Характеристика прокатного производства на металлургическом заводе ЕВРАЗ ЗСМК

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Характеристика прокатного производства на металлургическом заводе ЕВРАЗ ЗСМК

А.В. Блинов



Введение

В последнее десятилетие структура спроса на металлопродукцию и требования к ней претерпевают существенные изменения. Конкурентоспособность черных металлов в значительной степени определяется уровнем технологии на переделе сталь-прокат.

В металлургической отрасли накопился ряд проблем, нерешенность которых снижает эффективность производства металлопродукции. Прежде всего, это высокие издержки, связанные с большой энерго- и ресурсоемкостью существующих технологий.

Современные тенденции производства сортовой и листовой стали - непрерывность и синхронизация технологических операций. Непрерывность и согласованность операций повышают производительность и выход годного, проката, снижают время обработки и расход энергии.

Это в свою очередь определяет задачи направлений развития процессов обработки металлов:

- создание уникального оборудования для прокатных комплексов;

- внедрение ресурсосберегающих и малоотходных технологических процессов;

- коренное улучшение качества металлопроката.



1. История развития прокатного производства в мире

сталь прокатный клеть подшипник

Под металлопрокатом в металлургии понимается продукция, производимая в результате холодной, тёплой и горячей прокатки на прокатных станах. Для изготовления изделий могут использоваться разные металлы и сплавы.

Совокупность прокатных профилей (форма поперечного сечения прокатанного изделия), различающихся формой и размером называют сортаментом. В нём выделяются группы:

- листовой металлопрокат - это холодно- и горячекатаные листы, полосы, рулоны;

- сортовой прокат, который может быть простым (круг, квадрат и др.) и фасонным (рельсы, швеллеры, уголки и т. д.).

С античности и до XVI века для получения металлических листов преобладала ковка. Её ещё называли листобойным делом. Недостатками ковки были:

- невозможность получения одинаковой толщины по всему листу;

- низкая производительность труда.

В связи с возрастающей потребностью в металлических листах в средние века появляется прокатка металлов. Начинает использоваться конструкция прокатного стана с цилиндрическими гладкими валками.

Леонардо да Винчи принадлежит первое упоминание конструкции для прокатки олова в виде рисунка с описанием, датируемое 1495 годом. Учёный описал предназначение прокатного стана следующим образом: изготовление "тонких и равномерных оловянных листов". А из важных характеристик упоминал, что валки должны быть изготовлены "из колокольного металла, чтобы они были тверже, и их снабжают железными осями". Не известно является ли данный прокатный стан изобретением Леонардо да Винчи или он описал заинтересовавшую его техническую конструкцию.

В XVIII веке начинается промышленная прокатка железа с переходом на водяной привод прокатного стана (до этого использовался ручной). В конце XVIII века начинается применение паровых машин для привода прокатного стана.

В промышленных масштабах начинают применяться способы проката железа с помощью особых валков и способ пудлингования, патенты на которые получил английский металлург Генри Корт в 1783 и 1784 годах. Прокатные станы постепенно получают специализацию и делятся на обжимные, листовые и сортовые.

В связи с бурным ростом железных дорог в 30-40-х годах XIX века начинается прокат рельсов в разных странах мира. Первый стан для прокатки крупных балок был установлен в Германии в 1856-1857 годах. Первый непрерывный проволочный стан появился в Великобритании в 1867 году. В США в конце XIX века появляются первые обжимные станы: блюмингов и слябингов. Способ винтовой прокатки бесшовных труб в прокатном стане с косо расположенными валками изобрели в Германии в 1885 году. Для привода прокатного стана в Германии успешно применили электродвигатель в 1897 году. В 1892 году в Чехии нашёл практическое применение принцип непрерывной горячей прокатки листов, где был установлен полунепрерывный стан. В 1923 году в США был построен первый непрерывный широкополосный листовой стан. В 80-х годах XIX века начинается холодная прокатка листов. В 1930 году осваивается в США холодная прокатка труб.

В СССР, США, ФРГ и Италии было начато создание литейно-прокатных агрегатов, в которых совмещались процессы непрерывного литья и прокатки в 60-е годы XX века. Такие агрегаты в дальнейшем получили широкое применение для производства катанки из алюминиевых и медных сплавов, листов из алюминиевых сплавов и заготовок из стали.



2. Имеющийся сортамент по маркам стали и профилям

В составе прокатного производства ЕВРАЗ ЗСМК 5 цехов (обжимной, сортопрокатный, среднесортный, шаропрокатный и вальцетокарный цеха), 7 станов горячей прокатки:

Заготовочный стан 1250

Мелкосортный стан 250-1

Мелкосортный стан 250-2

Проволочный стан 250-1

Среднесортный стан 450

Шаропрокатные станы 1 и 2

Основные виды продукции строительной площадки ЕВРАЗ ЗСМК:

- блюм;

- заготовка;

- сляб;

- прокат стальной горячекатаный круглый;

- сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций;

- сталь арматурная термомеханическая упрочнённая

- уголок стальной горячекатаный равнополочный;

- швеллер стальной горячекатаный;

- двутавр стальной горячекатаный;

- профили горячекатаные для крепи горных выработок;

- проволока стальная углеродистая для изготовления крепёжных изделий способами холодной высадки холодного выдавливания;

- проволока стальная углеродистая для холодной высадки;

- проволока стальная низкоуглеродистая;

- проволока стальная сварочная низкоуглеродистая;

- проволока для армирования железобетонных конструкций;

- проволока стальная омеднённая сварочная;

- проволока стальная легированная сварочная без покрытия;

- гвозди строительные;

- сетка стальная плетёная;

- электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки;

- двутавры для шахтных монорельсовых дорог;

- холоднодеформированная арматура В500С;

- шары стальные мелющие для шаровых мельниц;

- прокат арматурный с винтовым профилем для горной промышленности;

- чугун передельный.

