Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технологический процесс производства стальной ленты в условиях цеха

Непрерывный пятиклетевой стан 630 предназначен для холодной прокатки травленой горячекатаной ленты из малоуглеродистой и легированной марок стали. Участок загрузки рулонов предназначен для последовательной загрузки рулонами двух разматывателей стана. Два плавающих разматывателя с механизмами задачи переднего конца ленты в клеть и механизмами разрубки обвязочной ленты, предназначены для вращения рулона в процессе прокатки и создания натяжения перед первой клетью. Правильная машина предназначена для правки ленты, поступающей с разматывателя. Пять рабочих клетей с механизмами центрирования ленты. Механизмы для перевалки рабочих и опорных валков.

Двуклетевой стан имеет схожий состав оборудования. Отличие его заключается в том, что его подкатом уже отожжённая полоса из термического отделения.

На разматыватель рулоны подаются с помощью устройства транспортировки рулонов. На разматывателе установлены два двигателя по 1000 кВт, этого хватает для того, чтобы вращать рулон на моталке со скоростью до 8 м/с и поддерживать натяжение, скорость вращения до 800 об/мин. Далее электропривод поступает на каждую клеть. Верхний и нижний рабочий валок получают вращение от двух несвязанных между собой двигателей мощностью по 2000 кВт, работающих под напряжением 400 В с постоянным током, способные вращаться со скоростью 315-800 об/мин. Каждая клеть имеет индивидуальный привод редуктора с равным передаточным числом, максимальная скорость, которую может развить стан, составляет 15 м/с, оптимальная 12 м/с, в зависимости от прокатываемого сортамента. Наибольший крутящий момент достигает 6000 кгм. Соединение редуктора и рабочего валка осуществляется шпинделем диаметром 200 мм, который в случае перегрузки, дабы избежать серьёзной аварии способен ломаться. У опорных валков отсутствует привод, они вращаются за счёт вращения рабочих валков. Рабочие валки изготавливают из прочной легированной стали марки 9Х2МФ, длиной 2540 мм, длина бочки 630 мм, диаметр бочки 400-420 мм, способные воспринимать давление от металла до 800 т. с.

Опорные валки длину имеют длину 3190 мм, длину бочки 690 мм, диаметр бочки 850-900 мм, вес 6610 кг.

На стане между клетями установлен ролик, способный измерять натяжение между клетями, его устанавливают с таким расчетом, дабы добиться угла полосы между клетями, диаметр ролика 318 мм.

После выхода полосы из пятой клети она попадает на моталку, которая предназначена для смотки полосы толщиной от 0,5 до 4 мм, способной развивать и поддерживать натяжение при выходе из пятой клети до 15 тонн. Полосу сматывают в рулон максимальной массой до 12 тонн. Максимальная скорость намотки равна скорости стана (15 м/с). Особенности барабана заключаются в его способности сжиматься с 770 мм до 710 мм. Это необходимо для беспрепятственного снятия рулона. Длина барабана 800 мм. Моталка получает питание (вращение) от двух двигателей мощностью 2000 и 1000 кВт, так же имеется возможность включения, как одного двигателя на 1000 кВт, так и двух. Это от сортамента прокатываемой ленты. Команду на включение второго двигателя даёт оператор ЦПУ, двигатель способен развивать скорость 315-800 об/мин, но после редуктора, который состоит из одной ступени с передаточным числом 1,8, скорость выравнивается до скорости прокатки. На редукторе 1 предусмотрена защита от незапланированного включения второго двигателя во время работы одного, существует сцепная муфта, работающая под давлением воздуха. Она служит для защиты оборудования. После прокатки уже смотанная полоса в рулон должна быть снята с барабана; для этого предусмотрены прижимные ролики, которые имеют различное питание: верхний, гидравлический, с давлением масла 50 кгс/см², скорость перемещения 0,1 м/с, нижний - воздушный.

