Сравнивая два одинаковых образца из стали, полученных разными способами, нельзя однозначно сказать, какой из них лучше. Но с учетом специфики применения металлических изделий (будь то лист или пруток) в каждом конкретном случае следует понимать, какие свойства приобретает сплав при той или иной прокатке заготовок («слябов»). Это нужно не только для того, чтобы сделать оптимальный выбор и не переплачивать за продукцию (особенно если производится закупка большой партии).

Порой разница между горячекатаными и холоднокатаными изделиями – принципиальная.

Информация, представленная в данной статье, будет интересна рядовому потребителю и однозначно поможет принять правильное решение. Но и профессионалу нелишне ознакомиться с предлагаемым материалом, так как всегда полезно периодически освежать память.

Главное различие в способах проката – в температуре, при которой производится обработка заготовок. При горячем она превышает 920 ºС (1700 ºF). Холодный прокат производится в более щадящем режиме, и температура существенно ниже значения (иногда на уровне комнатной), при котором происходит рекристаллизация конкретного металла (сплава).

Примечаниe

Рекристаллизация – процесс, при котором образуются и растут зерна (гранулы) равноосные. Происходит при значительном повышении температуры и меняет структуру материала, который приобретает иные свойства.

Особенности проката

Горячий

• Металл (сплав) легче поддается обработке, поэтому при таком способе проката можно получить более тонкие листы или пруток меньшего сечения.
• Для изготовления изделий методом горячего проката в основном используется низкосортная, более дешевая сталь.
• Существует необходимость дальнейшей обработки изделий, так как нередко они покрыты окалиной.
• Геометрия горячекатаных образцов строгостью не отличается (например, неровности по углам листов, неравномерность толщины), так как невозможно точно просчитать пределы деформации при охлаждении металла.

Расчет массы горячекатаного и холоднокатного листа по ГОСТ 19903-90, 19904-90:

• Армирующие (усиливающие).
• Несущие (фундаментные).

Холодный

• Такой способ проката позволяет точно выдержать заданные размеры изделий.
• Поверхность получаемых образцов – более гладкая, ровная, поэтому их последующая обработка сводится к минимуму (а порой и вовсе не требуется).
• Металл холоднокатаный становится более твердым и прочным (на изгиб, растяжение, разрыв) с однородной структурой по всей площади.
• На производство идет .
• Более высокое качество холоднокатаного проката повышает его стоимость.

Вывод

Если на первом месте – стоимость проката, то предпочтение следует отдать горячему. Когда же определяющим фактором является внешний вид, прочность, качество, то следует приобретать холоднокатаные образцы.

\Типовая должностная инструкция Вальцовщика стана холодного проката труб 3-го разряда

Должностная инструкция Вальцовщика стана холодного проката труб 3-го разряда

Должность : Вальцовщик стана холодного проката труб 3-го разряда
Подразделение: _________________________

1. Общие положения:

Подчиненность:
• Вальцовщик стана холодного проката труб 3-го разряда непосредственно подчиняется........................
• Вальцовщик стана холодного проката труб 3-го разряда выполняет указания....................................................

(указания этих работников вы выполняются только в том случае, если они не противоречат указаниям непосредственного руководителя).

Замещение:

• Вальцовщик стана холодного проката труб 3-го разряда замещает.................................................................................
• Вальцовщика стана холодного проката труб 3-го разряда замещает...............................................................................

Прием и освобождение от должности:
Вальцовщик стана холодного проката труб назначается на должность и освобождается от должности руководителем отдела по согласованию с руководителем подразделения.

2. Требования к квалификации:

Должен знать:

• технологический процесс холодной прокатки труб
• устройство, принцип работы и правила технической эксплуатации обслуживаемого оборудования
• требования государственных стандартов на холоднокатаные трубы
• марки стали и их свойства при прокатке
• сортамент труб
• применяемый прокатный инструмент
• слесарное дело.

3. Должностные обязанности:

• Ведение технологического процесса прокатки труб с внешним диаметром до 15 мм на одном роликовом стане холодного проката труб.
• Управление станом.
• Перевалка сменного прокатного инструмента.
• Наблюдение за качеством прокатываемых труб, смазкой валков.
• Управление обрезным устройством.
• Перевалка калибров на валковых станах холодной прокатки труб.
• Наладка стана.
• Выполнение текущего ремонта стана.

