Лекція "Сортамент та обладнання прокатних цехів"

Про матеріал
Лекція з диципліни "Механічне обладнання прокатних цехів", освітньо-кваліфікаційної програми "Обслуговування і ремонт обладнання металургійних підприємств" , рівень підготовки - молодший спеціаліст
Перегляд файлу

Лекція № 69

 

Спеціальність:     «Обслуговування та  ремонт обладнання        металургійних підприємств»

Дисципліна:          Машини і агрегати металургійних підприємств

Блок                        ПП.09 Машини й агрегати металургійних підприємств

 

 

План лекції          1 Сортамент прокатної продукції

                                2 Склад обладнання прокатних цехів

                                3 Класифікація прокатних станів

 

Лекція

 

 

1 Сортамент продукції прокатних станів

 

Особливістю прокатного виробництва є те, що для випуску кожного виду прокату використовується своя конструкція прокатного стану. Іноді, внаслідок особливих техніко-економічних вимог - навіть кілька різних конструкцій. Тому вивчення механічного обладнання прокатних цехів неможливо без знання сортаменту продукції, що випускається цими цехами.

Продукція прокатного виробництва ділиться на 5 класів:

1. Заготовки - для подальшого перекату в готову продукцію. До них відносяться:

а) Блюми - заготовки для виробництва сортового прокату. Блюми мають поперечний переріз, близький до квадрату  і довжину, набагато більшу, ніж ширина і висота їх (рис.1.1).

Розміри блюмов:

від 150х150мм до 450х450мм; довжина - 4 ... 8 м, маса - до 12т.

 

 

 

Рисунок 1.1− Блюм

 

 

б) Сляби - заготовки для виробництва листового прокату.

Мають поперечний переріз, близький до прямокутного і висоту, набагато меншу, ніж два інших розміру (рис.1.2):

 

1

Рисунок 1.2 – Сляб

 

 

Розміри слябів:

товщина 100 ... 350мм, ширина 600 ... 1600 мм і довжина до 2500мм - для виробництва товстих листів, маса слябів - до 10т;

для виробництва широких смуг - шириною 900 ... 2300мм і довжиною до 15м, маса слябів - до 45т.

в) Власне заготовки - прокат квадратного поперечного перерізу для виробництва середнього, дрібного сорту та дроту (рис.1.3):

 

 

 

Рисунок 1.3 –Заготовка

                         

Орієнтовні розміри заготовок: от 50х50 мм до 170х170мм.

Зустрічаються і плоскі заготовки перерізом 100...280 х 80...100мм.

г) Трубні заготовки - для виробництва безшовних труб на трубопрокатних агрегатах. Мають круглий поперечний переріз діаметром 70 ... 220мм (рис.1.4):

 

 

                              

Рисунок 1.4 – Трубна заготовка

 

 

2.Листовий прокат - листи і смуги.

Підрозділяється на гаряче-і холоднокатаний.

У свою чергу гарячекатаний листовий прокат ділиться на:

а) Товсті листи - товщиною від 4 мм і вище, шириною 1000 ... 5000мм і довжиною понад 50 м. Поставляються замовникам в пачках.

б) Тонкі листи і смуги - товщиною от1 до 4 мм, шириною до 2300мм. Тонкі листи поставляються в пачках, а смуги - в рулонах масою до 45т.

Холоднокатаний прокат ділиться на:

в) Листи й Смуги товщиною 0,2 ... 4 мм, шириною до 2300мм;

г) Жесть - листовий прокат з покриттям оловом, алюмінієм, свинцем і т.п. Має товщину 0,07 ... 0,5 мм і ширину до1300мм;

д) Фольга - прокат з кольорових металів товщиною від 1,5мкм і шириною до 1000 мм. Використовується в основному в електротехнічної промисловості.

 

3. Сортовий прокат (сорт) - класифікується за двома ознаками:

формі поперечного перерізу і розмірами перетину.

За першою ознакою розрізняють:

а) Прості профілі загального призначення - коло, квадрат, смуга і т.п.

