатки в черновой клети. Расчет проведем по инженерной методике.
Начальная толщина раската h 0 =1,319мм, абсолютное обжатие ∆h=0,939мм, ширина проката 1400мм, радиус валков R=300мм, скорость прокатки 43,8 м/с.
коэффициенты регрессии;
Удвоенное сопротивление сдвигу: МПа.
Т.к. переднее и заднее натяжения отсутствуют, то ξ 0 =ξ 1 =1
d=2f l / Dh= 2∙0,09∙4.54/0.069=11.84
р СР =n s 2K C =0,043∙610=26.72 МПа
N = M w = M V / R=85,3∙43,8/0,3=0,932 кВт
При выбранном режиме прокатки энергосиловые параметры в клети не превышают предельных значений.
Дальнейший расчет производим на ЭВМ. Результаты расчета приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Результаты расчета энергосиловых параметров.
| № прохода | |||||||||
| 1 | 1.8 | 1.8 | 1.319 | 0.267 | 463 | 9.99 | 138.8 | 1.11 | 2 |
| 2 | 1.8 | 1.319 | 1.125 | 0.147 | 610 | 9.98 | 85.3 | 0.932 | 2.73 |
| 3 | 1.8 | 1.125 | 0.993 | 0.117 | 657 | 9.99 | 70.1 | 0.897 | 3.2 |
| 4 | 1.8 | 0.993 | 0.894 | 0.100 | 687 | 9.98 | 60.5 | 0.877 | 3.62 |
| 5 | 1.8 | 0.894 | 0.815 | 0.088 | 707 | 9.98 | 53.7 | 0.865 | 4.03 |
Таблица 4.2 – Результаты расчета энергосиловых параметров.
| № прохода | |||||||||
| 1 | 0.81 | 0.815 | 0.558 | 0.315 | 489 | 11.98 | 136.7 | 1.094 | 2 |
| 2 | 0.81 | 0.558 | 0.470 | 0.128 | 642 | 11.97 | 76 | 0.888 | 2.92 |
| 3 | 0.81 | 0.470 | 0.413 | 0.121 | 682 | 11.94 | 60.1 | 0.833 | 3.47 |
| 4 | 0.81 | 0.413 | 0.372 | 0.1 | 706 | 11.91 | 50.5 | 0.797 | 3.95 |
| 5 | 0.81 | 0.372 | 0.350 | 0.058 | 716 | 9.94 | 29.2 | 0.513 | 4.38 |
Энергосиловые параметры не превышают допустимых значений в клетях. Следовательно, данный режим загрузки стана является наиболее оптимальным и рациональным. [ 4 ]
5 Расчет производительности стана
Часовая производительность стана:
где ритм прокатки,
Ускорение и замедление слитка, 
скорость в последней клети,
скорость затравки,
исходная длина слитка,
начальная толщина слитка,
конечная толщина слитка,
конечная ширина полосы,
– масса подката,.
Ритм прокатки Т определяется по формуле:
,
где t м – машинное время прокатки в i-ом проходе;
t п – время пауз, t п =14 с;
Подставим значение:
Определим годовую производительность:
,
где Т ср =7100 – среднее количество рабочих часов стана в году;
К г =0,85 – коэффициент выхода годного проката.
По рассчитанной годовой производительности, можно сделать вывод, что стан обеспечит заданную производительность.
Для получения высоких качественных показателей прокатки тонких листов необходимо обеспечить контроль качества, начиная от выплавки стали и заканчивая отделочными операциями после холодной прокатки.
Основными вопросами является увеличение выхода годного проката, что возможно добиться, при использовании ряда технологических операций: уменьшение продольной и поперечной разнотолщиности и непланшетности листа (коробоватости, серповидности, волнистости), используя системы активного контроля обжатий, системы управления профилем, использование правильной машины, т.д.
Заключение
В процессе выполнения курсовой работы были рассмотрены различное оборудование для холодной прокатки листов. При этом наиболее рациональным для производства листов 0.35×1400 является использование Непрерывного стана 2030.
Выполнены автоматизированные оптимизации технологических режимов обжатий, а так же рассчитаны энергосиловые параметры. По результатам этих расчетов можно сделать вывод, что стан загружен оптимально. Это является следствием правильного выбора режимов обжатий.
Расчет производительности стана показывает, что выбранный режим работы стана обеспечивает заданную производительность 0.8 млн. т/год.
Перечень ссылок
1. «Современное развитие прокатных станов». Целиков А.И., Зюзин В.И. – М.: Металлургия. 1972. – 399 с.
2. «Механическое оборудование прокатных цехов черной и цветной металлургии». Королев А.А. – М.: Металлургия. 1976. – 543 с.
3. Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т.3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. Учебник для вузов/ Целиков А.И., Полухин П.И., Гребенник В.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1988. – 680 с.
4. Булатов С.И. Методы алгоритмизации процессов прокатного производства. - М.: Металлургия, 1979. - 192 с. (Сер. "Автоматизация и металлургия").
5. Василев Я.Д. Производство полосовой и листовой стали: Учебная металлург, вузов и факультетов. - Киев: Вища. шк., 1976. - 191 с.
6. Вишневская Т.А., Либерт В.Ф., Попов Д.И. Повышение эффективности работы листовых станов. - М.: Металлургия, 1981. - 75 с.