После снятия рулона с барабана моталки к барабану подгоняют захлёстыватель, представляющий из себя железный каркас с шерстяным или другим ремнём шириной 400 мм, длиной 8000 мм, толщиной 11 мм, необходимый для отгиба переднего конца полосы вокруг барабана, который должен быть разжат. После образования двух - трёх витков и образования натяжения захлёстыватель отгоняется, а барабан закрывается защитным ограждением с воздушным приводом, с помощью чего удалось добиться высокой скорости перемещения 0,3 м/с. Ограждение выполнено из проволоки диаметром 4мм, размер ячейки 60x60 мм.

На участке разгрузки установлены две тележки и две консоли, имеющие одинаковые характеристики. Тележки грузоподъёмностью до 12 тонн. Наибольший диаметр рулона 2100 мм наименьший 1200 мм имеет ходовые колёса диаметром 280 мм. Тележка перемещается с помощью гидра привода от одной консоли к другой. Консоль имеет угол поворота 180° длину рабочей части 800 мм.

Все системы стана которые имеют гидравлический привод работают от трёх насосных станций с номинальным давлением 320, 150, 63 кгс/см. Давление равное 320 кгс/см используются для нажимных механизмов, 150 и 63 для прочего оборудования.

Пятиклетевой стан имеет свой машинный зал, который находится за станом, имеет несколько уровней. Электродвигатели всех клетей работают на постоянном токе с помощью САРН, в процессе прокатки ток может меняться.

Электродвигатели соединены с редукторами. Редуктора двухступенчатые, тип зацепления шевронный. Расстояние между клетями 4 м.

Система управления скоростными режимами стана формирует следующие режимы: заправка, прокатка, шов, выпуск, обрыв полосы, стан свободен. В соответствии с этими режимами и командами оператор от кнопок управления задаёт определённую скорость стана. Выбор установок задания величины скорости, ускорение производится от УВМ.

Контроль величины установок производится по индикаторам, установленным на ЦПУ стана. Контроль величины скорости пятой клети производится по индикатору линейной скорости. Система управления гидравлическими нажимными механизмами даёт нужный раствор рабочих валков. Система имеет два режима работы: перевалка и прокатка. От выбора режима зависит величина перемещения и скорость нажимного устройства.

Как было указанно выше, на стане холодной прокатки величина суммарного обжатия достигает 90 % за передел. Дальнейшее увеличение обжатий затруднительно из-за снижения пластичности металла при возрастании степени наклёпа. Для восстановления пластичности металла, его структуры и приданию металлу определённых механических свойств применяют термическую обработку, вид которой зависит от степени предшествовавшей пластической деформации и маршрута металла.

Термическая обработка в зависимости от марки стали и назначения может быть предварительной, промежуточной и окончательной. Предварительную термическую обработку применяют либо для снятия наклёпа перед прокаткой, либо для обезуглероживания стали. Промежуточная термическая обработка необходима для снятия наклёпа и для обезуглероживания, а окончательная - для придания металлу заданных механических и других свойств, нужной структуры и снятия внутренних напряжений.

Один из примеров предварительного отжига. Известно, что с повышением содержания ухудшаются.

Поэтому для уменьшения содержания углерода в стали производят чёрный обжиг горячекатаных рулонов в атмосфере спокойного воздуха под муфелем.

Температуру печи доводят до 800°С, и металл выдерживают примерно в течении 60 часов с момента достижения указанной температуры во всех зонах печи: нижней, средней и верхней.

Рисунок 1 - Вентилятор с двигателем

Время выдержки при заданной температуре зависит от размеров рулона. При увеличении размеров рулона время выдержки возрастает. По окончании выдержки нагревательный колпак снимают, и металл охлаждают под муфелем до температуры 400°С. После этого муфель снимают. Металл в дальнейшем охлаждают на воздухе.