б) Фланцеві (фасонні) профілі загального призначення - балки, рейки, швелери, куточки равнобокі і нерівнобокі, тавровий профіль і т.д.

Ці профілі виготовляються за державними і міжнародними стандартами.

в) Спеціальні профілі, що виготовляються за галузевим стандартам - зетовий профіль, шахтна стійка і т.п.

За другою ознакою сорт ділиться на: великий, середній, дрібний та катанку (дріт) - діаметром 5 ... 9мм.

 

4. Труби - безшовні і зварені.

5. Спеціальний прокат - заготовки для машинобудування ( «деталі»), кулі, гнуті профілі, свердла, ребристі труби, залізничні колеса і т.п.

         

2 Склад обладнання прокатних цехів

 

Прокатний цех - це виробнича одиниця, призначена для випуску певного виду прокату. Тому прокатні цехи зазвичай іменуються за видами продукції, що випускається ними: сортопрокатний, товстолистовий, трубопрокатний, цех холодної прокатки листів. Винятком є ​​назва «обтискний цех», яка відповідає його функціональним призначенням - обтисненню злитків для перетворення їх в заготовки (напівфабрикати) з метою подальшого переділу в готовий прокат. На виробництві прокатним цехом також називається будівля, в якому розміщується обладнання прокатного стану або декількох станів.

Прокатний стан - це комплекс агрегатів, машин і механізмів, призначених для прокатки, транспортування і обробки прокату.

Прокатка - процес пластичної деформації металу між робочими валками.

Агрегат - комплекс машин і механізмів, призначений для виконання певної технологічної операції.

Машина - механізм і двигун. Наприклад, мотоцикл.

Механізм - пристрій для перетворення одного виду руху в інший. Наприклад, велосипед.

Двигун - пристрій для перетворення одного виду енергії в інший її вид.

Все обладнання прокатних цехів ділиться на основне і допоміжне.

 

Основним називається обладнання, яка безпосередньо здійснює пластичну деформацію металу, тобто прокатку. Це - прокатні кліті.

Прокатна кліть, звана також головною лінією стану, в загальному випадку містить (рис.2.1):

1. Робочу кліть (або кілька клітей у станів лінійного типу), в якій здійснюється прокатка;

2. Шпинделі - вали для передачі обертального руху під різними кутами;

3. Шестерневі кліті, в якій обертальний момент від одного двигуна розподіляється між кількома валками робочої кліті;

4. Редуктор - для зменшення числа оборотів валів (нині встановлюється рідко в зв'язку з наявністю низькооборотних електродвигунів);

5. Сполучні муфти - моторну (між двигуном і шестерневою кліттю), корінну (між вихідним валом редуктора і шестерневою кліттю) і запобіжну;

6. Двигун (або двигуни в разі індивідуального приводу кожного валка). Зазвичай це електродвигуни постійного струму з паралельним збудженням, але іноді використовуються і синхронні електродвигуни.

7. Маховик, що служив на старих прокатних станах акумулятором кінетичної енергії через недостатню потужність їх двигунів.

Рисунок 2.1− Головна лінія

 

Все інше обладнання прокатного цеху відноситься до допоміжного. Воно забезпечує:

1. Транспортування металу вздовж технологічної лінії, від одного агрегату або машини до інших за допомогою рольгангів і слітковозів, і поперек технологічної лінії за допомогою шлепперів. Сюди ж відносяться і крани, без яких неможливі ведення технологічного процесу і ремонти;

2. Виправлення металу після прокатки для додання йому правильної геометричної форми за допомогою правильних машин;

3. Обрізання нерівних торців і порізку їх, а також вирізання дефектів та проб для механічних випробувань - за допомогою різноманітних ножиць або дискових пилок;

4. Змотування смуг в рулони і їх розмотування за допомогою моталок і розмотувачів;

5. Термічну або термомеханічну обробку прокату для поліпшення комплексу його механічних властивостей;

6. Кантовку і складування прокату, зачистку його поверхні, травлення окалини, контроль якості та інші допоміжні операції.