7. Диомидов В.В., Литовченко Н.В. Технология прокатного производства: Учеб. пособие для вузов. - М.: Металлургия, 1979. -488 с.
10.Зайцев B.C. Основы технологического проектирования прокатных цехов: Учеб. для вузов. - М.: Металлургия, 1987. - 336 с.
11.Коновалов СВ., Остапенко А.Л., Пономарев В.И. Расчет параметров листовой прокатки: Справочник. - М.: Металлургия, 1986. -429 с.
12.Коновалов СВ. и др. Справочник прокатчика. - М.: Металлургии. 1977. - 311 с.
13.Контролируемая прокатка /В.И.Погоржельский, Д.А. Литвиненко. Ю. И. Матросов, А.В.Иваницкий. - М.: Металлургия, 1979. - 183 с.
15. Королев Л. А. Конструкция и расчёт машин и механизмов прокатных станов: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Металлургия, 1985. - 376 с.
16. Лентопрокатные станы и адъюстажное оборудование: Каталог. -М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1980. - 81 с.
17. Литовченко Н.В. Станы и технология прокатки листовой стали. - М.: Металлургия, 1979. - 271 с.
18. Мазур В.Д., Добронравов А.И., Чернов П.И. Предупреждение дефектов листового проката. - Киев: Техн1ка, 1986. - 141 с.
– Программа для расчёта энергосиловых параметров процесса прокатки
"Программа для расчета режимов обжатий на НСХП
"ТЛКМЦ курсовой
"INPUT "Количество клетей в непрерывной группе стана"; N
"INPUT "a0="; a0: INPUT "a1="; a1: INPUT "a2="; a2: INPUT "a3="; a3
"INPUT "Исходная толщина металла в отоженном состоянии"; Hh0
"INPUT "Исходная толщина металла перед пропуском"; h0
"INPUT "Допустимое значение силы прокатки.....(МН) [P]="; Pd: Pd = Pd * 1000000!
"INPUT "Допустимое значение момента прокатки (кНм) [M]="; Md: Md = Md * 1000000!
"INPUT "Допустимое значение мощности прокатки (МВт) [N]="; Nd: Nd = Nd * 1000000!
OPEN "cold.txt" FOR OUTPUT AS 1
a0 = 240: a1 = 1130.6: a2 = -1138.9: a3 = 555.6
S0 = .1: S1 = .1
PRINT " РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ОБЖАТИЙ НА НЕПРЕРЫВНОМ СТАНЕ Х.ПР."
PRINT "┌──┬────┬─────┬─────┬─────┬────┬──────┬──────┬──────┬─────┐"
PRINT "│i │ H0 │ h0 │ h1 │ e │K2c │ P │ M │ N │ V │ "
PRINT "││ мм │ мм │ мм ││МПа │ МН │ кНм │ МВт │ м/с │ "
PRINT "├──┼────┼─────┼─────┼─────┼────┼──────┼──────┼──────┼─────┤"
PRINT #1, " РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ОБЖАТИЙ НА НЕПРЕРЫВНОМ СТАНЕ Х.ПР."
PRINT #1, "┌──┬────┬─────┬─────┬─────┬────┬──────┬──────┬──────┬─────┐"
PRINT #1, "│i │ H0 │ h0 │ h1 │ e │K2c │ P │ M │ N │ V │ "
PRINT #1, "││ мм │ мм │ мм ││МПа │ МН │ кНм │ МВт │ м/с │ "
PRINT #1, "├──┼────┼─────┼─────┼─────┼────┼──────┼──────┼──────┼─────┤"
IF h1 > h0 THEN INPUT "h0>h1"; asd$
e0 = (Hh0 - h0) / Hh0
x1 = a0 + a1 * e0 + a2 * e0 ^ 2 + a3 * e0 ^ 3
x2 = 2 / 3 * (a1 + 2 * a2 * e0 + 3 * a3 * e0 ^ 2) * e
x3 = 8 / 15 * (1 - e0) ^ 2 * (a2 + 3 * a3 * e0) * e ^ 2
x4 = 16 / 35 * (1 - e0) ^ 3 * a3 * e ^ 3
K2c = 1.15 * (x1 + x2 + x3 + x4)
ksi0 = 1 - S0: ksi1 = 1 - S1
delta = 2 * f * L / dh: IF delta = 2 THEN delta = 2.1
Hn = (ksi0 / ksi1 * h0 ^ (delta - 1) * h1 ^ (delta + 1)) ^ (1 / 2 / delta)
IF Hn = 0 OR h1 = 0 THEN INPUT "h=0"; ads$
y1 = (h0 / Hn) ^ (delta - 2) - 1
y1 = y1 * ksi0 * h0 / (delta - 2)
y2 = (Hn / h1) ^ (delta + 2) - 1
y2 = y2 * ksi1 * h1 / (delta + 2)
nG = (y1 + y2) / dh
x2 = 8 * Pcp * R * 2 * (1 - .3 ^ 2) / 3.14 / 210000!
Lc = SQR(R * dh + x2 ^ 2) + x2
dL = ABS(Lc - L) / L * 100
LOOP UNTIL dL > 5
M = 2 * K2c * (y1 - y2) * R * f / dh * b * L
IF P > Pd OR M > Md OR Nw > Nd THEN h1 = h1 + .001: GOTO 10
PRINT USING "│##│#.##│#.###│#.###│#.###│####│###.##│####.#│##.###│##.##│"; i; Hh0; h0; h1; e; K2c; P / 1000000!; M / 1000000; Nw / 1000000; V
PRINT #1, USING "│##│#.##│#.###│#.###│#.###│####│###.##│####.#│##.###│##.##│"; i; Hh0; h0; h1; e; K2c; P / 1000000!; M / 1000000; Nw / 1000000; V
V = V * h0 / h1: h0 = h1
PRINT "└──┴────┴─────┴─────┴─────┴────┴──────┴──────┴──────┴─────┘"
PRINT #1, "└──┴────┴─────┴─────┴─────┴────┴──────┴──────┴──────┴─────┘"
Прокатный стан представляет собой комплекс оборудования, предназначенного для осуществления пластической деформации металла в валках (собственно прокатки), а также транспортных и вспомогательных операций. В состав прокатных цехов или отделений в общем случае входит оборудование главной линии прокатного стана в составе черновых, промежуточных и чистовых рабочих клетей и передаточных механизмов, а также нагревательные печи, системы для гидросбива окалины, оборудование для транспортировки, резки, термообработки, отделки, правки, смотки, маркировки, упаковки проката и т.д.
Основными задачами прокатного производства являются получение готового проката заданных размеров и формы в требуемом количестве, с минимально возможными затратами, с высоким уровнем физико-механических свойств и качества поверхности.
Сортовые прокатные станы подразделяются на одно - и многониточные.
По расположению валков клети подразделяются на горизонтальные, вертикальные и универсальные, но направлению прокатки - на непрерывные и реверсивные.
В зависимости от параметров выпускаемой продукции сортовые прокатные станы подразделяются следующим образом.
· Среднесортные Круг до?75 мм;
Фасонные профили со стороной до 90 мм
· Мелкосортные Круг до?30 мм;
Фасонные профили со стороной до 40 мм
· Проволочные Катанка?6-10 мм
В современном прокатном производстве повышенные требования к предъявляются получению продукции с требуемыми свойствами, обеспечению компактности, универсальности, экономичности, ремонтопригодности и энергоемкости оборудования.
Наряду с повышением требований к размерной точности проката и качеству его отделки большое внимание уделяется производственной гибкости оборудования, возможности оперативной перенастройки на другой сортамент, сокращению простоев, связанных с ремонтом и обслуживанием.
Существует тенденция литья заготовок с формой и размерами, приближенными к параметрам готовой продукции, что вносит существенные изменения в процесс прокатки: уменьшается число требуемых проходов и прокатных клетей с соответствующим упрощением конструкции, уменьшением габаритов и удельных расходов энергоносителей, однако уменьшение коэффициента вытяжки предъявляет повышенные требования к структуре получаемого проката и обуславливает необходимость в широком применении термической обработки.
Тенденции современного рынка металлопродукции проявляются в уменьшении спектра размеров готового проката и в большем разнообразии марок стали. В любом случае для получения наибольшей производительности необходимо обеспечить минимальную продолжительность процесса переналадки при переходе на прокатку другого типоразмера, профиля или марки стали, а также сократить продолжительность простоев, связанных с обслуживанием оборудования.
Основными видами продукции являются строительная арматура, катанка, проволока, уголки, шестигранники и т.п.
Станы для раскатки полос из черных и цветных металлов методом холодной прокатки
Станы для раскатки полос из черных и цветных металлов методом холодной прокатки представляют собой оборудование для прокатки материала в холодном виде методом холодной деформации. Это означает, что исходный материал перед прокаткой не нагревается в печи.
К данному методу прокатки обращаются в целях получения тонкой полосы или ленты с минимальными значениями по толщине, с ровной блестящей плоскостью, прецизионными размерами по сечению и высокой гомогенностью свойств материала. Во время прокатки холодным способом имеется возможность изменения механических свойств обрабатываемого металла, выбирая необходимые параметры обжатий и температурных воздействий. Прокатка материалов в холодном состоянии методом холодной деформации широко распространена, а холоднокатаная продукция находит сегодня широкое применение почти во всех сферах нашей промышленности.
При получении готового продукта иногда используют полностью полученные при холодной прокатке свойства, как прецизионность размеров полосы толщиной до макс. 0,002 мм, улучшенную в ходе прокатки прочность. Иногда при наклепе толстых полос стремятся к получению улучшенных механических свойств полученной при прокатке полосы. Современные разработки станов холодной прокатки сегодня намного совершеннее, что касается скорости прокатки или повышения способности переносить осевую или радиальную нагрузку у подшипников разного рода опорных и рабочих валков, а также срока их службы. Также появились новые системы измерения и регулирования натяжения прокатываемых полос, создаваемого между клетями, автоматическое регулирование толщины полосы и исключение разнотолщинности.
Вышеназванные разработки можно частично реализовать на уже работающих агрегатах холодной прокатки, вследствие чего будет увеличена продуктивность уже работающих узлов стана без особых финансовых затрат.
Понятие «лента» имеет связь с толщиной полосы, ибо до определенного момента имелись сложности с прокаткой широкой полосы толщиной? 0,2 мм, в этой связи рулоны, которые нужно было прокатать в полосу толщиной? 0,2 мм, нужно было перед прокатыванием подвергнуть роспуску, т.е. продольному делению на несколько полос. После чего продольно разрезанные полосы прокатывались на станах с валками меньшего диаметра и меньшей бочки.
Сегодня при существовании многовалковых прокатных линий, где количество валков может доходить до 20, в продольном роспуске рулона нет смысла, потому что на многовалковом агрегате есть возможность прокатки более тонких и более широких полос. Надо думать, что в ближайшем будущем прокатке будут подлежать полосы шириной мин. 1000 мм и толщиной 0,05 мм. И только после этого полоса пойдет на роспуск, где будет продольно делиться на полоски нужной ширины. Однако совсем тонкие полосы, специальные сплавы и материалы будут подлежать прокатке на узкополосных станах.
В связи с производством чрезмерно тонких полос сильно ужесточились требования к постоянству их толщины, т.е. к её равномерности. Понятие профиля полосы взаимосвязано с понятием о разнотолщинности, где имеется в виду в среднем разница между толщиной полосы в её центре и толщиной в пределах определенного удаления от края полосы или её кромки.
Подразумевается, что профиль холоднокатаной полосы зависит от плоскостности исходного подката с линии горячей прокатки. Например, выпуклый профиль холоднокатаного продукта почти полностью повторяет профиль исходного материала с горячекатаного производства.
Температурные воздействия на полосу, скорость процесса деформации, постоянный зазор в очаге деформации и параметр натяжения полосы соответственным образом воздействуют на разнотолщинность металла по всей длине полосы. Этим воздействие на разнотолщинность не ограничивается, так как при этом немаловажна прецизионность шлифовки бочки опорных валков. От конструктивного исполнения опорного узла и конфигурации цапфы валка (в виде цилиндра или конуса) зависит, какой метод контроля предпочитают при определении точности размеров, достигаемых при шлифовании.
Есть ряд других факторов воздействия на различия в толщине металла по всей длине полосы. Очевидно, что колебания толщины материала могут быть вызваны также изменением скорости при прокатке. А этого избежать просто невозможно, особенно при процессах торможения или разгона агрегата.
Создаваемый между валками и прокатываемым материалом коэффициент трения изменяется, вызывая тем самым колебания толщины. Постоянность в режиме прокатки в большой степени способствует стабильности показаний толщины полосы. Рулоны должны подаваться на стан с минимальными перерывами. Тогда создается почти непрерывный процесс прокатки, что влечет установление необходимого температурного режима, влияющего на профиль валков. Значительные перерывы между рулонами способствуют нарушению установившихся режимов, требуется их корректировка, и параметры готовой полосы оставляют желать лучшего. Разнотолщинность холоднокатаного проката может быть вызвана плохим качеством опорных валков на стане. При шлифовке бочек валков необходимо соблюдение точности шлифовки, что также ведет к сведению параметров разнотолщинности к минимуму. Биение валков в клети также может способствовать присутствию разнотолщинности по всей длине полосы.
Толщина прокатываемого материала и точность прокатки допускают определенную эксцентричность валков и их биение.
К разнотолщинности ведут также невидимые дефекты валков, скрытые внутри. Вследствие этого валок может достаточно сильно прогибаться под большой нагрузкой. На наличие внутренних дефектов валок проверяется ультразвуком дефектоскопа.
Создание достаточной жесткости в клети также способствует уменьшению разнотолщинности холоднокатаного проката. Жесткость можно увеличить, создав предварительное напряжение в клети, оснащая клеть большим количеством валков, валков из твердых материалов и сплавов с маленьким диаметром.
С целью уменьшения разнотолщинности прокатываемого материала станы холодной прокатки оснащают регуляторами толщины, работающими в режиме автоматики, что впоследствии корректирует и профиль полосы. Оказывается воздействие на ГНУ, на изгиб и отрицательный изгиб валков, натяжение полосы, на способы охлаждения валков и скорость прокатки.
Состав оборудования прокатного производства и метод процесса прокатки определяют тип стана.
Это или нереверсивный, или, наоборот, реверсивный, или непрерывный агрегат прокатки.
К нереверсивному стану можно отнести стан с одной клетью (одноклетьевой), схематично представленный на рис.1. Направление вращения валков не меняется. Прокатываемая полоса подается всегда со стороны моталки, и на выходе всегда транспортируется от разматывателя. Такое оборудование используют для прокатки листового материала или полосы в рулонах, когда прокатка может осуществляться в один проход. Это характерно для прокатки алюминиевой фольги или для прокатки на дрессировочном стане (рис.2).
К реверсивному стану можно отнести также стан с одной клетью (одноклетьевой), схематично представленный на рис.3. Направление вращения валков меняется. Полоса прокатывается сначала в одном направлении, затем в другом, делая при этом несколько проходов, которые определяют получение конечных параметров готового проката.
К непрерывному стану относится стан с множеством клетей (многоклетьевой), схематично представленный на рис.4. Клети на стане следуют друг за другом, процесс прокатки идет непрерывно, сразу по всем клетях. Производство холодного проката может состоять из 6 клетей (для жести и тонких полос) или может иметь до 20 клетей при прокатке мелкосортного проката специальных сталей. Направление вращения валков не меняется. Прокатываемая полоса подается всегда со стороны моталки, и на выходе всегда транспортируется от разматывателя.
Сегодня все холодные станы непрерывной прокатки оснащены регуляторами процесса прокатки, работающими в режиме автоматики и позволяющими вести процесс непрерывно, без останова агрегата. В момент удаления готового рулона на выходе на входе идет заправка следующего рулона (рис. 5).
Входная часть таких станов оснащена группой разматывателей, состоящей из 2-х разматывающих устройств, правильно-растяжной машиной 2, ножницами 3, сварочной машиной 4, петлевыми накопителями 5, необходимыми агрегату в момент выполнения сварного шва при замедленной скорости, натяжными S-роликами 6. На выходе непрерывного стана 7 стоят летучие ножницы 8 и две моталки 9.
При достижении рулонов заданной длины летучие ножницы, работающие по принципу гильотины, отрезают полосу, и конец рулона следует на вторую моталку. При работе ножниц скорость прокатки составляет 5 м/сек.
Сегодня большого внимания заслуживают комбинированные линии, состоящие из линии травления и стана холодной прокатки.
Линия травления имеет скорость, согласованную с высокой скоростью обработки материала на линии холодной прокатки. На линии траления и на стане работает качественная система отсоса паров кислоты и эмульсии, что щадящим образом сказывается на оборудовании обеих линий. Накопитель полосы может быть вертикальным, что уменьшает длину комбинированной линии в целом.
Комбинированные линии имеют свои преимущества:
- · сокращение общего состава оборудования;
- · один склад рулонов;
- · сокращение численности персонала.
Конструкция прокатных станов
Рабочие клети лентопрокатного стана.
Требования к холоднокатаной полосе постоянно ужесточаются. Это относится и к прецизионным параметрам толщины, планшетности полосы и чистоте её поверхности. Эти требования составляют основу конструктивного исполнения оборудования прокатных клетей, входа и выхода стана и другого побочного оборудования.
Конструктивные изменения касаются прокатных клетей стана. Для создания предварительного напряжения в клети используются более высокие усилия прокатки, нажимные устройства стали гидравлическими, ПЖТ стали более совершенными и т.д. Система изгиба и противоизгиба рабочих и опорных валков улучшает показатели планшетности полосы и увеличивает срок службы валка между перешлифовками.
В помощь контролю планшетности полосы на прокатных агрегатах устанавливают измерители натяжения, измеряющие натяжение полосы в пределах её ширины. Система ГНУ плюс система изгиба и противоизгиба рабочих и опорных валков, осевая сдвижка также способствуют достижению точности в показателях толщины ленты или полосы.
Двухвалковые станы
Прокатная клеть оснащается определенным количеством валков, которое впоследствии определяет название прокатного агрегата. Для прокатки сортового профильного материала, узких полос и лент, для расплющивания проволоки, для процессов дрессировки подходят двухвалковые клети. Технология этих процессов требует определенного конструктивного оснащения клети с двумя валками. Нагрузка, которая приходится на валки, и скорость процесса прокатки определяют выбор подшипников для оснащения клети: качения, скольжения, роликоподшипников и т.д. Они постоянно конструктивно изменяются, чтобы дольше служить и сократить тепловые потери при трении.
Двухвалковые станы могут быть нереверсивными, реверсивными, непрерывными. На непрерывных двухвалковых станах прокатывают фольгу и расплющивают проволоку. Пример подобного стана изображен на рис. 6. Состав оборудования довольно прост: разматывающее устройство, клеть для прокатки материала и моталка.
Клеть для прокатки материала отображена на рис. 7. Клеть устанавливается на основании 3. Подушки валков, нижние указаны под поз. 5 и верхние под поз. 4, фиксируются вместе с валками таким образом, что подушки со стороны обслуживания зафиксированы по оси основания. С помощью планок, которые, как правило, фиксируются болтами на станине, расположенной справа. На подушках валков имеются выемки, в которые устанавливаются планки. Такая конструкция прочно фиксирует подушку, предотвращая, таким образом, её смещение по оси и придавая клети в целом дополнительную жесткость.
Подушка, как единое целое, смонтированная вместе с подшипниками, дистанционной втулкой, крышкой подшипника, гидравлическим зажимным кольцом, натягивается на цапфу валка. Со стороны привода подушки называются плавающими, так они не остаются незафиксированными. Процедура перевалки валков тем самым осуществляется быстрее, так как демонтаж планок и крепежных элементов приходится делать только со стороны обслуживания. В процессе прокатки, особенно на большой скорости, происходит увеличение температурного баланса, вследствие чего валок удлиняется, и крепление его с двух сторон могло бы приводить к заклиниванию валка. Такая ситуация, в свою очередь, могла бы привести к перегрузке подшипников. Подушки нижних валков устанавливаются не непосредственно на станине, а на прокладки с каленой поверхностью 6. Нижняя часть подушки опирается на плоскость прокладки, и при изгибе валка происходит самоустановка подшипника в подушке.
Полоса заходит в клеть по проводковому столу 7. Стол оснащен боковыми направляющими, установленными на ролики 9. Направляющие могут настраиваться в зависимости от ширины полосы или ленты, на более узкую или более широкую ленту. При транспортировке полоса касается не самих направляющих, а роликов, что предотвращает износ направляющих вследствие постоянного контакта с полосой. На проводковом столе закреплено прижимное устройство 10, которое фиксирует полосу или ленту между промасленными прокладками из фетра и из дерева. Происходит чистка полосы. Перед перевалкой валков винт 11 отвинчивается, и проводковый стол свободно выдвигается за пределы проема станины, чтобы не затруднять демонтаж валка и подушки из станины.
Чтобы на прокатываемый материал не попадала грязь, валки очищает брусок, или шабер 12, который прижат к валку, собирая с него грязь.
Из клети полоса транспортируется к выходу агрегата, попадая сначала на приемочный стол 13, и при поддерживании прижимным роликом 14 направляется к моталке агрегата. Чтобы приподнять валки, готовясь к перевалке, используют винтовой механизм 2.
Нажимные устройства любого прокатного агрегата служат для прецизионного регулирования толщины прокатываемого материала. Они могут быть электрическими или гидравлическими. Так как гидронажимы двухвалковых и четырехвалковых прокатных агрегатов конструктивно выполняются почти одинаково, мы коснемся описания их при ознакомлении с четырёхвалковой клетью.
Все одинаковые для 2-х и 4-хвалковых клетей участки оборудования мы рассмотрим при описании 4-хвалкового стана.
Четырехвалковые станы
На сегодня четырехвалковые станы представляют собой наиболее распространенное прокатное оборудование для производства холоднокатаного материал. В клети 4-хвалкового стана расположены 4 валка: два рабочих и два опорных. Процесс прокатки идет между рабочими валками, а опорные усиливают жесткость в клети, чему способствуют разные виды установки рабочих валков. Обычно опорные валки большего диаметра, чем рабочие. Благодаря этому устраняется прогиб рабочих валков. На четырехвалковых агрегатах обычно только рабочие валки являются приводными.
Чтобы рабочий валок при нереверсивном режиме прокатки прижимался к опорному, что избавляет рабочий валок от прогиба, рабочие валки располагают немного впереди опорных. Валки могут располагаться и без осевого смещения, но тогда опорные имеют двустороннее расположение. Как можно расположить валки в клети, можно увидеть на рис. 8.
По выбору, в зависимости от технологии, те и другие валки на четырехвалковом прокатном агрегате могут быть управляемыми. Лучше делать опорные валки приводными, нежели рабочие. Если соотношение длины валка и диаметра > 5: 1, то выбираются опорные валки в качестве приводных. На таких клетях прокатывают тонкий материал, где содержание С или Si высокое, нержавейку, т.е. где необходимо создать большое усилие прокатки. Стан, на котором приводные валки опорные, мы видим на рис.9. В его клетях прокатывают тонкий материал с высоким содержанием С или Si, нержавейку, сплавы высокого легирования, а толщина прокатываемой полосы может быть до 0,2 мм.
В процессе прокатки более мягкого материала с приводными опорными валками можно достичь более высокого обжатия.
Станина прокатной клети несет основные нагрузки, присутствующие во время прокатки. Станины изготавливаются из стального литья. Фундаментные плиты под станины делаются из стали. Специальные стяжные механизмы соединяют станины и придают им дополнительную жесткость. В проемы станин устанавливают опорные валки.
К станинам крепятся вставки, благодаря которым устанавливается позиция подушек рабочих валков и ГНУ. Валки при каждой шлифовке теряют в диаметре. Поэтому внизу, под подушками опорных валков, расположены механизмы, которые регулируют позицию валка с новым диаметром после шлифовки относительно линии прокатки.
Верхние подушки опорных валков оснащаются измерителями усилия прокатки. ГНУ регулируют зазор между рабочими валками в очаге деформации.
Подшипники прокатных валков выдерживают очень большие нагрузки. Они располагаются в огромных подушках, которые устанавливаются в проём станины. В подушках опорных валков находятся подшипники жидкостного трения (ПЖТ). Подушки рабочих валков работают на роликоподшипниках (цилиндрических).
В зависимости от нагрузки на опорные валки и скорости процесса прокатки для опорных валков подбирают подшипники. На высокопроизводительных станах прокатки рулонного материала с высокой скоростью процесса (10--15 м/с) подшипники качения прослужат недолго. Поэтому увеличивают диаметры опорных валков, чтобы использовать стандартные роликоподшипники или ПЖТ. ПЖТ более предпочтительны:
- · они небольшого размера,
- · диаметр цапфы можно увеличить до 0,75 диаметра опорного валка,
- · не требуют тщательного обслуживания, как роликоподшипники.
Шестивалковые станы
На рис. 10 показана схема расположения валков шестивалкового стана с фрикционным приводом валков типа НС. Приводными в этом стане являются промежуточные валки. Концы промежуточных валков имеют конусную шлифовку: один валок имеет конус со стороны приводы, другой - со стороны оператора.
Промежуточные валки имеют возможность смещения по оси относительно кромок полосы, что способствует улучшению планшетности полосы. Промежуточные валки вращаются в разных направлениях. При высокой скорости прокатки коэффициент трения становится ниже. Поперечная разнотолщинность ленты или полосы со стана типа НС также значительно меньше, чем на четырехвалковых клетях.
прокатные станы
На рис. 11а находятся позиции валков в шестивалковой клети. Преимущество шестивалковых станов перед четырехвалковыми в том, что положение рабочих валков более фиксированное. Так как подушки в большинстве случаев скользящие, то и перевалка рабочих валков протекает с наименьшими затратами по времени.
Недостатки:
- · количество валков в клети (опорных, рабочих, промежуточных) делает их осмотр менее доступным, что лишает возможности тщательно провести визуальный осмотр их поверхности;
- · разница в диаметре опорного валка и рабочего составляет соотношение 2,5:1;
- · чем больше опорных валков в клети, тем сложнее обслуживать клеть, ибо опорные валки должны быть параллельны для нормального режима работы прокатного агрегата;
- · устройства для установки валков перемещает в шестивалковых станах четыре нажимных винта
Чтобы винты установить правильно, имеются клиновые устройства, которые и служат для их установки и установки подушек. Это обеспечивает достижение необходимой параллельности между опорными валками, расположенными сверху и снизу.
При установке валков очень важна высокая прецизионность, ибо она обеспечивает технологически нормальный режима работы стана. Появление осевых усилий дает сбои в функционировании основных узлов прокатного агрегата. Управляющими в шестивалковой клети являются рабочие валки.
Рис. 11.б показывает нам одну из возможных конструкций опорных валков: исполнение может быть сплошными или наборными. В данном случае в качестве опорных валков на ось насажены отдельные ролики (4 - 8 штук) с опорами.
Многовалковые станы
Многовалковые прокатные агрегаты получают в последнее время более широкое распространение, что связано с изменением спроса на рынке металлопродукции. Увеличился спрос на тонкую высокоуглеродистую ленту и ленту из нержавейки и специальных сталей. На обычных станах эти заказы выполнить не так просто: требуется большое количество проходов и промежуточных термообработок.
Благодаря использованию большого количества валков малого диаметра получена возможность прокатки ленты или полосы с минимальной толщиной.
С инвестициями в многовалковые станы связано много преимуществ:
- · уменьшение весовой характеристики прокатного оборудования;
- · экономия металла;
- · удешевление стоимости оборудования;
- · цеховые краны меньшей грузоподъёмности, обслуживающие многовалковые станы;
- · уменьшение при сооружении цеха высоты самого здания;
- · значительное снижение инвестиций, вложенных при сооружении цеха под производство холодного проката в целом.
И основное преимущество многовалковых станов состоит в получении высококачественной полосы или ленты, так как на материале практически отсутствует или присутствует в малой степени поперечная разнотолщинность.
Эти клети могут быть как нереверсивными, т.е. валки постоянно вращаются в одном направлении, так и реверсивными. Здесь приводными являются два рабочих валка с небольшим диаметром, все остальные валки с большим диаметром служат в качестве опорных и являются в процессе прокатки холостыми. Прокатываемые на таких станах ленты или полосы имеют довольно большую длину и сматываются в бунты или рулоны.
Для уменьшения допуска по толщине и улучшения параметров плоскостности поверхности в клети применяют различные устройства с целью регулирования профиля валков:
- · путем нагрева бочки валков;
- · противоизгиба рабочих и опорных валков;
- · подачи смазки по всей ширине прокатываемого материала в сам очаг деформации;
- · дифференцированной подачи эмульсии.
Толщина кромки полосы всегда отличается от толщины полосы в середине. На станах дуо или кварто, где используются валки большого диаметра, и оборудование создает повышенную жесткость в клети, более легко соблюдают строгие допуски по толщине продукта.
На многовалковых же станах, например, прокатывают ленту или полосу шириной 1220 мм при толщине 0,125 мм с допуском на толщину ±3%. При этом длина полосы в рулоне или ленты в бунте составляет около или более 10 000 м.
Однако многовалковые станы, в особенности, где количество валков достигает 20 и больше, имеют ряд недостатков в сравнении со станами дуо или кварто, на которых применяются валки большего диаметра. Недостатки эти состоят в следующем:
- · низкие показатели усилия прокатки в очаге деформации;
- · ограниченная скорость прокатки и связанная с этим низкая производительность;
- · высокая температура при прокатке и сложность отвода тепла из клети;
- · повышенная сложность в эксплуатации стана;
- · сложная настройка;
- · требуется прецизионность при подготовке валков, в частности, при их шлифовке;
- · большие затраты по электроэнергии, связанные с работой приводных систем.
Однако выбор типа прокатного агрегата и его дальнейшее проектирование зависит напрямую от потребностей и спроса рынка и удовлетворения запросов покупателей.
На станах холодной прокатки изготавливают трубы диаметром от 4 до 450 мм
с толщиной стенки от нескольких десятых долей миллиметра до 30 мм и более.
В зависимости от используемой схемы прокатки различают две группы станов: продольной и поперечной прокатки. Наибольшее распространение в промышленности получили станы продольной прокатки как более производительные и эффективные в массовом производстве. Станы поперечной прокатки используют в специальных целях для изготовления небольших партий прецизионных труб и тонкостенных труб большого диаметра. Станы продольной прокатки труб подразделяют на валковые и роликовые. Валковые станы получили название станов ХПТ, роликовые - ХПТР. Станы поперечной прокатки труб называют станами ППТ.
По температурному режиму различают два способа прокатки: первый - с охлаждением зоны деформации - холодная прокатка; второй - с подогревом заготовки до 300...450 °С перед зоной деформации - теплая прокатка.
Процесс прокатки на станах ХПТ имеет периодический характер, так как труба прокатывается отдельными участками по ее длине при возвратно- поступательном движении клети.
Станы холодной прокатки принято классифицировать следующим образом: по характеру движения инструмента (валков) - станы с неподвижными осями валков (ХПТС, НХПТ); с вращающимися осями валков (ХПТВ и планетарные); с поступательным движением осей валков (ХПТ);
по числу одновременно прокатываемых труб - одно-, двух- и трехниточные; по длине рабочего конуса прокатываемых труб - короткоходовые, длинно- ходовые (с углом поворота калибра вокруг собственной оси свыше 180°);
по температурным условиям процесса - станы холодной и теплой прокатки (с индукционным нагревом заготовки);
по типу прокатываемых труб - для труб постоянного и переменного сечения (в обозначении типа стана с добавкой индекса П: например, ХПТ 120 П);
по типу загрузки - станы с торцевой и боковой загрузкой. Кроме того, станы ХПТ различают по исполнению основных механизмов: главного привода, рабочих клетей и распределительно-подающих устройств;
по типу приводного устройства клети - без уравновешивания, с уравновешиванием на рабочей клети, с уравновешиванием на кривошипном валу, с уравновешиванием на валу двигателя;
по типу уравновешивающего устройства - пневматическое, грузовое с возвратно поступательным движением противовеса, грузовое с качающимся дисбалансом, с вращающимися противовесами;
по типу рабочей клети - двухвалковые с подвижной клетью, четырехвапковые с подвижной клетью, с подвижной валковой кассетой и силовыми направляющими, со стационарной (неподвижной) клетью;
по механизму подачи и поворота заготовки - рычажного типа, редукторного типа с муфтами свободного хода, редукторного типа с дифференциальной передачей, зубчатого типа с мальтийским механизмом; дифференциального типа с периодическим торможением эпицикла и водила, с планетарно-гипоциклоидным преобразователем, с упругими элементами, со стационарным патроном;
по способу работы патронов заготовки - с периодическим возвратом (на всю длину), непрерывного циклического действия (с трастовым механизмом и механизмами со стационарным патроном), с совмещенным возвратом (два патрона работают с перехватом);
по расположению главного пульта - правые (справа от стана по ходу прокатки), левые.
В нашей стране станы ХПТ изготовляет АО ЭЗТМ. В конце 50-х годов. был разработан роликовый способ холодной прокатки труб, на основе которого были созданы станы холодной прокатки роликами (ХПТР) для прокатки прецизионных труб.
За рубежом крупнейшим производителем станов ХПТ является фирма "Mannesmann", которая выпустила более 300 одно-, двух- и трехниточных станов (табл. 2.9).
Станы для холодной прокатки труб предназначены для производства труб весьма широкого сортамента с особо точными геометрическими размерами.
Представляет интерес и четырехклетевой стан 400 холодной прокатки листа и ленты, установленный на Магнитогорском калибровочном заводе.
Подкатом для непрерывных станов холодной прокатки являются горячекатаные травленые рулоны со смазанной поверхностью.
Поскольку станы холодной прокатки предназначены для передела сортамента листовой стали, получаемой на станах горячей прокатки , то и длины бочек валков на них аналогичны.
Обычно эти станы устанавливают вслед за многоклетевыми станами холодной прокатки и являются как бы их продолжением...
Вполне возможно, что новые тонколистовые станы холодной прокатки будут устанавливаться с аналогичным расположением клетей на фундаменте.
Для примера рассмотрим трехклетевой стан 1450 холодной прокатки листа Магнитогорского металлургического комбината.
Производительность станов холодной прокатки . … Станы холодной прокатки листов работают также по непрерывному графику.
Упругая деформация станины в вертикальном направлении на современных станах холодной прокатки составляет 0,3-0,5 мм...
Трехклетевые станы холодной прокатки получили свое развитие на основе исследований о возможностях использования пластических свойств металла при холодной прокатке .
Станы для прокатки станы станы холодной прокатки листов.
Станы для прокатки толстолистовой стали. Все одноклетевые станы работают по принципу реверсивности. … Двуклетевые станы холодной прокатки листов.
В конце 50-х годов появились станы для прокатки балок крупного сечения. … В 80-х годах прошлого века были построены первые станы для; холодной прокатки листа.
Народное хозяйство страны в основном потребляет металл в виде готового... на станах холодной прокатки 40-50 м/с, на проволочных станах 60 м/с и более...
Непрерывные станы применяют как заготовочные, листовые (горячей и холодной прокатки ), сортовые и проволочные.
Различают горячую и холодную прокатку . … Для цехов горячей прокатки характерно наличие блюминга, слябинга или заготовочного стана .
Общее обжатие на современных станах холодной прокатки составляет 70-90%, что способствует повышению механических свойств и обеспечивает лучшее качество поверхности...
Трехклетевые станы холодной прокатки листов. Трёхклетевой стан 1450 холодной прокатки листа Магнитогорского металлургического комбината.
Современные непрерывные станы горячей прокатки позволяют получать листы высокого качества, предназначенные для холодной прокатки ...
При этом увеличивается масса рулона, что значительно повышает производительность станов холодной прокатки .