Промежуточный рекристаллизационный отжиг является основным видом термической обработки холоднокатаной тонколистовой стали. Результаты этого обжига оказывают существенное влияние на ход процесса холодной прокатки, а следовательно, на производительность стана.

Промежуточный отжиг производят в среде защитного газа под муфелем в целях предотвращения образования окислов железа на поверхности полосы. Поэтому такой отжиг часто именуют светлым. В качестве защитного газа применяют чистый водород; смесь, состоящую из 95% азота и 5% водорода; керосиновый газ и др. Её подают под муфель в течение всего цикла отжига и охлаждения под давлением 147,1 - 196,1 н/м. По периметру муфеля создают плотный затвор из просеянного речного песка.

Перед началом работы печи печное пространство предварительно продувают газом в течение двух часов. Горячая продувка печи длится в течение одного часа.

Назначение горячей продувки - удалить продукты выгорания масел, которые всегда имеются на полосе в виде тонкой плёнки. Температура печи при светлом отжиге 830 - 850°С. Время выдержки металла зависит от веса садки и колеблется в пределах от 40 до 70 часов. После окончания процесса отжига металл охлаждают до 100°С.

Светлый отжиг должен обеспечить полное отсутствие окалины, сажевого налёта и цветов побежалости на поверхности металла. Основным дефектом, возникающим, при светлом отжиге является неполный отжиг или недоотжиг металла. Этот дефект оказывает влияние на производительность станов и особенно часто случается при отжиге рулонов большого веса и при неправильном ходе процессе нагрева. В этом случае наблюдается перегрев кромок, средняя часть рулона не отжигается. При последующей холодной прокатке из-за различия механических свойств полосы по ширине получается значительная неравномерность деформации, приводящая к возникновению дефектов прокатного происхождения - волнистости, разрывов и т.д. Частые обрывы полосы при этом снижают производительность стана, повышают отходы металла и увеличивают количество брака.

Значительное влияние на нормальное течение процесса прокатки и качество готовой листовой стали оказывает окалина, образующаяся на поверхности металла в результате взаимодействия полосы с кислородом, попадающим через неплотности в подмуфельное пространство, или кислородосодержащими веществами в защитном газе. При прокатке окисленного металла возникает неравномерность деформаций, проявлениями которой в этом случае являются выбросы полосы и обрывы. Если такие явления происходят на большой скорости, то, как правило, валки одной - двух клетей выходят из строя, что влечёт остановку стана, вынужденную внеплановую перевалку и снижение производительности стана.

1 - стенд охлаждения; 2 - герметичный колпак (крышка);

3 - конвекторные кольца; 4 - центральная труба подачи осушенного воздуха;

5 - труба подачи нагретого воздуха; 6 - труба подачи осушенного воздуха;

7 - установка охлаждения нагретого воздуха; 8 - установка осушения воздуха.

Рисунок 5 - Участок охлаждения рулонов

Устранить этот дефект термической обработки можно правильной организацией процесса отжига, подачей в печи защитного газа, свободного от кислорода, применение для отжига исправного оборудования печей - муфелей и колпаков, имеющих хорошую герметичность.

Такое же влияние на процесс прокатки оказывает и металл, прошедший промежуточный отжиг и имеющий на своей поверхности синевы. Прокатку такого металла производят на небольшой скорости, так как в противном случае возникают частые обрывы полосы, приводящие к выходу из строя валков. Иногда на поверхности полосы, прошедший светлый отжиг, образуется тёмный сажистый налёт-нагар. Причиной образования сажистого налёта являются некачественное удаление с поверхности полосы остатков смазочно-охлаждающей жидкости и попадание на поверхность полосы смазки рабочих деталей стана.

Сажистый налёт препятствует прокатке на высокой скорости и является причиной выхода из строя рабочих валков из-за наваров - налипания металла на валки. Предотвратить появления сажистого налёта можно тщательным сдуванием остатков эмульсии с поверхности полосы перед смоткой её в рулон дополнительными операциями очистки и обезжиривания полосы на специальных агрегатах. Отделения листоотделки цеха предназначены для окончательной отделки готовой продукции, упаковки её и сдачи на склад.

Для выполнения операций отделки применяют дрессировочные станы, режущие агрегаты, правильные и промасливающие машины, чистильно - моечные агрегаты, машины для нанесения покрытия, установки для упаковки металла.

На отделку часть металла поступает непосредственно после прокатки, а основная масса - после термической обработки.

Вид применяемой операции отделки зависит от марки прокатываемой стали и назначения холоднокатаной листовой стали. Качество поверхности листовой стали зависит от поверхности волков, на которых прокатывалась листовая сталь. Так, для получения гладкой блестящей поверхности листовой стали рабочие валки тщательно полируют. Для получения шероховатой поверхности с целью предотвращения слипания листов при отжиге валки подвергают дробеструйной обработке. Однако более сложным отделочным операциям листовую сталь подвергают на специальном оборудовании.

Следует отметить, что отделочные операции, выполненные на станах холодной прокатки, оказывают влияние на производительность. Одной из таких операций является упаковка - увязка рулонов, либо предназначенных для обработки на последующих переделах, либо являющихся готовой продукцией и требующих хорошей вязки во избежание распушивания. Как правило, эти операции выполняют в то время, как последующий рулон устанавливают на головках разматывателя. Однако в ряде случаев происходят задержки стана из-за того, что рулоны увязывают вручную непосредственно на барабане моталки специальной проволокой или упаковочной полосой. Эта операция не безопасна для персонала. Наиболее рациональным способом крепления концов рулона является соединение их точечной сваркой. Непосредственно над моталкой следует установить машину для точечной сварки. Механизация этого процесса будет способствовать повышению производительности станов за счёт сокращения вспомогательного времени, затрачиваемого на увязку рулонов.

Применяются следующие виды отделочных операций: дрессировка, порезка, сортировка, чистка, мойка, сушка, промасливание, нанесение защитного покрытия, правка и т.д. Если процессы дрессировки, порезки, нанесения защитного покрытия, правки производятся на высокомеханизированных агрегатах, то остальные операции связаны с применением ручного труда частично (чистка, промасливание) или полностью (сортировка, упаковка и т.д.).

В цехе применяют агрегаты для отделки листовой стали в рулонах. Так, защитное покрытие наносят на специальном агрегате, предназначенном для электролитического и химического обезжиривания и очистки поверхности полосы от технологической смазки, которую наносили при холодной прокатке, а так же для непрерывного нанесения защитного покрытия на поверхность перед высокотемпературным отжигом.

Удаление окалины производят следующим образом. Горячекатаные полосы свёрнутые в рулоны, поступают из цеха горячей прокатки в отделение непрерывных травильных агрегатов, где их укладывают на складе в штабеля в вертикальном положении. Рулоны, остывшие до 100°С, при помощи электромостовых кранов, оборудованных специальными автоматическими клещевыми захватами, подают к накопителю непрерывной травильной линии. Разматывателем полосу разматывают, и её передний конец подают в травильную ванну.

В травильных ванных полоса поступает в 12-22 % раствор серной кислоты, подогретый до 95°С. Кислотный раствор проникает в трещины окалины и взаимодействует с металлом по уравнению H₂SO₄+Fe= Fe SO₄+ Н₂.

Образующийся свободный молекулярный водород интенсивно отрывает окалину от поверхности основного металла. Химическая реакция в травильных ваннах идёт наиболее эффективно, если окалина не является сплошной, а имеет большое количество трещин. Концентрация кислотного раствора в травильных ваннах увеличивается от 18-22 % в первой ванне до 12-16 % в четвёртой.

Кислотный раствор постепенно вырабатывается: процентное содержание кислоты постепенно уменьшается, а содержание железного купороса Fe SO₄*7 Н₂O повышается. Если концентрация серной кислоты в растворе достигает 8-10 %, а железного купороса 18-20%, то раствор для травления становится непригодным и подлежит замене.

Скорость травления окалины различна, она зависит от марки стали, толщины полосы, концентрации кислоты. После удаления окалины в травильных ваннах, полосу промывают от остатков кислоты сначала холодной, затем горячей водой. Температура воды в ванной горячей промывки 95°С. Остатки кислоты с поверхности полосы окончательно удаляют горячей водой. Температура полосы при этом повышается до 50-60°С.

После промывки полосу во избежание коррозии сушат воздухом, подогретым до 80-85°С, который подают на полосу сверху и снизу специальными воздуходувками через паровые калориферы. Высушенную полосу сматывают в рулоны и передают на дальнейшую обработку.

Рисунок 2 - Схема технологических потоков в ЛПЦ-8

В процессе изготовления холоднокатаная лента проходит сложный технологический цикл. В процессе производства могут возникнуть дефекты продукции. Дефекты бывают явные и скрытые.

Явный дефект обнаруживается при внешнем осмотре или с помощью инструментальных средств и методик.

Скрытый дефект не обнаруживается при указанных выше условиях. Выявляется иногда в процессе механической обработки, в процессе эксплуатации или при дополнительном дефектоскопическом контроле.

В зависимости от влияния дефекта на использование продукции по назначению, дефекты классифицируют:

• критический, при наличии которого использование продукции по назначению не допустимо;

• значительный, который существенно влияет на использование продукции по назначению её долговечности;

• малозначительный - оказывает небольшое влияние на свойства детали.

По устраняемости дефекты классифицируются на:

• устранимый дефект, устранение которого технически возможно и экономически целесообразно;

• неустранимый дефект, устранение которого технически невозможно и экономически нецелесообразно.

Брак - продукция, передача которой потребителю не допускается из-за наличия дефекта.

Профилировка и состояние поверхности валков

В процессе прокатки профиль валков непрерывно меняется, а под действием давления металла они прогибаются и сплющиваются. Величин прогиба валков и значение сплющивания зависят от многих факторов: относительного обжатия при прокатке, толщины и ширины прокатываемой полосы, диаметра валков, натяжения, смазки, наклёпа и др. При холодной прокатке листовой стали применяют особо твёрдые рабочие валки, имеющие высокую твёрдость (90 - 95 ед. по Шору). Рабочие клети обладают рядом недостатков, которые оказывают влияние на производительность стана. Прежде всего стан не оборудован механизмом для передачи конца полосы из клети в клеть. Эта операция выполняется вручную и на её выполнение затрачивается много времени.

Рабочие валки:

- материал 9Х2МФ;

- длина бочки 630 мм;

- диаметр бочки 400 мм;

- диаметр шейки под подшипник 210мм;

- длина шейки 220мм;

- твёрдость по Шору 95 - 100 мм;

- вес валка без подушек 1360 кг;

- вес валка с подушками 2526 кг.

стальная ленка цех прокатка

Температурный режим валков регулируется количеством эмульсии, подаваемой на бочки валков. Перевалка рабочих валков 4-5 клетей производится при переходе с узкого на широкий металл. Плановые перевалки опорных валков производятся после прокатки 25000-35000 тонн. Разница в диаметрах парных опорных валков не должна превышать 50 мм. Расхождение в диаметрах парных рабочих валков допускается не более 2,0 мм. Замеры параметров рабочих и опорных валков производятся на участке шлифовки валков. Валки 5-ой клети после шлифовки должны быть обтянуты бумагой. Прокатка на новых валках начинается с более широкой ленты с постепенным переходом на узкую ленту. Не допускается разогрев валков в клети посредством вращения их под давлением с прижимом одного валка к другому, так как это может вызвать отслоение или трещины на бочках валков. В процессе прокатки профилирование валков осуществляется при необходимости системой гидромеханического регулирования профиля валков.

Размещено на Allbest.ru