 

 

Розглянутий вище склад головної лінії в даний час зустрічається рідко. Сучасні прокатні стани зазвичай мають головні лінії двох типів:

з індивідуальним і груповим приводом.

Головна лінія з індивідуальним приводом кожного валка (рис.2.2) включає два електродвигуни 1, які через шпинделі 2, передають обертальний рух валкам 3 робочої кліті 4.  

   

 

Рисунок 2.2− Г Головна лінія з індивідуальним приводом

 

 

Перевагами цього варіанту є менша вартість технічного обладнання і можливість роздільного регулювання швидкості кожного валка, що іноді потрібно технологією. Недоліки - велика вартість електрообладнання та необхідність електричної синхронізації обертання валків, що потрібно технологією прокатки в чистових клітях.

Головна лінія з груповим приводом кожного валка (рис.2.3) включає:

 один електродвигун 1, моторну муфту 2, шестерневу кліть 3, шпинделі 4 і робочу кліть 5.

 

 

 

Рисунок 2.3 − Головна лінія з груповим приводом

 

 

В цьому варіанті один двигун приводить кілька (групу) валків.

Динамічні якості тут гірші, оскільки шестеренні кліті мають дуже великий момент інерції. Вартість електрообладнання менша, а механічного - більша, ніж при індивідуальному приводі. Відсутня можливість роздільного регулювання швидкості валків. Але там, де потрібно мати строго однакові швидкості валків, цей варіант має перевагу.

 


3 Класифікація прокатних станів

 

3.1 Класифікація прокатних станів по розташуванню головних ліній

 

1. Стани з одною кліттю. Це великі обтискні і товстолистові стани. Для збільшення сумарної деформації вони зазвичай працюють в реверсивному режимі.

2. Лінійні стани.

Так називаються тому, що в них кілька (2 ... 5) робочих клітей встановлюються в одну головну лінію (рис.3.1).

 

 

Рисунок 3.1 – Стан лінійного типу

 

 

В даний час застосування лінійного розташування клітей вважається доцільним тільки для рейкобалочного стану.

3. Стани з послідовним розташуванням клітей.

Прокатні кліті розташовуються уздовж технологічної лінії.

Наприклад, стани «тандем» - дві кліті реверсивні (рис.3.2). Цей варіант застосовується для товстолистових станів.

 

 

Рисунок 3.2 – Стан тандем

 

3. Безперервні стани - характерні тим, що прокатка йде одночасно в декількох клітях( рис.3.3). Завдяки безперервності процесу втрати тепла мінімальні, а якість прокату найкраще, тому що безперервні процеси легше піддаються автоматизації.

Але при прокатці на безперервних станах необхідно підтримувати т.зв. «Константу прокатки», що вимагає дуже точного регулювання швидкості прокатки.

 

 

Рисунок 3.3Безперервний стан

 

Зазвичай кліті безперервних станів об'єднуються в чорнову і чистову групи.

З цього типу виконуються середньо- і дрібносортні стани , дротяні стани, а також стани холодної прокатки смуг.

4. Напівбезперервні стани - складаються з безперервної групи і однієї реверсивної кліті або декількох клітей з послідовним розташуванням клітей. Для гарячої прокатки листів використовують стани з чорновою групою у вигляді послідовно розташованих клітей. В силу традиції такі стани називаються безперервними широкосмуговими (БШС). Крім того, стани з чорнової реверсивної кліттю і безперервної чистової групою. Ці стани називаються напівбезперервна широкосмуговими (ПБШС). Для прокатки великого сорту застосовують напівбезперервні стани з безперервною чорновою групою і послідовно-поворотною чистовою.

5. Комбіновані стани - з лінійним та послідовним розташуванням клітей.

 


           3.2 Класифікація прокатних станів по режимам роботи

 

1. Реверсивний режим роботи - прокатка йде зі зміною напрямку обертання валків .

Завдяки реверсивності в одній кліті можна робити багато проходів і таким чином здійснювати значну сумарну деформацію.

2. Нереверсивний режим роботи - валки обертаються в одному напрямку і напрямок руху смуги при прокатці не змінюється.