стр. 1 Должностная инструкция Вальцовщик стана холодного проката труб
стр. 2 Должностная инструкция Вальцовщик стана холодного проката труб

4. Права

• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право давать подчиненным ему сотрудникам поручения, задания по кругу вопросов, входящих в его функциональные обязанности.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право контролировать выполнение производственных заданий, своевременное выполнение отдельных поручений подчиненными ему сотрудниками.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право запрашивать и получать необходимые материалы и документы, относящиеся к вопросам своей деятельности и деятельности подчиненных ему сотрудников.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право взаимодействовать с другими службами предприятия по производственным и другим вопросам, входящим в его функциональные обязанности.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право знакомиться с проектами решений руководства предприятия, касающимися деятельности Подразделения.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право предлагать на рассмотрение руководителя предложения по совершенствованию работы, связанной с предусмотренными настоящей Должностной инструкцией обязанностями.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право выносить на рассмотрения руководителя предложения о поощрении отличившихся работников, наложении взысканий на нарушителей производственной и трудовой дисциплины.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право докладывать руководителю обо всех выявленных нарушениях и недостатках в связи с выполняемой работой.

5. Ответственность

• Вальцовщик стана холодного проката труб несет ответственность за ненадлежащее исполнение или неисполнение своих должностных обязанностей, предусмотренных настоящей должностной инструкцией - в пределах, определенных трудовым законодательством Российской Федерации.
• Вальцовщик стана холодного проката труб несет ответственность за нарушение правил и положений, регламентирующих деятельность предприятия.
• При переходе на другую работу или освобождении от должности Вальцовщик стана холодного проката труб ответственен за надлежащую и своевременную сдачу дел лицу, вступающему в настоящую должность, а в случае отсутствия такового, лицу его заменяющему или непосредственно своему руководителю.
• Вальцовщик стана холодного проката труб несет ответственность за правонарушения, совершенные в процессе осуществления своей деятельности, - в пределах, определенных действующим административным, уголовным и гражданским законодательством Российской Федерации.
• Вальцовщик стана холодного проката труб несет ответственность за причинение материального ущерба - в пределах, определенных действующим трудовым и гражданским законодательством Российской Федерации.
• Вальцовщик стана холодного проката труб несет ответственность за соблюдение действующих инструкций, приказов и распоряжений по сохранению коммерческой тайны и конфиденциальной информации.
• Вальцовщик стана холодного проката труб несет ответственность за выполнение правил внутреннего распорядка, правил ТБ и противопожарной безопасности.

Настоящая должностная инструкция разработана в соответствии с (наименование, номер и дата документа)

Руководитель структурного

Стальной холоднокатаный лист, получаемый в процессе холодной прокатки, характеризуется высоким качеством поверхности и точностью геометрических размеров. Подобная прокатка рекомендована при обработке листов малой толщины.

1 Лист холоднокатаный – ГОСТ и общие сведения

Холодная прокатка используется в тех случаях, когда требуется получить тонкие (менее 1 миллиметра) и высокоточные по параметрам листы и полосы стали, что недостижимо при применении горячекатаной технологии. Также прокат в холодном состоянии обеспечивает высокое качество физико-химических характеристик и отделки поверхности изделия.

Указанные достоинства обуславливают активное использование данного вида тонколистового проката и в цветной, и в черной металлургии наших дней (примерно половина тонколистового проката сейчас – это именно холоднокатаные листы).

Недостатком такой схемы является то, что она намного более энергоемка, нежели горячая прокатка. Вызвано это явлением наклепа (иначе говоря – деформации) стали в процессе проката, снижающего пластичные параметры конечного продукта. Для их восстановления приходится дополнительно осуществлять отжиг металла. Кроме того, описанный тип проката имеет технологию с немалым количеством различных переделов, для выполнения которых требуется использовать многообразное и технически сложное оборудование.