Основные виды продукции железнодорожной площадки ЕВРАЗ ЗСМК:

- рельсы железнодорожные широкой колеи

- рельсы для метрополитена

- рельсы трамвайные Т62

- рельсы дифференцированно-закалённые 25 и 100 м

- рельсы остряковые

- швеллер 40У

-заготовка непрерывнолитая.

На ЕВРАЗ ЗССМК могут прокатываться слитки следующего сортамента стали:

- углеродистая кипящая, химически закупоренная, сталь марок 08ч20кп

по ГОСТ 10702 (изложница 12Н3);

- углеродистая кипящая, раскисленная до полуспокойного состояния, сталь

марок 05ч20кп по ГОСТ 1050, Ст1ч4кп, Ст0, Cв-08, Cв-0 (изложницы 12Н3);

- углеродистая полуспокойная сталь марок Ст1ч5пс, Cт3Гпс, Cт5Гпс,

08ч20пс (изложницы 12Н3);

- углеродистая спокойная сталь марок Cт1ч6сп, Ст3Гсп, 10ч60, Д, 16Д,

50ч85 «канатная», 55ПП, 60ПП, 70 «селект», Ш2 (Ш2.1ч2.4, Ш2Л) (изложницы 12П1, СС-10);

- низколегированная сталь марок 09Г2, 09Г2Д, 09Г2С, 09Г2СД, Св. - 09Г2СЦ, 10Г2С1, 10Г2С1Д, 10ГТ, 10ХСНД, 14ГСР, 15Г2СФ, 15ХСНД, 16ГС, 18Г2С, 20ГС, 20ГС2, 22С, 26С2, 28С, (изложницы 12П1, СС-10);

- низколегированная сталь марок 25Г2С, 35ГС, разлитая в изложницы 12Н3 для производства арматурного проката №6ч25 включительно по внутрироссийским заказам; разлитая в изложницы 12П1, СС-10 - для производства арматурного проката на экспорт, а также по внутрироссийским заказам от №28 и выше;

- легированная сталь марок Св-08ГС, Cв-08Г2С, 08ХГСДП, 14Г2, 18ХГТ, 20Г, 20Г2, 20ч45Х, 20ХН, 40ХН, 30ХС2, 30ХГСА (Нп-30ХГСА), 35Г2, 60С2, 60С2А, 65Г (изложницы 12П1, СС-10).

Таблица 1 - Сортамент стали в прокатном производстве



3. Перечень и технические характеристики оборудования прокатного производства

3.1 Агрегаты и механизмы главной линии прокатного стана

Основой прокатного стана является рабочая клеть, в которой осуществляется собственно прокатка металла. Конструкция, размеры и масса рабочих клетей зависят от назначения и специализации прокатных станов, условий процесса прокатки металла, числа рабочих валков в самой клети, уровня технического прогресса в прокатном производстве.

Основными элементами рабочих клетей являются станина, валки, подшипники, подушки, механизмы для установки и уравновешивания валков.

Станины рабочей клети относятся к самым ответственным деталям рабочей клети. Две станины, соединенные стяжными болтами или траверсой, образуют основу рабочей клети. Каждая станина состоит из двух стоек, а также верхней и нижней поперечин. Рабочая клеть крепится к плитовине либо болтами, либо специальными гидравлическими зажимами, которые позволяют быстро производить замену станины.

Валки являются основным рабочим инструментом прокатного стана, в них непосредственно осуществляется деформация металла. Прокатные валки классифицируют по назначению, форме бочки валка, конструкции, материалу. По назначению валки бывают сортовые и листовые, кантующие, разрезные, правильные и т.д. По форме бочки валки бывают гладкие или цилиндрические, с калибрами. По конструкции различают валки бывают стальные, чугунные и из твердых сплавов.

Подшипники. Валки прокатных станов устанавливаются в подшипниках, которые размещаются на шейках прокатных валков. Через подшипники передаются усилия, возникающие при прокатке, от валков на станину. Также подшипники удерживают валки в заданном положении. В настоящее время используют открытые подшипники скольжения; подшипники жидкостного трения; подшипники качения.

Подушки. Подшипники прокатных станов размещаются в подушках, представляющих собой специальные стальные отливки. Подушки предназначены для сохранения точного положения валков и передачи усилия прокатки от валков к станине рабочей клети. Они перемещаются по направляющим, прикрепленным к станинам. Для предотвращения перемещения подушек в направлении горизонтальных осей валков применяются регулирующие планки и зажимы, которые скользят в пазах подушки и станины. Чтобы скомпенсировать термическое расширение валков подушки закрепляют только со стороны, противоположной приводу, что позволяет им несколько перемещаться в осевом направлении.

Механизм вертикальной и осевой установки валков. В процессе прокатки валки должны занимать определенное положение в рабочей клети. С этой целью используются механизмы вертикальной и осевой установки валков. Установочные механизмы представляют собой совокупность нажимного и уравновешивающего механизмов. Нажимной механизм выполняет перемещение, а уравновешивающий механизм предназначен для выбора зазора в системе нажимной механизм-подушки верхнего валка с целью исключения ударов. Установочные механизмы обеспечивают возможность раздельной регулировки положения каждой подушки валка.

Нажимные винты. На толстолистовых, тонколистовых и полосовых четырехвалковых станах горячей и холодной прокатки, где скорость перемещения валков невелика, применяются тихоходные нажимные механизмы с приводом от электродвигателя через глобоидные червячные передачи. В последнее время на листовых и обжимных станах применяются гидравлические и комбинированные нажимные устройства, которые обладают значительно меньшей инерционностью и имеют высокую точность установки и способность воспринимать большие усилия прокатки. В гидравлических нажимных устройствах усилие прокатки воспринимают гидравлические цилиндры, под поршни которых подается рабочая жидкость (масло) под постоянным давлением, поэтому перед прокаткой валки прижаты друг к другу с постоянным усилием. В комбинированных устройствах грубое регулирование производится электромеханическим устройством, а тонкое - - гидравлическим.