 

 

3.3 Класифікація прокатних станів за призначенням

 

1. Обтискні стани - блюмінги, слябінги.

Позначаються по номінальному діаметру валків: блюмінг 1300, слябінг1150. Режим роботи - реверсивний. Число клітей n = 1.

2. Заготівельні стани - зазвичай безперервні (БЗС). Типовий представник - вітчизняний БЗС 900/700/500. Має 14 клітей трьох типів з діаметрами валків 900, 700 і 500мм.

3. Рейкобалочні стани (РБС) - зазвичай лінійного типу з діаметром валків 800 ... 850мм. Число клітей - до 4.

4. Великосортні стани - напівбезперервні або з послідовним розташуванням клітей. Діаметр валків - 560 ... 800мм.

5. Середньосортні стани - безперервного типу. Діаметр валків - 350 ... 550мм. Типовий вітчизняний середньосортний стан 350 має число клітей - 14.

6. Дрібносортні стани - безперервного типу. Діаметр валків - 250 ... 330мм. Типовим є вітчизняний дрібносортний стан 250. Має число клітей - 23.

7. Дротяні стани - виключно безперервні з діаметром валків 150...280мм. Вітчизняні стани 250 мають по 37 клітей. У чорнових клітях прокатка ведеться в 4 «нитки», в чистових - в одну. Продукція - катанка діаметром 6 ... 9 мм.

8. Товстолистові стани (ТЛС) - в основному мають 2 кліті -  «тандем» (стан 2800 АМК). Іноді оснащуються третьої кліттю з вертикальними валками (стан 3600 з-ду «Азовсталь»). Великі ТЛС з довжиною бочки 4000 ... 5000мм мають одну кліть. Довжина бочки ТЛС - 2250 ... 5500мм.

Режим роботи - реверсивний.

9. Широкосмугові стани гарячої прокатки - безперервні (БШС) і напівбезперервні (ПБШС). Довжина бочки - 1300 ... 3050мм, але у більшості - 2000 ... 2300мм. У БШС число клітей - 11 ... 15, ПБШС мають 6 ... 10 клітей,

10. Листові стани холодної прокатки (ЛХП) - підрозділяються на безперервні і одноклетьеві реверсивні.  Безперервні мають 3 ... 5 клітей з довжиною бочки 1200...2210мм.

11. Для прокатки жерсті застосовуються безперервні 6-ти клітьові стани з довжиною бочки 1300 ... 1420мм. Вони виробляють жесть товщиною 0,08... 0,15 мм з гарячекатаних смуг товщиною 1,5 ... 3,5 мм.

 Одноклетьевим реверсивні стани мають дуже багато різних конструкцій. Довжина бочок у них - 1200 ... 2285мм.

В цей же клас входять багатовалкові (20-ти і більше) стани для прокатки фольги.

12. Трубопрокатні стани (агрегати) - відрізняються великою різноманітністю конструкцій. До них відносяться прошивні стани для отримання т.званих  гільз трубних заготовок. Для перетворення гільз в труби застосовуються автомат-стани,  безперервні стани, пільгер-стани, рейкові стани.

 

 

 

Контрольні питання

 

 

1. Які 5 видів продукції прокатного виробництва ви знаєте?

2. Які види сортового прокату ви знаєте?

3. Дайте визначення прокатного стану

4. Яке обладнання входить в головну лінію?

5. Яке обладнання називають допоміжним?

6. За якими ознаками класифікуються прокатні стани?

 

 

 Література

 

 

  1. Целиков А.И. Машины и агрегаты металлургических предприятий, т.3, Машины и агрегаты для производства и отделки проката – М.; Металлургия, 1988,  680с.
  2. Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов -  М.; Металлургия, 1985, 376с.
  3. Королев А.А. « Механическое оборудование прокатних цехов черной и цветной металлургии », - М., Металлургия, 1976 – 543с.

 

11

doc
Пов’язані теми
Технології, Інші матеріали
Додано
27 листопада 2019
Переглядів
2434
Оцінка розробки
Відгуки відсутні
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку