Технология прокатки сортового металла

Размещено на http://allbest.ru

Содержание

Введение

1. Прокатка

2. Инструмент и оборудование для прокатки

3. Производство сортового проката

4. Причины брака и способы его устранения

5. Виды прокатки

Литература



Введение

Производство металла имеет большое значение для развития народного хозяйства и роста благосостояния людей. От успешного развития металлургии в значительной мере зависит обеспечение металлом машиностроения, машиностроительства, транспорта, сельского хозяйства и других областей народного хозяйства. Технологический процесс получения готового проката является завершающей стадией металлургического производства. Через прокатные цеха проходит почти вся сталь, выплавляемая в сталеплавильных цехах, поэтому наряду с увеличением производства проката существует проблема повышения эффективности прокатного производства и качества готового продукта. Особенностью развития прокатного производства является переход к непрерывным процессам прокатки. Это позволяет существенно увеличить производительность прокатных станов и качество их продукции. Обеспечение непрерывной схемы прокатки требует существенного повышения уровня автоматизации технологических процессов и обеспечения оптимальности управления. Управление технологическим процессом, проблема выбора оптимальной технологии связаны с выбором критерия оценки качества. Задачу выбора таких критериев можно определить как задачу определения качества технологического процесса. Актуальность темы реферата состоит в том, что с увеличением производства проката существует проблема повышения эффективности прокатного производства и качества готового продукта. Таким образом, процесс прокатки является. Целью данной работы является изучение и обобщение теоретической литературы по данной теме.

прокатка металл сортамент брак



1. Прокатка

Прокатка - вид обработки металлов давлением, при котором металл пластически деформируется между вращающимися валками. При этом силы трения Р_тр. между валками и заготовкой втягивают ее в межвалковый зазор, а нормальные силы, перпендикулярные к поверхности валков, производят деформирование заготовки (рис. 1).

Рис. 1. Схема действия сил в момент захвата металла валками

В процессе прокатки уменьшается толщина заготовки при одновременном увеличении ее длины и ширины. Отношение полученной длины l к первоначальной длине l₀ (равное отношению исходной площади поперечного сечения F₀ к полученной площади F) называется коэффициентом вытяжки :

= l / l₀ = F₀ / F.

Абсолютное обжатие равно разности толщин заготовки до (Н) и после (h) прокатки: Н - h. Относительное обжатие в процентах определяется:

e = (Н - h)/Н· 100 %.



Рис. 2. Схемы прокатки: 1 - валки; 2 - заготовка; 3 - оправка

Эти величины (m, e) являются основными количественными характеристиками деформации при прокатке. Коэффициент вытяжки при прокатке обычно составляет 1,1-2,0 за проход. Выделяют три основные вида прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую (косую).

При продольной прокатке (рис. 2, а) заготовка 2 деформируется между двумя валками 1, вращающимися в разные стороны, и перемещается перпендикулярно осям валков.

При поперечной прокатке (рис.2, б) валки 1, вращаясь в одном направлении, придают вращение заготовке 2, которая, перемещаясь вдоль оси валков, деформируется.

При поперечно-винтовой прокатке (рис. 2, в) валки 1 расположены под углом и сообщают заготовке 2 при деформировании вращательное и поступательное движения. Валки вращаются в одну сторону.

Продукция прокатного производства.

Форма поперечного сечения прокатанного изделия называется профилем. Совокупность различных профилей разных размеров называется сортаментом. Сортамент разделяют на 4 основные группы: сортовой прокат, листовой, трубы и специальные виды проката.

Профили сортового проката (рис. 3, а) подразделяют на группы:

- простой геометрической формы (квадрат, круг, шестигранник, прямоугольник и т. д.);

- сложной, фасонной формы (швеллеры, двутавровые балки, рельсы, уголки и т. д.).

Рис. 3. Профили сортового проката (а) и примеры периодического проката (б)

Листовой прокат делится на толстолистовой - с толщиной листа 4-160 мм (броневые плиты имеют толщину до 550 мм) и тонколистовой - с толщиной 0,2- 4 мм. Листы с толщиной меньше 0,2 мм называют фольгой.

По назначению листовую сталь делят на электротехническую, судостроительную, котельную, автотракторную, броневую, жесть для консервов и т. д. Трубы стальные разделяют на бесшовные, диаметром 30-650 мм, и сварные, диаметром 10-1420 мм. По назначению: общего назначения, котельные, паро- и газопроводные, бурильные, крекинговые и т.д. Примерами специальных видов проката являются железнодорожные колеса, зубчатые колеса, шарики и ролики для подшипников, кольца, различные периодические профили (рис. 3, б) - заготовки, форма и площадь поперечного сечения которых периодически изменяются вдоль оси.

Периодический прокат широко используется в качестве фасонной заготовки для штамповки, а также в виде заготовок под окончательную.



2. Инструмент и оборудование для прокатки

Инструментом прокатки являются валки, которые в зависимости от прокатываемого профиля могут быть гладкими (рис. 4, а) - для прокатки листов, лент и т. п., ступенчатыми - для прокатки полосовой стали, ручьевыми (рис. 4, б) - для получения сортового проката.

Рис. 4. Инструмент и оборудование прокатки: а - гладкий валок; б - ручьевой валок; в - открытый и закрытый калибры; г - схема прокатного стана

Ручьем называют вырез на боковой поверхности валка, а совокупность двух ручьев пары валков образует калибр. Калибры различают открытые и закрытые (рис. 4, в). У открытых калибровлиния разъема валков находится в пределах калибра, а у закрытых - вне его пределов. На каждой паре ручьевых валков обычно размещают несколько калибров. Разработку системы последовательных калибров, необходимых для получения того или иного профиля, называют калибровкой. Чем больше разница в размерах поперечных сечений исходной заготовки и конечного изделия и чем сложнее профиль последнего, тем большее количество калибров требуется для его получения. Так, для получения рельсов используют систему из 9 калибров, балок - из 9-13, для получения проволоки - из 15-19.

Валки состоят из бочки 1 (рабочая часть валка), шеек 2 (цапф) и трефы 3. Шейки валков вращаются в подшипниках, устанавливаемых в стойках станины. В станине имеются механизмы для изменения расстояния между валками и взаимного расположения их осей.

Комплект валков вместе со станиной называется рабочей клетью 4 (рис. 4, г). Валки получают вращение от двигателя 8 через понижающий редуктор 7, передающий вращательное движение через шестеренную клеть 6 и шпиндели 5. Совокупность привода, шестеренной клети, одной или нескольких рабочих клетей образует прокатный стан.

Методом поперечной прокатки получают, например, зубчатые колеса и звездочки цепных передач на специальных станках с зубчатыми валками.

Поперечно-винтовая (косая) прокатка широко применяется при производстве бесшовных труб из сплошной заготовки (рис. 5, б). Валки 1 вращаются в одном направлении, а оси их расположены под некоторым углом, поэтому заготовка 2 при обработке не только вращается (vy), но также и перемещается вдоль своей оси(vx). Для получения правильной формы и гладкой поверхности отверстия трубы (гильзы) в зоне образования отверстия устанавливается оправка 3. Полученные на прошивном стане гильзы раскатываются на трубопрокатных станах. Метод поперечно-винтовой прокатки применяют также для производства шаров, осей и других изделий с использованием специально калиброванных валков. Сталь для горячей прокатки нагревают до температуры выше линии 68К (см. рис. 5); медь, алюминий и их сплавы также прокатывают в горячем состоянии. Из горячекатаной заготовки (лист толщиной 1,25 мм) холодной прокаткой получают тонкие изделия (до 0,1 мм и меньше), ленты для пружин, листы, фольгу и прочее.

Прокатные станы различают по назначению, количеству валков в клети, количеству клетей и схеме их расположения.

По назначению прокатные станы делятся на обжимные (блюминги и слябинги), заготовочные, сортовые, листовые и специальные. Вначале слиток прокатывают на обжимном стане, затем на заготовочном и, наконец, на сортовом, листовом или специальном.

По числу и расположению валков в рабочих клетях станы классифицируют на дуо-станы, трио-станы, кварто-станы, многовалковые и универсальные.

Рис. 5. Варианты расположения валков в рабочей клети

Стан дуо имеет два валка (рис. 5, а), которые имеют либо постоянное направление вращения (нереверсивные станы), либо направление вращения, которое можно менять и таким образом пропускать обрабатываемый металл в обе стороны (реверсивные станы).

Стан кварто (рис. 5, б) имеет два рабочих и два опорных валка, расположенных один над другим. Приводными являются рабочие валки. Многовалковые станы: 12-валковые (рис. 5, в) и 20-валковые имеют также только 2 рабочих валка, а все остальные - опорные. Рабочие валки приводятся через промежуточные опорные валки. Использование опорных валков позволяет применять рабочие валки малого диаметра, благодаря чему увеличивается вытяжка и снижается давление металла на валки.

Универсальные станы имеют не только горизонтальные, но еще и вертикальные валки (рис. 5, г).

По расположению рабочих клетей различают станы одноклетьевые и многоклетьевые с линейным или последовательным расположением клетей. У линейных станов клети расположены в одну или несколько линий (рис. 6, а); в каждой линии валки связаны между собой и вращаются с одной скоростью. Последовательное расположение клетей в непрерывных станах (рис. 6, б) позволяет значительно повысить производительность прокатки.

Рис. 6. Схемы расположения рабочих клетей станов:1 - рабочие клети; 2 - шестеренные клети; 3 - двигатели

Привод рабочих клетей непрерывных станов может быть групповым - от одного двигателя, или индивидуальным - каждая клеть имеет свой двигатель. В обоих случаях скорость прокатки в каждой последующей клети выше скорости в предыдущей. В непрерывных станах металл движется прямолинейно и деформируется одновременно в нескольких клетях.

По назначению прокатные станы разделяют на станы производства полупродукта и станы для выпуска готового проката. К первой группе относятся обжимные и заготовочные станы. Станы готового проката характеризуются видом выпускаемой продукции: рельсобалочные, сортовые, листовые, трубопрокатные, проволочные и станы для специальных видов проката.

Обжимные станы (блюминги и слябинги) предназначены для прокатки слитков (до 60 т) в крупные заготовки (блюмы и слябы). Блюм - заготовка квадратного сечения с размерами от 450 до 150 мм, после блюминга ее прокатывают на сортовых станах. Сляб имеет прямоугольное сечение толщиной 65-300 мм и шириной 600-1600 мм и представляет собой заготовку для листа. Заготовочные станы предназначены для получения полупродукта более мелкого сечения из блюмов, слябов или слитков небольшой массы.

3. Производство сортового проката

Исходные заготовки для сортовых станов - блюмы - последовательно пропускают через ряд калибров. В зависимости от стадии процесса прокатки различают калибры обжимные (уменьшающие сечение заготовки), черновые (приближающие сечение заготовки к заданному профилю) и чистовые (дающие окончательный профиль). В качестве примера на рис. 7 показана система из 9 калибров для получения рельсов. После прокатки прутки разрезают на мерные заготовки и правят в холодном состоянии.

Рис. 7. Схема калибров при прокатке рельсов



Производство листового проката.

Исходную заготовку - сляб - прокатывают (после второго нагрева) в толстый лист большей частью на станах с двумя рабочими клетями (черновой и чистовой), расположенными друг за другом. Перед черновой клетью сбивают окалину. Чистовая клеть кварто имеет рабочие валки меньшего диаметра, чем черновая. После прокатки листы правят и обрезают на заданные размеры.

Тонкие листы прокатывают в горячем и холодном состояниях. Горячую прокатку ведут на непрерывных многоклетьевых станах, имеющих 2 группы клетей (черновую и чистовую). Перед каждой группой в окалиноломателях очищают листы от окалины. Выходящий из чистовых клетей лист сматывается в рулон. Далее листы в рулонах передаются на отделочные операции (правку, разрезку и др.) или на дальнейшую холодную прокатку. С уменьшением толщины листов до определенной величины горячая прокатка сопровождается быстрым остыванием металла, растет сопротивление деформации и увеличиваются отходы металла в окалину из-за неизбежных частых подогревов. Поэтому листы тоньше 2 мм в горячем состоянии прокатывать сложно, и такие листы, как правило, получают холодной прокаткой, которая обеспечивает лучшее качество их поверхности и большую точность по толщине. Холоднокатаный лист катают из горячекатаного. Предварительно горячекатаный лист очищают от окалины травлением в кислотах и промывают. Прокатывают на непрерывных станах кварто и на многовалковых станах с применением смазки. Для снятия наклепа проводят промежуточный отжиг в печах с защитной атмосферой, после чего направляют на дальнейшую прокатку или на дрессировку (холодная прокатка с небольшим обжатием 0,5-5 % за один проход без смазки). В результате дрессировки повышается прочность, улучшается штампуемость и качество поверхности. Далее проводят отделочные операции: обрезка кромок, разрезка на мерные листы, нанесение антикоррозионных покрытий (цинк, олово, алюминий, пластмасса, лак), полирование и др.

Производство труб.

Бесшовные трубы. При прокатке бесшовных труб первой операцией является прошивка - образование отверстия в круглой заготовке. Прошивку выполняют в горячем состоянии на прошивных станах (схема поперечно-винтовой прокатки, рис. 8, двумя бочкообразными валками, оси которых расположены под углом (4-14°) друг к другу. Валки вращаются в одном и том же направлении. В результате этого заготовка 2 получает одновременно вращательное и поступательное движение. В зоне деформации заготовки преобладают радиальные растягивающие напряжения, что приводит к разрыхлению центральной части заготовки, образованию полости и облегчает прошивку отверстия оправкой 3, устанавливаемой на пути движения заготовки.

Вторую операцию - последующую прокатку полученной гильзы в трубу нужных диаметра и толщины стенки - производят на раскатных станах (схема продольной прокатки). Гильзу раскатывают между двумя валками 1 с последовательно расположенными круглыми калибрами и оправкой 2 (рис. 8). Оправку закрепляют на длинном стержне так, чтобы зазор между оправкой и калибром валка определял толщину стенки трубы. Перед прокаткой в следующем калибре трубу поворачивают на 90° . Бесшовные трубы по механическим, физическим, эксплуатационным свойствам превосходят литые и сварные, но значительно дороже.

Сварные трубы. Сварные трубы получают из плоской заготовки - ленты, называемой штрипсом, по следующей технологии: ленту сворачивают в трубу в формовочном непрерывном стане дуо с числом клетей от 5 до 12 (рис. 9).



Рис. 8. Схема прокатки труб на автоматическом стане

При выходе из последней клети стана трубная заготовка поступает в электросварочный агрегат, где кромки трубы прижимаются друг к другу роликовыми электродами и свариваются. Далее трубу правят, калибруют, разрезают на мерные куски, производят другие отделочные операции. Кроме электросварки сопротивлением, применяют печную сварку, автоматическую электродуговую под флюсом, индукционную.

Рис. 9. Последовательность процесса свертывания полосы в трубу в шести клетях непрерывного стана



Рис. 10. Схемы прокатки периодических профилей в трехвалковом стане поперечной прокатки (а) и в стане поперечно-винтовой прокатки (б)

Проволочные станы бывают полунепрерывные и непрерывные и предназначены для прокатки проволоки-катанки диаметром 5-10 мм. Проволоку меньшего диаметра получают волочением.

Производство специальных видов проката

К специальным видам прокатки относят прокатку профилей периодического сечения, колес, шаров, колец и др. Периодические профили изготавливают, в основном, поперечной и поперечно-винтовой прокаткой. На рис. 10. показана схема стана поперечной прокатки.

Щуп 4 скользит по копировальной линейке 3, жестко связанной с кареткой 2 натяжного устройства. В зависимости от профиля копировальной линейки 3 рабочие валки 1 по мере ее движения сближаются или расходятся, изменяя соответственно диаметр прокатываемого профиля. Периодические профили применяют как фасонные заготовки для последующей штамповки и как заготовку под окончательную механическую обработку (полуоси автомобилей, ступенчатые валы и др.

На рис. 11, б дана схема стана поперечно-винтовой прокатки. Здесь валки 6 и 8 вращаются в одну и ту же сторону. Ручьи валков соответствующей формы сделаны по винтовой линии. Заготовка 5 при прокатке получает вращательное и поступательное движение; от вылета из валков она предохраняется центрирующими упорами 7. Такие станы используют для прокатки заготовок шаров и сферических роликов подшипников качения. На рис. 11 показана последовательность изготовления железнодорожного колеса.

Рис. 3.19. Последовательность изготовления железнодорожного колеса

Исходной заготовкой являются слитки или прокат круглого сечения. После нагрева заготовку осаживают на гидравлическом прессе и прошивают отверстие (рис. 11, а); затем на более мощном прессе формируют в штампе ступицу, диск и контур обода (рис. 11, б). Полученная заготовка поступает на колесопрокатный стан, где раскатывают диск, прилегающий к ободу, раскатывают обод и окончательно оформляют гребень на ободе колеса (рис. 11, в).

Производство гнутых профилей.

Горячей прокаткой фасонных профилей невозможно получить стенки с толщиной менее 2-3 мм. Фасонные тонкостенные профили, легкие, но жесткие, сложной конфигурации и большой длины, можно получить методом холодной гибки листового материала на специальных гибочных роликовых станах. Станы имеют 6-20 последовательно расположенных клетей непрерывного типа. В каждой паре гибочных роликов меняется форма листовой заготовки, постепенно приобретая к последней клети заданную форму (рис. 12).

Площадь сечения не меняется. Толщина заготовок из листовой стали или цветных металлов 0,3-20 мм, а максимальная ширина 600-2500 мм.

Рис. 12. Последовательность профилирования на профилегибочном стане

При одних и тех же прочностных свойствах гнутые профили на 25-40 % легче горячекатаных фасонных профилей, что обусловливает их широкое применение в автомобильной и авиационной промышленности, в машиностроении и строительстве (рис. 13).



Рис. 13. Основные виды гнутых профилей: а, г - профили с элементом двойной толщины; б - профили замкнутого типа; в - гофрированные профили

Прокатный стан - это совокупность привода, шестеренной клети, одной или нескольких рабочих клетей. Прокатные станы классифицируют по трем основным признакам: по числу и расположению валков; по числу и расположению рабочих клетей; по их назначению. Прокатка металла осуществляется при прохождении его между валками, вращающимися в разных направлениях. При прокатке металл обжимается, в результате чего толщина полосы уменьшается, а ее длина и ширина увеличиваются.

4. Причины брака и способы его устранения

1. Закат.

Во время рабочего хода клети металл попадает в зазоры между калибрами, образуя на поверхности рабочего конуса острые боковые выступы. При обратном движении клети выступы вдавливаются калибрами в поверхность рабочего конуса и остаются на прокатанной трубе в виде рванин, называемых закатом. Рванины расположены на поверхности трубы по спирали в соответствии с углом поворота трубы, образованию боковых выступов (усов) на рабочем конусе и заката на трубах способствуют чрезмерные зазоры между калибрами, неравномерное их распределение, недостаточная ширина отдельных участков ручья, несоответствие размеров оправки профилю ручья, большая выработка ручья по глубине и несоответствие ширины ручья высоте, неравномерная подача или броски заготовки, подача заготовки, превышающая расчетную, прекращение поворота прокатываемой трубы.

Чрезмерные зазоры между калибрами необходимо уменьшить и перераспределить, пользуясь способом, изложенным выше. При недостаточной ширине отдельных участков ручья необходимо отыскать места, где металл закусывает кромками ручья калибров. Для этого клеть останавливают в исходном положении.

Ускоренным движением патрона заготовку подают вперед на величину, равную примерно 1,5 нормальных подач, затем настроечной скоростью клеть перекатывают в переднее положение. Необкатанный рабочий конус извлекают из стана вместе с оправкой и стержнем. Осмотром поверхности рабочего конуса и ручья калибров довольно точно определяют участки, где металл переполняет ручей и где необходимо, в связи с этим, увеличить развалку. Достигается это расшлифовкой ручья в стане с помощью пневматической роторной машинки модели СД-8М.

Несоответствие размеров оправки профилю ручья вызывает сосредоточенное обжатие металла, избыток которого попадает.

В зазоры между калибрами. Устранение указанного достигается чаще всего установкой новой оправки с большим диаметром цилиндрической части ее, т. е. увеличением угла наклона образующей конуса оправки.

При большой выработке ручья по глубине и несоответствии ширины ручья высоте (наблюдается при длительной работе калибров) необходимо увеличить развалку ручья, максимально сблизить калибры, не допуская работы их в обкат (если позволяют размеры прокатываемых труб) и несколько уменьшить подачу. Если указанными мерами закаты не устраняются, необходимо сменить калибры.

Способы настройки стана при неравномерной подаче или бросках заготовки изложены выше. При прекращении поворота прокатываемой трубы необходимо отрегулировать работу переднего патрона.

Следует учитывать, что, закаты на трубах образуются не только по какой-либо из перечисленных причин в отдельности, но и совокупностью нескольких из них.

2. Вмятины.

Вмятины на поверхности труб возникают чаще всего в предготовом участке ручья и при обратном движении клети на оправке не раскатываются. Причины образования вмятин: большие зазоры между калибрами и крутая развалка в готовом участке ручья, относительное смещение калибров в горизонтальной плоскости, изъяны на поверхности калибров.

В случае больших зазоров между калибрами и крутой развалки в предготовом участке ручья при движении клети вперед металл, заполняя пространство в выпусках, подврезается краями ручья калибров и при обратном движении клети вдавливается в поверхность труб. Вмятины обычно расположены на поверхности труб по спирали, в соответствии с углом поворота трубы. При разной величине зазоров между калибрами в одном радиальном сечении вмятины могут появиться с одной стороны рабочего конуса.

Для устранения вмятин необходимо уменьшить крутизну развалки в предготовом участке ручья, используя для э, того шлифовальную роторную машинку СД-8М. Кроме того, следует уменьшить зазоры между калибрами в местах образования вмятин. Смещение калибров относительно друг друга в горизонтальной плоскости вызывает подрезы на поверхности рабочего конуса в предготовом и калибрующем участках ручья При обратном движении клети они не раскатываются, а остаются на поверхности труб в виде вмятин. В этом случае необходимо восстановить симметрию валков и тщательно закрепить в станине рабочей клети кассеты валковых подшипников.

Изъяны - смятия на отдельных участках поверхности калибров возникают в результате попадания в зазоры между ними осколков металла от прокатываемых труб. Такие повреждения наблюдаются чаще всего при низкой твердости калибров.

Смятые кромки в предготовом или калибрующем участке ручья при, водят к образованию на поверхности труб вмятин. При этом необходимо зачистить смятые края калибров и восстановить в этих местах требуемую ширину ручья. Вмятины возникают также при чрезмерной и неравномерной подаче и бросках заготовки. Вмятины чаще всего наблюдаются при прокатке тонкостенных труб.

3. Чрезмерная волнистость.

Для холоднокатаных труб промежуточных размеров волнистость, как правило, не служит браковочным признаком. При прокатке труб на готовый размер чрезмерная волнистость мажет быть причиной бракованния в том случае, если наружный диаметр и овальность труб имеют отклонения больше допускаемых. Причинами чрезмерной волнистости могут быть износ поверхности калибрующего участка ручья и превращение его из цилиндрического в конический, некачественная обработка зева поворота, неправильная настройка механизма поворота трубы, Чрезмерная волнистость в результате увеличенного износа калибрующего участка наблюдается при повышенном обжатии в предготовом участке ручья. В этом случае калибровкой (и настройкой) инструмента следует предусмотреть минимальное обжатие по диаметру и стенке рабочего конуса в предготовом участке.

При некачественной обработке зева поворота на поверхности труб появляются кольцеобразные вмятины. Во избежание этого при расточке, шлифовке и полировке ручья необходимо сделать плавный переход от поверхности ручья к зеву. В стане зев шлифуют при помощи переносной шлифовальной машинки.

В случае неверной настройки механизма поворот трубы начинается тогда, когда труба еще не высвобождена калибрами. На поверхности труб при этом получаются вмятины и поперечные задиры. Правильная настройка поворота исключает образование волнистости по указанной причине.

Волнистость существенно увеличивается при несовпадении оси патрона заготовки и переднего патрона с осью прокатки. Смещение оси прокатки в горизонтальной плоскости вызывается ослаблением крепления кассет валковых подшипников в станине рабочей клети и сдвигом вследствие этого валков в одну сторону.

В вертикальной плоскости ось прокатки смещается из-за износа катков, опорных рельсов, износа подошвы валков. Для определения направления и величины смещения оси прокатки стан освобождают от прокатываемой трубы и извлекают калибры. В центре шпинделей патрона заготовки и переднего патрона закрепляют натянутую стальную струну. В крайних положениях клети измеряют отклонение центра кольцеобразной выточки на валках от струны. По данным измерений смещают валки и требуемое направление.

Смещение оси прокатки можно определить и вторым способом.

Клеть при этом перекатывают в переднее положение, кулачками переднего патрона зажимают тщательно выправленный кусок трубы таким образом, чтобы конец ее попал в выточку на валках. Затем измеряют отклонение выточки от центра трубы. По данным измерений регулируют валки.

Второй способ определения направления и величины смещения оси прокатки выполняется значительно быстрее в сравнении с первым.

Волнистость увеличивается также при неравномерной подаче и бросках заготовки.



5. Виды прокатки

Холодная прокатка по сравнению с горячей имеет два больших преимущества: во-первых, она позволяет производить листы и полосы толщиной менее 0,8 - 1 мм, вплоть до нескольких микрон, что горячей каткой недостижимо; во-вторых, она обеспечивает получение продукции более высокого качества по всем показателям - точности размеров, отделке поверхности, физико-механическим свойствам. Эти преимущества холодной прокатки обусловили ее широкое использование, как в черной, так и в цветной металлургии.

Вместе с тем необходимо отметить, что процессы холодной прокатки являются более энергоемкими, чем процессы горячей прокатки. При холодной деформации металл упрочняется (наклепывается); в связи с этим для восстановления пластических свойств, приходится проводить отжиг. Технология производства холоднокатаных листов включает большое число переделов, требует применения сложного многообразного оборудования.

Общая характеристика производства холоднокатаных листов.

В настоящее время доля холоднокатаных листов в общей массе тонколистового проката составляет около 50 %. Производство холоднокатаных листов, полос и лент продолжает интенсивно развиваться. Основную массу (примерно 80 %) холоднокатаных листов составляет низкоуглеродистая конструкционная сталь толщиной 0,5-2,5 мм, длиной до 2300 мм. Такую тонколистовую сталь широко используют в автомобилестроении, поэтому часто ее называют автолистом.

Методом холодной прокатки производят почти всю жесть - продукцию, идущую в больших количествах для изготовления пищевой тары, в частности консервных банок. Материалом для жести также служит низкоуглеродистая сталь, но в большинстве случаев жесть выпускают с защитным покрытием, чаще всего - оловянным. Жесть прокатывают в виде полос толщиной 0,07-0,5 мм, шириной до 1300 мм. К числу распространенных видов холоднокатаной продукции также относятся: декапир - травленая и отожженная сталь, применяемая при производстве эмалированной посуды и других изделий с покрытиями; кровельный лист (часто выпускается оцинкованным), низколегированные конструкционные стали. Особо следует отметить две важные группы легированных сталей - коррозионностойкую (нержавеющую) и электротехническую (динамную и трансформаторную).

В цветной металлургии холодная прокатка применяется для получения тонких полос, листов и лент из алюминия и его сплавов, меди и ее сплавов, никеля, титана, цинка, свинца и многих других металлов. Наименьшую толщину имеет фольга. Например, алюминиевая фольга выпускается в виде полос минимальной толщиной 0,005 мм, шириной до 1000-1500 мм. Разнообразие сортамента холоднокатаной листовой продукции обеспечивается применением прокатных станов различной конструкции, с очень разными техническими характер тиками и уровнями производительности.

Горячая прокатка.

Горячая прокатка стали является одним из основных способов придания нужной формы и размеров металлу. Нагретый слиток проходит между вращающимися в разные стороны валками, у слитка уменьшается площадь поперечного сечения, изменяется форма и увеличивается длина. Прокаткой получают простые и фасонные профили, применяемые при изготовлении стальных конструкций.

Исходными материалами для получения прокатных профилей являются слитки преимущественно квадратного и прямоугольного сечения, отливаемые в сталеплавильных цехах. Прокатка стали разделяется на две основные стадии: получение полупродукта из слитка и получение готовых изделий из полупродукта. К полупродукту относятся блумы, слябы, заготовка и сутунка. Блумы имеют квадратную или прямоугольную форму сечения с отношением сторон до 1,6. Сечение блумов находится в пределах от 160 X 160 до 300 X 300 мм. Последующей прокаткой из блумов получают уголки, балки, швеллеры, рельсы. Слябы имеют прямоугольное сечение с отношением сторон 3 и более. Слябы прокатываются шириной от 300 до 1600 мм при толщине от 100 до 250 мм и служат заготовкой для прокатки листов. 3аготовка представляет собой полупродукт сечением от 38Х38 до 150Ч150 мм. Из заготовки получают круглый, квадратный и полосовой профиль. Сутунка, или листовая заготовка, имеет прямоугольное сечение шириной от 150 до 600 мм при толщине от 6 до 75 мм. Из сутунки прокатывают тонкие листы и ленту. Перед прокаткой слитки проходят подготовку, которая состоит в удалении путем вырубки или огневой зачистки газовым пламенем поверхностных пороков: плен, шлаковых включений, трещин, наплывов, свищей, пор и др. Если с поверхности слитков не удалить эти пороки, то они перейдут на поверхность полупродукта. Нагрев слитков и заготовки перед прокаткой производится в нагревательных печах, работающих на твердом, жидком или газообразном топливе. Наиболее совершенными являются печи, работающие на жидком и газообразном топливе.

Производительность станов горячей прокатки. По аналогии с ранее рассмотренными станами технически возможная часовая производительность (т/ч) листового стана.

Ритм прокатки двуклетевого стана с последовательным расположением клетей зависит от распределения общего числа проходов по клетям. Он будет минимальным, если каждая клеть стана будет одинаково загружена по времени. Ритм прокатки непрерывного стана определяется методом работы на нем. Предположим, что ширина исходных слябов, поступающих на стан, соответствует ширине готовых листов и поэтому прокатка сляба в поперечном направлении не нужна. В черновых клетях раскат прокатывается последовательно, в чистовых - одновременно в нескольких или во всех клетях.

Расход металла при горячей прокатке листовой стали в основном зависит от вида исходного материала (слитки или слябы), размеров прокатываемых листов и типа стана. Наибольший расход металла происходит при про» катке толстолистовой стали на обычных станах с последовательным расположением клетей, где значительна 7 обрезь боковых кромок, переднего и заднего концов. В среднем расход металла на 1 т годных толстых листов из углеродистой стали обыкновенного качества составляет 1,3 т при прокатке из слитков и 1,15 т - из слябов. Расход металла снижается при прокатке листовой стали на универсальных станах, так как боковые кромки листов при этом не обрезаются. Наименьший расход металла- при прокатке листовой стали на непрерывных станах, особенно при сматывании листов в рулоны. В среднем коэффициент расхода металла при горячей прокатке листовой стали на непрерывных станах составляет 1,05.

Заметим, что одним из наиболее эффективных способов экономии металла является прокатка листовой продукции с минусовыми допусками. Для стимулирования производства проката с минусовыми допусками заводам страны предоставлено, право поставлять большую часть проката, в том числе широкополосную сталь многих толщин по теоретической массе, т. е. массе, определяемой по номинальным размерам сечения профиля.

Расход тепла на нагрев металла при прокатке толстых листов из слитков примерно равен 800 тыс. ккал на 1 т, из слябов - около 600 тыс. ккал на 1 т листов. При нагреве холодных слябов расход тепла на 1 т листов на непрерывных и полунепрерывных станах приблизительно составляет 500 тыс. ккал.

Расход электроэнергии главными электродвигателями на действующих листовых станах колеблется в широких пределах и зависит от размеров исходных материалов, сортамента стали, типа стана. Для толстолистовых станов с длиной бочки 2500-2800 мм средний расход электроэнергии при прокатке листов всех размеров из слябов равен 50-60 кВт-ч/т, включая расход энергии на термообработку и отделку. Такой же расход электроэнергии можно принять и для непрерывных и полунепрерывных станов горячей прокатки тонких листов.

Расход воды на станах горячей прокатки составляет 20-30 м3/т листов (давление воды несколько атм.).

Расход валков равен 0,8-1,5 кг/т листов. Меньшие значения относятся к станам, на которых листы прокатывают из слябов.



Литература

1. Лекции по ОМД.

2. Коновалов Ю.В. Справочник прокатчика. Книга 2. Производство холоднокатаных листов и полос.

3. Коновалов Ю.В., Остапенко А.Л., Пономарёв В.И. Расчёт параметров листовой прокатки.

4. Королев А.А. Механическое оборудование прокатных цехов.

Размещено на Allbest.ru

...