Уравновешивающее устройство. Для уравновешивания верхнего валка применяют грузовое, пружинное и гидравлическое устройства. Грузовое уравновешивающее применяют при перемещении верхнего валка на большую высоту. Пружинное уравновешивающее устройство применяется на заготовочных, сортовых, проволочных, листовых двух- и трехвалковых и ленточных четырехвалковых станах, там где перемещение валков и масса уравновешиваемых деталей невелики.

3.2 Агрегаты и механизмы поточных технологических линий прокатных цехов

Вспомогательное оборудование - агрегаты и механизмы поточных технологических линий прокатных цехов подразделяют на две основные группы: транспортную, выполняющую операции по перемещению металла, подаче его к рабочим клетям и его кантовку и обрабатывающую, работа которой связана с операциями по отделке проката.

Прокатке подвергается 75. . .80 % выплавленной стали. Прокатка (рис. 1) бывает продольной (а), поперечной (б), поперечно-винтовой (в). Слитки сначала поступают на мощные обжимные станы продольной прокатки: прямоугольные -- на слябинги -- для получения слябов -- прямоугольных заготовок, квадратные -- на блюминги для получения блюмов -- балок квадратного сечения со стороной от 450 до 150 мм.



Рисунок 1- Виды прокатки: а -- продольная; б -- поперечная; в -- поперечно-винтовая

Транспортная группа

К транспортной группе агрегатов и механизмов относятся слитковозы, рольганги, холодильники, манипуляторы, кантователи, поворотные и подъемные механизмы. К обрабатывающей группе агрегатов и механизмов относятся ножницы, пилы, правильные механизмы и прессы, моталки, разматыватели и др.

Слитковозы. В настоящее время на обжимных станах приняты две схемы подачи слитков: челночная и кольцевая. На современных станах осуществляется кольцевая слиткоподача, дающая возможность обеспечить высокую его производительность, составляющую 5-6 млн. тонн и более в год годного проката. Кольцевая слиткоподача называется так потому, что движение слитковозов осуществляется по замкнутому кольцу.

Рольганги. Рольганги предназначен для транспортирования металла к прокатному стану, задачи металла в валки, приема его из волков и передвижение к ножницам, пилам, правильным и другим устройствам и механизмам. Общая длина рольгангов довольно значительна, а масса их иногда достигает 20-30% от массы механического оборудования всего прокатного цеха. По своему назначения рольганги разделяют на рабочие и транспортные. Рабочие рольганги расположены непосредственно у рабочей клети стана и служат для задачи прокатываемого метала в валки и приема его из валков. Все остальные рольганги называют транспортными. По способу привода роликов рольганги бывают с групповым и индивидуальным приводом и с холостыми роликами. Групповой привод применяют редко и только для рольгангов, работающих в тяжелых условиях. При индивидуальном приводе каждый ролик приводится от отдельного электродвигателя. Такая конструкция проще в изготовлении и эксплуатации. Рольганги с холостыми роликами применяют как транспортные. Их располагают с небольшим уклоном к горизонтали и перемещение металла происходит под действием собственного веса металла. Эти рольганги называют гравитационными. Ролики изготавливают цельноковаными, литыми или из труб.

Холодильники. Холодильники являются связующим звеном между прокатным станом и агрегатами для отделки проката. Удельная масса холодильника в общей массе оборудования прокатного цеха значительна и составляет от 35 до 50%. На холодильники осуществляется прием прокатанного металла, его охлаждения, передача на отводящий рольганг, транспортирование металла к отделочным агрегатам. Для охлаждения прокатанного металла на сортопрокатных станах применяются реечные и роликовые холодильники. Реечные холодильники получили наибольшее распространение и бывают одно- и двусторонние: по числу одновременно принимаемых ниток прокатанного металла. На реечном холодильнике охлаждение полос происходит на подвижных зубчатых рейках, совершающих качательно-поступательное движение. Важным достоинством этих холодильников является возможность правки прокатанного металла в процессе охлаждения. Прокатанный металл, поступая по рольгангу, при одновременном подъеме клапанов, сбрасывается на гребенку, которая расположена рядом с роликами рольганга по всей длине холодильника. С гребенок прокатанный металл забирается системой «шагающих» реек и перекладываются на неподвижные рейки. Дальнейшее продвижение металла осуществляется в результате качения реек, при перемещении по холодильнику металл охлаждается до 80-120 0С, передается на отводящий рольганг, ведущий к ножницам для холодной резки на мерные длины. Длина холодильника составляет 125м., ширина - 16м. Роликовые холодильники, которые состоят из роликов диаметром 100-120мм., расположены под углом 35-40 0к оси подводящего рольганга. Ролики приводятся во вращение от одного электродвигателя через редуктор и коническую шестеренную передачу, передающую вращение каждому ролику. При одновременном вращении всех роликов прокатанный металл перемещается в направлении от подводящего рольганга к отводящему. Достоинством такого холодильника является равномерное охлаждение металла.

Шлепперы - для перемещения заготовок и крупносортных профилей поперек цеха от рольганга к рольгангу, к уборочному карману или в соседний пролет цеха применяется канатные или цепные шлепперы. Канатный шлеппер состоит из 6-8 канатов, которые тянут между рядом приводных барабанов и рядом натяжных блоков. На всех канатах в один ряд закреплены шлепперные тележки с упорными пальцами. При ходе тележек вперед упорные пальцы перемещают металл от рольганга к рольгангу. При обратном ходе тележки пальцы «утапливаются» и проходят под металлом. При непрерывной реверсивной работе со скоростью перемещения тележки 1-2 м/с канатный шлеппер отличается маневренностью и позволяет накапливать на стеллажах и перемещать большое количество металла при одновременном его охлаждении. Цепной шлеппер применяют для тех же целей, что и канатный, цепи более теплоустойчивы при перемещении горячего металла, чем канаты, однако нормально они могут работать при натяжении их только в одну сторону, поэтому цепные шлепперы являются нереверсивными и менее маневренными.

Манипуляторы и кантователи. Манипуляторы предназначены для передвижения металла по роликам рольганга параллельно их бочке с целью последующего правильного направления металла в валки. Одновременно линейки манипулятора выправляют прокатываемый металл, если он искривился при прокате. Манипуляторы применяют на обжимных заготовочных и толстолистовых станах при прокатке слитков и относительно толстой заготовке. Кантователи служат для поворота прокатываемой полосы относительно продольной оси на 90 0 перед задачей в следующий калибр для обеспечения равномерного обжатия металла по всему сечению. На обжимных станах манипуляторы устанавливают с передней и задней сторон рабочей клети. Прокатываемый металл, направленный в валки передней пары линеек, с другой стороны клети принимается задней парой линеек, а затем передвигается ими к следующему калибру валков. Кантователи применяют крюкового типа. В линейке манипулятора предусмотрены направляющие пазы, в которых могут вертикально передвигаться кантующие крюки. Подъем крюков и опускание осуществляется поворотом вала, на котором закреплены рычаги, шарнирно соединенные с крюками. Вал со своими подшипниками смонтирован на линейке манипулятора и поворачивается при перемещении штанги. В исходном положении кантующие крюки находятся между роликами рольганга. При кантовке крюки поднимаются, захватывают нижнюю часть блюма и поворачивают его. На сортовых станах для кантовки заготовки на ходу применяют так называемые кантующие втулки. Кантовка полосы производится после выхода ее из предыдущей клети во время движения полосы по рольгангу и перед входом ее в последующую клеть. Кантующая втулка представляет собой разъемную деталь, которая поворачивается вокруг неподвижной точки при помощи кривошипно-шатунного привода для поворота раската на 45 или 90 0, движущегося по рольгангу со скоростью 0,5-0,8 м/с.Время кантовки раската на 90 0 равно 1,3 с. При входе во втулку раската втулка поворачивается на заданный угол, а после выхода возвращается в исходное положение. Кантователи применяют на инспекционных рольгангах для визуального осмотра качества поверхности сортового и листового проката; при правке рельсов на прессе; для кантовки рулонов из горизонтального положения в вертикальное и из вертикального в горизонтальное и т. д.

Подъемно-качающиеся столы. Их применяют на листовых, сортовых трехвалковых и тонколистовых двухвалковых станах линейного типа. На листовых трехвалковых станах подъемно-качающиеся столы устанавливают с обеих сторон рабочей клети. С передней стороны стана подъемный стол служит для подъема прокатываемой полосы и задачи между верхним и средним валком. С задней стороны стана подъемный стол служит для приема выходящей из валков полосы, опускания и задачи ее между средним и нижним валками. На сортовых трехвалковых станах с диаметром валков менее 600 ммстолы устанавливают с одной передней стороны. С задней стороны устанавливают кантователь, который служит для приема и опускания полосы. На нереверсивных двухвалковых станах подъемные столы служат для подачи листов через верхний валок на сторону задачи для повторной прокатки.

Агрегаты и механизмы для порезки проката.

Ножницы с параллельными ножами. Для порезки готового проката на мерные длины и обрезки концов устанавливают ножницы для горячей и холодной резки с параллельными ножами. Ножницы могут иметь нижний или верхний рез. Ножницы с верхним резом имеют простую конструкцию. В процессе резания нижний нож неподвижен, а верхний, укрепленный в суппорте, с помощью гидравлического или кривошипного привода движется вниз и разрезает металл. Чтобы воспрепятствовать повороту полосы при резе, устанавливают специальный прижим, опускающийся на полосу с верхним ножом. Ножницы с нижним резом получили более широкое применение. Перед началом разрезания ножницы раскрыты и металл проходит между ними по рольгангу: нижний нож при этом находится ниже роликов рольганга и не мешает движению металла. Затем металл останавливается при помощи передвижного упора и суппорт верхнего ножа отпускается до соприкосновения с металлом. Дальнейшее продвижение верхнего суппорта прекращается и начинает двигаться суппорт нижнего ножа, при этом осуществляется резание металла.

Ножницы с наклонными ножами. Ножницы этого типа называются гильотинными. Конструктивно они бывают двух типов: открытого и закрытого. Ножницы открытого типа имеют короткие ножи и одну станину с боковым просветом, через который подается разрезаемый металл. Этот тип ножниц применяют для порезки сутунки и сортового проката в холодном состоянии. В последнем случае форма ножей соответствует профилю сечения разрезаемого металла. Верхний подвижной нож имеет угол наклона 2 - 50. ножницы закрытого типа имеют две станины, соединенные снизу траверсой. В просвете между станинами перемещается суппорт с ножом. Эти ножницы применяют для поперечной резки широких полос и листов в холодном, полуостывшем или горячем состоянии.

Летучие ножницы. Для резки металла при движении его с большой скоростью используются летучие ножницы. В прокатных цехах эксплуатируются ножницы различных конструкций: барабанные, рычажно-кривошипные, планетарные и маятниковые и др.

Барабанные летучие ножницы. Ножницы этого типа получили широкое применение для резки широких полос толщиной до 30 мм, холодной резки полос толщиной до 3мм и горячей резки мелких сортовых профилей. На барабанах ножниц закреплены по одному или по нескольку ножей. Полоса движется непрерывно и подается к ножницам подающими роликами с постоянной скоростью. При встрече ножей верхнего и нижнего барабанов происходит резание полосы. Ножницы просты по конструкции, надежны в эксплуатации и позволяют резать металл со скоростью более 15 м/с.

Рычажно-кривошипные летучие ножницы. При порезке толстых полос применяют рычажно-кривошипные летучие ножницы с поступательно движущимися ножами. Ножи совершают сложную эллипсовидную траекторию, а на участке реза эта траектория совпадает с горизонтальным движением полосы, сближаясь по вертикали.

Планетарные летучие ножницы. Для порезки заготовок и сортовых профилей применяются планетарные летучие ножницы. Они предназначены для порезки на ходу заготовок сечением 80 х 80 и 120 х 120 со скоростью 7,0 и 3,1 м/с соответственно, а также плоских заготовок сечением 100 х 120 - 100 х 150 мм и круглых заготовок диаметром 100-140 мм. Ножницы могут работать в режиме без пропуска реза и с пропуском реза. При работе с пропуском реза кривошип приводится во вращение от редуктора пропуска реза с угловой скоростью, в два раза меньшей угловой скорости барабанов. В конце первого оборота барабанов солнечные и планетарные шестерни при помощи шарнирно-рычажной системы повернутся в противоположных направлениях, обеспечивая возможность свободного прохода заготовки между раздвинутыми ножами. В конце второго оборота барабанов произойдет резание заготовки на двойные длины.

Дисковые ножницы применяют для обрезки кромок полосы и резки широких полос в продольном направлении на несколько более узких полос.

Дисковые пилы. Для порезки профильного проката применяются дисковые пилы с целью повышения качества реза. Дисковые пилы разделяются на две группы: для горячего резания (зубчатые диски) и для холодного резания (гладкие диски). У пил с гладкими дисками резание происходит вследствие расплавления металла при трении быстровращающегося диска.

Правильные агрегаты.

В прокатных цехах применяют правку металла изгибом, растяжением и прокаткой с небольшим обжатием. Правку производят как в горячем, так и в холодном состоянии на правильных и в роликовых правильных машинах.

Правильные прессы бывают горизонтальные и вертикальные. На вертикальных прессах профиль устанавливают на двух роликовых опорах, расположенных на неподвижном столе. Правку осуществляют приложением усилия посредине между опорами путем перемещения верхнего ползуна в вертикальной плоскости. На горизонтальных прессах схема правки аналогична, но ползун, передающий усилие правки, расположен горизонтально и перемещение его осуществляется в горизонтальной плоскости.

Листоправильные машины разделяются на две группы: с параллельным расположением роликов и наклонным. На машинах с параллельным расположением роликов правят толстые листы (свыше 12 мм). На машинах с наклонным расположением роликов правят тонкие листы и полосы (до 4 мм).

Сортоправильные машины с профилированными роликами бывают двух типов: с открытым консольным расположением роликов и с закрытым расположением роликов на валах между двумя опорами последних. Правильные машины с консольными однородными роликами более удобны в эксплуатации, поэтому их применяют не только для правки мелких и средних, но и крупных профилей, например, рельсов.

Механизмы для сматывания и разматывания металла

Для сматывания прокатанного металла в рулоны (полоса, лента, штрипс) и бунты (катанка, мелкосортные профили) применяют моталки. По назначению и конструкции их разделяют на: ролико-барабаные моталки для горячей полосы; барабанные моталки для холодной полосы: свертывающие машины для горячей полосы - штрипса: моталки для сматывания в бунты горячих мелкосортных профилей (круг, квадрат) и катанки. Для приема и центрирования рулонов, отгибания переднего конца рулона с целью направления полосы в прокатный стан (или агрегат резки, отжига, покрытия и т.д.) и создания натяжения полосы при разматывании рулона предназначены разматыватели.

Моталки. Для сматывания горячих полос применяются роликовые барабанные моталки. Полоса подается от стана по рольгангу к подающим роликам, которые направляют полосу между формирующими роликами и барабаном моталки. При сматывании тонкой полосы (1-4 мм) после образования 2-3 первых витков формирующие ролики отводятся от рулона и дальнейшее сматывание осуществляется с натяжением полосы барабаном моталки. При сматывание более толстой полосы после захвата переднего конца полосы барабаном формирующие ролики остаются плотно прижатыми к полосы.

Барабанные моталки применяют для сматывания холодной полосы, одновременно сообщая полосе натяжение. Барабанные моталки применяются на реверсивных и нереверсивных станах.

Свертывающие машины используют для горячего и холодного свертывания широких полос в рулоны. В машинах этого типа полосу свертывают не на барабан, а путем изгиба в роликах. Свертывающие машины устанавливают в потоке стана, скорость сматывания остается постоянной и не зависит от диаметра рулона.

Моталки для сматывания в бунты катанки диаметром от 6 до 10 мм и круглой стали диаметром до 40 мм. Применяют барабанные моталки двух видов: с вращающимся бунтом и с неподвижным бунтом. Моталки первого типа применяются для сматывания катанки при скоростях только до 10 м/с. Их преимущество состоит в том, что, кроме катанки и круглой стали, на них можно сматывать и мелкие профили квадратного сечения. При сматывании катанки применяются также моталки с неподвижным бунтом, преимуществом которых является отсутствие вращения бунта и сматывания металла при любой скорости его подачи, достигающей 20 м/с и более.

Разматыватели широко применяют при холодной прокатке листовой стали. Они входят в состав агрегатов непрерывного травления, отжига, лужения рулонов и др. в состав разматывателя входят: устройства для установки рулона в положение для разматывания и приспособление для отгибания переднего конца рулона и задачи его в подающие ролики.

Агрегаты отделки проката

Получение готового проката высокого качества возможно только тогда, когда на всех стадиях технологического процесса в прокатном цехе осуществляется контроль качества металла, устранение дефектов иотделка проката в механизированных поточных линиях. При производстве готового проката в настоящее время в прокатных цехах эксплуатируется агрегаты отделки проката. Слябы подаются на подъемно - опускающийся стол, сталкиваются сталкивателем на рольганг, выравнивается направляющими линейками и поступают на транспортер, который транспортирует их через группу шлифовально - обдирочных станков. За один проход через станки с верхней поверхности слябов снимается слой металла толщиной 0,5 мм. Затем сляба кантуется на 1800 кантователем и зачищается другая сторона слябы.

Агрегаты термической обработки и охлаждения проката

Термическая обработка готового проката приводит к существенному повышению его механических свойств. На металлургических заводах для термического упрочнения применяются агрегаты и линии для термической обработки листов, устройства и линии для термического упрочнения арматурной стали и мелких фасонных профилей в потоке станов и др.



4. Существующие инновационные разработки по совершенствованию прокатного производства

В настоящее время производство и потребление на мировом и российском рынках сортового проката достаточно устойчиво растет. При этом наиболее востребованным видом сортового проката остаются профили мелких и средних сечений с массой погонного метра до 6-10 кг и катанка. Потребление таких профилей в России превышает их производство. Сократить дефицит сортопрокатной продукции можно за счет увеличения объемов выпускаемой продукции на действующих прокатных станах. Сказанное характерно и для ОАО «Амурметалл» (г. Комсомольск на Амуре), имеющего в своем составе мелкосортно-проволочный стан 320/150 (рис. 2). Сортамент продукции стана включает круглый прокат диаметром 10-40 мм из углеродистых марок стали; арматурные периодические горячекатаные профили диаметром 10-32 мм из низколегированной стали и термомеханически упрочненные арматурные профили из углеродистых марок стали; равнополочные уголки с шириной полки 25-50 мм и толщиной полки 3-6 мм из углеродистой стали, а также катанку и круглую сталь в бунтах. В последние годы производительность стана находится на уровне 380-400 тыс. т проката в год (проектная 500 тыс. т в год).



Рисунок 2 - Схема расположения технологического оборудования мелкосортно-проволочного стана 320/150: 1-загрузочная решетка; 2-кантователь; 3-вталкиватель; 4-нагревательная печь;5-выталкиватель; 6,15-трайб-аппараты; 7-разрывные ножницы; 8-черновая группа клетей 500/400; 9,11-кривошипныеножницы №51 и №52; 10-промежуточная группа клетей 360; 12-чистовая группа клетей 320; 13-кривошипноэксцентриковые ножницы №53; 14-участок ускоренного охлаждения; 16-рольганг; 17-холодильник; 18-роликоправильная машина; 19-транспортер; 20-ножницы холодной резки; 21-пакетирующее устройство; 22,23,24-штабелирующие устройства; 25,26-кривошипно-эксцентриковые ножницы; 27-петлерегулятор; 28-десятиклетевой проволочный блок 215/170; 29-установка водяного охлаждения; 30,31-калибровочные ножницы; 32-отходокрошитель; 33-виткоукладчик; 34-участок воздушного охлаждения; 35-виткосборник; 36-конвейер; 37-опрокидыватели; 38-уплотнение и увязка бунтов; 39-устройство для передачи бунтов; 40-съемник бунтов; 41-транспортер; 42-бунтопакетировочнаямашина

Для стана 320/150 ОАО «Амурметалл» увеличение производительности является объективной необходимостью в связи с высокой себестоимостью проката, вызванной дорогим топливом и электроэнергией, что снижает конкурентоспособность продукции.

В таких условиях технологические режимы прокатки должны быть направлены не только на увеличение производительности стана, но и на экономное расходование материально-энергетических ресурсов, то есть быть оптимальными. Технологический процесс прокатки является достаточно сложной технической системой. Поэтому характерной особенностью современных способов расчета калибровок валков и оптимальных технологических параметров прокатки является моделирование технологических процессов на компьютере. В области сортовой прокатки известны работы в этом направлении зарубежных ученых У. Суппо, Ф. Крочека, К. Томаса и других, отечественных исследователей М.Л. Зайцева, В.С. Берковского, В.Б. Шишко, В.К. Смирнова, В.А. Шилова, Ю.В. Инатовича и других, труды УкрНИИМЕТа, ДонНИИЧЕРМЕТа, ЦНИИЧЕРМЕТа, МИСИСа и УГТУ-УПИ. Достаточно надежный программный комплекс, представляющий собой экспертную систему (ЭС) автоматизированного анализа, проектирования и оптимизации технологических процессов сортовой прокатки разработан в Уральском федеральном университете (УПИ, УГТУ-УПИ).ЭС «Технология сортовой прокатки» позволяет решать широкий круг задач моделирования и диагностики действующих и проектирования новых технологических процессов прокатки. Комплексная математическая модель ЭС позволяет рассчитывать формоизменение металла и энергосиловые параметры для любой системы калибров простой формы. Для схем прокатки, включающих калибры, форма которых отличается от обычной формы калибров простой формы, система расчетов предусматривает определение энергосиловых параметров по методу В.С. Смирнова. При этом фасонные калибры и раскаты заменяются соответственными прямоугольными по методу А.Ф. Головина или М.В. Врацкого, что можно отнести к недостатку описанной математической модели.

Кроме того, ЭС позволяет решать задачи оптимизации технологических режимов сортовой прокатки по критериям

- производительность прокатанного стана П >max;

- расход электроэнергии на прокатку Qэ>min;

- удельный расход валков Qв>min;

- расход топлива на нагрев заготовки Qт >min;

- комплексный критерий, выражающий часть затрат на производство тонны проката

W = CэQэ + СтQт + СвQв,

где CэQэ, СтQт, СвQв - цены на электроэнергию, топливо и валки соответственно.

Состояние оптимизируемого процесса в каждом i -ом проходе для различных систем калибров определяется с учетом ограничений по прочности оборудования рабочих клетей, по степени загрузки электродвигателей привода клетей, по скоростному режиму работы стана, по условиям захвата и устойчивости раскатов, по производительности нагревательной печи.

Достаточно высокая точность расчета параметров процесса прокатки при применении ЭС «Сортовая прокатка»подтверждается экспериментальными исследованиями, в частности и в условиях стана 320/150.



5. Техника безопасности работы цеха

Процесс получения готовой продукции в цехе связан с использованием большого количества горячего (до 1200 ?С) металла, образованием лучистого и конвективного тепловыделения. Металл нагревается в методических печах с применением смеси коксового, доменного и природного газов. На стане используется природный газ, кислород, горючие вещества, оборудование работающее под давлением, применяются грузоподъёмные и другие механизмы.

Коксовый и доменный газы являются ядовитыми и при неправильном использовании могут вызвать отравление людей. Природный газ оказывает удушающее воздействие. Используемые в цехе газы в смеси с воздухом образуют смесь, способную взрываться при наличии источника воспламенения.

При работе на стане возможны ожоги тела от соприкосновения с горячим металлом, оборудованием или инструментом, ранения отлетающей окалиной, от падения транспортируемых и незакрепленных предметов. Движущиеся и вращающиеся части механизмов, загроможденные проходы, несоблюдение установленных габаритов также могут быть причинами несчастных случаев.

На нагревательных печах в момент выдачи заготовок отлетающие куски окалины могут причинить тяжелые ожоги.

Вылетающая из валков стана раскаленная окалина может причинить тяжелый ожог глаз или кожных покровов, а вышедшая из калибров валков полоса - тяжелое увечье.

Основные технологические процессы связаны с использованием грузоподъёмных механизмов.

Перечень всех опасностей и рисков, существующих в цехе, пересматривается и утверждается не реже одного раза в год. Весь персонал должен быть ознакомлен с опасностями и рисками, существующими на рабочих местах и соблюдать меры безопасности, направленные на управление рисками.

Эти меры включают в себя использование спецодежды и средств индивидуальной защиты; применение оградительных приспособлений (экранов, защитных щитов), предупреждающих знаков, плакатов, схем, и других средств визуализации; поддержание в исправном состоянии звуковой и световой сигнализации; содержание рабочих мест в чистоте и исправности, обучение всех трудящихся безопасным приёмам работы и строгому соблюдению трудящимися инструкций по охране труда, производственно-технических инструкций и другой действующей нормативной и технической документации.

Движущиеся и вращающиеся части механизмов стана должны быть закрыты защитными ограждениями.

Работая на загрузочных решётках, следует прислушиваться к сигналам и следить за транспортировкой заготовок электромагнитными кранами.

Запрещается стоять и проходить вблизи передаточной тележки. Перевозимый груз может упасть с тележки. На складе готовой продукции - интенсивное движение электрокранов. Необходимо внимательно следить за их работой и подаваемыми сигналами. Запрещается стоять и проходить под грузом. Через рольганги проходить только по переходным мостикам.

Технологический персонал цеха должен знать устройство и работу оборудования на участках, технологический процесс производства проката, правила технической эксплуатации оборудования, правила электро- и пожаробезопасности, а также действие вредных и опасных факторов при выполнении отдельных технологических операций.

При застревании полосы в любой клети стана, выбросах между группами клетей или на рольгангах и холодильнике прокатка аварийно прекращается.

При этом:

- подается команда по общей связи: «Возврат направо (налево)!»;

- операторы черновой и чистовых групп включают аварийные ножницы для порезки оставшейся части раската при «забуриваниях» соответствующей группы;

- клеть на которой произошло «забуривание», останавливается;

- на группе включается красный цвет световой сигнализации;

- клеть черновой и промежуточной групп по второй нитке может не останавливаться до пропуска находящихся на этой нитке заготовок при условии исключения опасности поломки валков, оборудования и отсутствия опасности для обслуживающего персонала, в противном случае клеть должна быть отключена;

- оператор ПУ-14 полностью прекращает подачу заготовок на стан (при сбоях на черновой или промежуточных группах) и по соответствующей нитке - при сбоях на чистовой группе;

- оставшиеся на рольганге заготовки последовательно по команде нагревальщиков возвращают в печь;

- после прохода остатка раската останавливают предыдущую и первую клеть группы, на промежуточной и чистовой группах поднимают желоба перед группой.

При наличии аварийной ситуации или угрозы обслуживающему персоналу, внезапном прекращении подачи воды и других внештатных ситуаций, оператор принимаёт решение и останавливает аварийно предыдущую клеть или всю группу, оставляя полосу в валках.

Для уборки застрявшего или оставшегося в валках раската, образовавшиеся петли обрезают газовым резаком и убирают краном, освобождают вводную и выводную арматуру, увеличивают зазор между валками до полного освобождения проката с последующим извлечением его из валков. Косое натяжение канатов крана при этом не допускается. Выясняется причина забуривания и устраняются неполадки в линии, происшедшие в результате бурения. После выяснения и устранения аварийной остановки, установки на место арматуры, настройки клети, прокатка возобновляется.

Все рабочие участка уборки и участка отгрузки СГП должны знать и выполнять требования руководства по эксплуатации и техобслуживанию механизмов упаковочных линий, что позволит выполнить намеченную работу безопасно и эффективно.

Все работы, выполняемые на упаковочных линиях ремонтным, обслуживающим и технологическим персоналом должны выполнятся без суеты с соблюдением личной осторожности.

Система содержит много подвижных деталей, которые практически при любом положении (размещении) в линии могут быть автоматически запущены или остановлены сигналом от компьютерной системы. Даже управление системой в ручном режиме очень опасно из-за расстояния между пультом управления и движущимися деталями. Следует обратить внимание на то, что поднимаемые детали могут упасть или начать раскачиваться, что может привести к травме персонала.

Детали могут застрять или внезапно оборваться при недостаточной мощности подъёмника. Необходимо убедиться, что подъёмное устройство предназначено для подъёма транспортируемых грузов.

Оборудование, управляемое гидравликой, может производить непроизвольные движения при подаче гидравлического давления. Это может произойти, если в памяти контроллера сохранились команды из предыдущего цикла.

Категорически запрещено отключать гидравлическую линию или компонент, не зная их предназначения. Следует помнить, что:

- при сбросе давления под действием силы тяжести оборудование может прийти в движение;

- напор (давление) может остаться между контрольными клапанами и компонентами;

- нельзя трогать движущиеся детали, предварительно не заблокировав их механически.

Персоналу, занятому на работе на упаковочных линиях запрещается:

- производить работы, которые им не поручены администрацией;

- работать на механизмах, для обслуживания которых у них нет специальных удостоверений.

К обслуживанию трайб-аппарата и ножниц «Старт-Стоп» допускается только обученный персонал. Сферы ответственности персонала по управлению, наладке и техобслуживанию должны быть чётко определены.

Перед каждым вводом трайб-аппарата и делительных ножниц в эксплуатацию необходимо проверить их техническое состояние. Обнаруженные недостатки должны быть устранены надлежащим образом.

До ввода трайб-аппарата и кривошипных ножниц в эксплуатацию операторы ПУ-23 и ПУ-24 должны убедиться в том, что все защитные ограждения установлены надлежащим образом и в зоне работы трайб-аппарата и ножниц не находятся люди.

Трайб-аппарат мелкого сорта и делительные ножницы изготовлены в соответствии с имеющимся уровнем техники и признанными правилами техники безопасности. Несмотря на это, при эксплуатации ее могут возникать опасности, которые могут представлять собой угрозу причинения вреда жизни и здоровью пользователя или третьего лица, или наносить ущерб машине и другим материальным ценностям.

Необходимо обеспечивать свободный доступ к трайб-аппаратам мелкого сорта и делительных ножниц, а также наличие пути эвакуации на случай аварии. Перед пуском машины в эксплуатацию необходимо освободить зону обслуживания и ухода от аварийного скрапа любого вида.

В случае опасности имеется возможность отключения трайб-аппарата и ножниц с помощью кнопки аварийного останова данного участка стана.

Все работы по содержанию в исправности, ремонту и техобслуживанию разрешается выполнять только в обесточенном состоянии машины и соседних машин при обеспеченном прекращении процесса прокатки. Надежность отключения механизмов от электросети проверять пробным включением предварительно убедившись в отсутствии персонала в зоне работы оборудования.

При работе следует обращать внимание на сигналы световой и звуковой сигнализацию. Световая сигнализация осуществляется при помощи светофоров, находящихся на рабочих местах, для оповещения о готовности к приему металла и предупреждения об аварийном состоянии или остановке участка. Применяются следующие цвета сигналов: зеленый и красный. Светофоры установлены на всех постах управления и означают: зелёный - участок готов к работе; красный - участок не готов к работе. Гудки или звонки установлены на постах управления на рабочих местах.

Ручное вмешательство в работающую машину и эксплуатация машины с дефектными механическими или электрическими деталями не разрешаются.

Во избежание травмирования при удалении скрапа и т.п. ручным способом необходимо применять СИЗ.

До выполнения любой работы по ремонту и техобслуживанию необходимо закрыть подводящую проводку заслонкой, которую по окончании работ опять удаляют, чтобы исключить аварию.

До повторного включения машины необходимо опять установить все защитные перекрытия. Убедиться в том, что вращающиеся детали машины не заблокированы.

При несчастном случае пострадавший обязан немедленно обратиться в здравпункт и сообщить об этом своему руководителю (старшему рабочему, бригадиру, мастеру). При возникновении аварийной ситуации, рабочий обязан принять меры к удалению персонала из опасной зоны, сообщить мастеру и начальнику смены о характере и месте аварии, и далее действовать в соответствии с их указаниями.

При работе следует обращать внимание на сигналы световой и звуковой сигнализацию. Передвигаться по цеху только по установленным маршрутам.

Уровень и концентрация вредных и опасных факторов при выполнении технологических операций (шум, запыленность, загазованность, температура окружающей среды рабочей зоны и т.д.) должны соответствовать действующим нормам.

Действия технологического и обслуживающего персонала при возможных аварийных ситуациях регламентированы планом ликвидации аварий (ПЛА). Весь персонал, работающий на стане, в обязательном порядке проходит ознакомление с ПЛА под роспись в специальном журнале. По позициям оперативной части ПЛА с персоналом, работающем на стане, проводятся учебно-тренировочные занятия и учебные тревоги по ежегодно утверждаемым графикам. Учебно-тренировочные занятия проводятся не реже 1 раза в месяц, результаты занятий фиксируются в специальном журнале, под роспись всех участников. В течение года всему технологическому и обслуживающему персоналу должны быть проведены занятия по всем позициям ПЛА, относящимся к месту их работы. Лица, ответственные за проведение занятий, назначаются распоряжением по цеху. Учебная тревога проводится не реже 1 раза в год комиссией под председательством начальника цеха.



Заключение

В отчете приведена краткая характеристика прокатного производства. Изучены и приведены инновационные разработки по совершенствованию прокатного производства.

Приведены основные положения по охране труда, техника безопасности, связанная с работой персонала в прокатном цехе.



Литература

1. ЕВРАЗ ЗСМК. 50 лет стальных побед. / авт. предисл.: А. Фролов, А. Б. Юрьев. - Новосибирск: Приобские ведомости, 2014. - 89 с.: фот.цв., ил.

2. «Прокатное производство.»/ Полухин П.И., Федосов Н.М., Королев А.А., Матвеев Ю.М. М.,1982 г.

3. Разработка и внедрение оптимальных технологических режимов прокатки на мелкосортно-проволочном стане / Перунов Г.П., Лиманкин В.В., Инатович Ю.В., Шилов В.А. // Труды семинара НПП «МАШПРОМ» 16-20 октября 2009 г. Екатеринбург: МАШПРОМ, 2000.

Размещено на Allbest.ru

...