В цветной металлургии холоднокатаный процесс незаменим для выпуска медных, полос и лент малой толщины. Чаще же всего он применяется для обработки конструкционных низкоуглеродистых сталей шириной до 2300 мм и толщиной не более 2,5 мм, без которых не может обойтись современное автомобилестроение. Прокаткой холодного типа производят практически все виды жести, а также:

• конструкционные низколегированные стали (в частности, трансформаторная и динамная электротехническая и нержавеющая сталь) – 45, 40Х, 09Г2С, 20, 65Г, 08кп, 08пс и др.;
• кровельные листы;
• травленый и отожженный декапир (металл для изготовления эмалированных изделий).

Согласно ГОСТ 9045–93, 19904–90 и 16523–97 тонколистовая продукция делится на различные типы в зависимости от:

• плоскостности: ПВ – высокая, ПО – особо высокая, ПН – нормальная, ПУ – улучшенная;
• точности: ВТ – высокая, АТ – повышенная, БТ – нормальная;
• качеству поверхности: высокая и особо высокая, а также повышенная отделка;
• виду кромки: О – обрезная, НО – необрезная;
• виду отпуска потребителям: в рулонах и в листах.

2 Как изготавливается холоднокатаный листовой прокат?

Такой прокат получают из (их толщина может достигать 6 мм, минимум – 1,8 мм), которые подаются в рулонах на участок холодной прокатки. Исходный материал на своей поверхности имеет оксиды (окалину). Их требуется удалять в обязательном порядке, так как оксиды снижают качество поверхности х/к листа за счет вдавливания в него. Также окалина вызывает ранний выход из строя прокатных валков. Понятно, что первым этапом технологической операции выпуска холодного проката становится удаление с горячекатаных листов этой самой окалины по одной из двух методик:

• механической: суть метода заключается в применении дробеструйной обработки поверхности полосы либо осуществлении ее пластической деформации;
• химической: окалину растворяют в кислотах.

Как правило, сейчас оба указанных метода используются комбинированно. Сначала проводится механическая обработка листов (предварительный этап) в агрегатах пластического растяжения, затем – химическая (основной) в травильных ваннах, содержащих соляную или серную кислоту. Более эффективным выглядит травление с применением соляной кислоты. Она быстрее справляется с вредными оксидами, обладая большей активностью. Да и качество поверхности металла после ее использования получается намного лучше. Кроме всего прочего, в промывных ваннах она полнее и легче удаляется с полос, что снижает себестоимость холоднокатаного листового проката.

После протравки рулонный материал подается на непрерывный стан (с четырьмя либо пятью клетями) холодной прокатки, в составе которого есть:

• разматыватели;
• ножницы;
• моталки;
• петлеобразующий механизм;
• стыкосварочный агрегат;
• летучие ножницы.

На цепном транспортере стальные рулоны отправляются в разматыватель, где они затягиваются в тянущие ролики. Оттуда полосы уходят на валки клети, оснащенной комплексом регулирования толщины полосы и нажимной гидромеханической установкой (гидроцилиндры, нажимной винт, толщиномер, месдоза, насос, регулирующее и управляющее устройство).

Полосы проходят через все клети, предусмотренные на стане, в которых выполняется их обжатие по заданным параметрам, а затем отправляются на барабан моталки (намотка на него осуществляется при помощи захлестывателя). После этого оборудование начинает функционировать на полную мощность со скоростью прокатки не менее 25 метров в секунду (все предыдущие операции производятся на скорости до 2 м/с, которую именуют заправочной). Когда в разматывателе остается не более двух витков полосы, стан вновь переводится в режим заправочной скорости.

Чтобы восстановить пластичность стали и устранить наклеп на холоднокатаных листах (он после процедуры холодной деформации неизбежен), выполняют рекристаллизационный отжиг при температуре около 700 градусов Цельсия. Процедура проходит в протяжных печах (они работают по непрерывной схеме) либо в колпаковых.

Затем сталь подвергается дрессировке – небольшое (от 0,8 до 1,5 процентов) финальное обжатие, необходимое для придания х/к листам заданных параметров. Полосы толщиной от 0,3 мм дрессируются в один пропуск. Данная операция характеризуются следующими положительными свойствами:

• увеличение прочности стали;
• снижение коробоватости и волнистости металлических полос;
• создание качественного микрорельефа поверхности;
• уменьшение (незначительное) предела текучести.

Самое же главное, что после дрессировки на поверхности листов не появляются линии сдвига (в противном случае они обязательно проступают в процессе штамповки).

3 Возможные дефекты при производстве листов методом холодной прокатки

Изъяны х/к листов отличаются разнообразием, зачастую они присущи определенному типу холоднокатаной продукции. В связи с тем, что толщина таких листов существенно меньше, чем у горячекатаных, чаще всего их дефекты связаны с волнистостью, продольной и поперечной разнотолщинностью, коробоватостью и некоторыми другими факторами, обусловленными несоблюдением точности форм и параметров проката. Разнотолщинность, в частности, вызывается следующими причинами:

• прокатка без требуемого натяжения конца полосы;
• изменение (из-за нагрева) сечения валков и температуры заготовки;
• неоднородная структура валков.

Нередко встречается и такой дефект, как нарушение сплошности стали (появление плены, трещин, дыр, расслоений, рваной кромки). Он обычно обусловлен невысоким качеством начальной заготовки. Также достаточно часто фиксируются отклонения по физико-химическим параметрам и структуре металла, которые возникают из-за нарушения режимов термообработки листов.

непрерывные станы с числом клетей 4-5-6.

Одноклетевые многовалковые реверсивные станы

Эти станы используют для прокатки небольших партий листов широкого сортамента, особенно из труднодеформируемых марок сталей. Станы просты в настройке, прокатку можно вести с любым числом проходов. В черной металлургии наиболее часто используют станы кварто и 20-ти валковые.

На одноклетевых станах применяют два способа прокатки:

Полистную прокатку ведут в клети кварто. Исходной заготовкой является горячекатаный травленный лист толщиной 3-10,5мм ; конечная толщина прокатываемых листов до 1,5мм .

Прокатка рулонной полосы. Прокатку ведут в 20-ти валковых станах с диаметром рабочих валковD p = 3-150мм , длиной бочкиL б = 60-1700мм .

В сортамент таких станов входят тонкие полосы толщиной 0,57-0,60 мм , шириной до 1700мм . Исходной заготовкой является травленная горячекатаная рулонная полоса толщиной 3-4мм . При прокатке лент толщиной 0,002-0,10мм исходной заготовкой является холоднокатаная полоса толщиной 0,03-1,0мм , прошедшая "светлый" отжиг.

Одноклетевые реверсивные станы оборудованы с передней и задней стороны моталками. Прокатку ведут за несколько проходов, перематывая полосу с одной моталки на другую, с большими натяжениями полосы между моталками и рабочей клетью с обязательным применением технологических смазок для снижения влияния сил трения на силу прокатки. На рис. 33 приведена схема двадцативалкового стана холодной прокатки полос.

Рис. 33. Схема двадцативалкового стана холодной прокатки:

1 – рабочие валки; 2 и 3 – промежуточные и опорные валки; 4 – измеритель толщины полосы; 5 и 7 – натяжные устройства; 6 – полоса; 8 – барабаны моталок

Стан имеет только два рабочих валка, деформирующих полосу. Остальные валки опорные и предназначены для уменьшения изгиба рабочих валков.

Непрерывные станы холодной прокатки тонких полос

Непрерывные станы применяют при значительных объемах производства сравнительно узкого сортамента полос. Современные непрерывные станы состоят из 5-6-ти нереверсивных клетей кварто, полоса одновременно находится во всех клетях. В каждой клети производится только один проход. Непрерывные станы снабжены с передней стороны разматывателем, с задней – моталкой.

Подкатом для непрерывных станов холодной прокатки являются горячекатаные предварительно травленые рулоны со смазанной поверхностью. Горячекатаную рулонную полосу получают с непрерывных широкополосных станов горячей прокатки. Толщина подката составляет в зависимости от толщины готовой продукции 2-6 мм .

При холодной прокатке возникают большие давления металла на валки из-за упрочнения металла в процессе деформации и большого влияния сил внешнего трения. Холодную прокатку рулонной полосы ведут со значительным натяжением полосы между клетями и между последней клетью и моталкой с обязательным применением технологических смазок. Натяжение полосы обеспечивает значительное уменьшение давления металла на валки, что позволяет прокатывать полосу с высокими обжатиями за каждый проход и способствует плотному сматыванию полосы на моталку и устойчивому положению ее между валками, полоса не смещается вдоль бочки валка. Применение технологических смазок приводит к снижению влияния сил трения, уменьшению давления металла на валки.

На 5-ти клетевых непрерывных станах прокатывают полосы толщиной 0,2-3,5 мм , на 6-ти клетевых толщиной 0,18-1,0мм . Ширина прокатываемых на этих станах полос – до 1200мм .

На непрерывных станах применяют два способа прокатки:

Порулонную прокатку полос. Каждый рулон прокатывается отдельно.

Бесконечную прокатку рулонной полосы. Смежные рулоны перед прокаткой сваривают в стык.

Схемы непрерывных станов порулонной прокатки и бесконечной прокатки приведены на рис. 34.

Рис. 34. Схемы непрерывных станов порулонной (а ) и

бесконечной (б ) прокатки:

1 – разматыватели;2 – рабочие клети;3 – моталки;4 – ножницы;5 – стыкосварочная машина;6 – петлеобразующее устройство;7 – летучие ножницы

При порулонной прокатке (рис. 34, а ) травленные горячекатаные рулоны со склада подают краном на транспортер перед станом холодной прокатки, с которого по одному подают к разматывателю. Затем опускается рычаг с электромагнитом, магнит притягивает конец рулона, приподнимает его и подает в задающие ролики. Эти ролики подают полосу далее во вводную проводку, которая зажимает и задает ее в валки первой клети.

Процесс прокатки начинается на малой заправочной скорости 0,5-1,0 м /с . Полоса задается в первую клеть, пропускается через валки всех клетей и направляется на барабан моталки. При образовании на барабане моталки 2-3 витков рулона стан разгоняют до рабочей скорости 30-40м /с . При прохождении через валки заднего конца полосы скорость вновь снижают. Поскольку большая часть полосы прокатывается с переменной скоростью, то это приводит к изменению условий прокатки, силы прокатки, упругой деформации клети, а в конечном итоге к изменению толщины полосы по ее длине.

Значительное улучшение качества полосы достигается на станах бесконечной прокатки (рис. 34, б ), на которых в потоке перед станом концы рулонов, подготовленных для прокатки, свариваются. В результате сокращаются операции заправки переднего конца, скорость прокатки снижается только при прохождении через валки сварных швов, соответственно повышается производительность и сокращается расходный коэффициент металла. Непрерывность процесса в момент сварки концов смежных рулонов, требующих остановки полос, обеспечивается наличием петлевого накопителя 6 . Когда процесс сварки рулонов заканчивается, вновь создается петлевое накопление полосы, по выходе из последней клети полоса разрезается летучими ножницами 7 и сматывается на моталках 3 .

Донбасская государственная машиностроительная академия

Кафедра –

Автоматизированные металлургические машины и оборудование

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

"Технологические линии и комплексы металлургических цехов"

Выполнил

студент группы МО-03-2 А.С. Селедцов

Руководитель работы: Э.П. Грибков

г.Краматорск

Реферат

Расчётно-пояснительная записка содержит стр., 2 таблицы,3 источника, 3 рисунка.

Основная задача данной курсовой работы – выбор цеха холодной прокатки, прокатного стана и разработка технологического процесса для производства листа шириной 1400мм и толщиной 0,35мм из стали 08кп производительностью 800 тысяч тонн в год.

В ходе выполнения работы были рассмотрены станы холодной прокатки различной конструкции и производительности (реверсивные и непрерывные).

Для производства заданного проката был выбран Непрерывный стан 2030 Новолипецкого металлургического комбината. Описание его оборудования так же приводится в расчётно-пояснительной записке.

Графическая часть курсовой работы содержит план расположения оборудования цеха непрерывного стана и графики загрузки клетей прокатного стана.

цех холодная прокатка сталь производительность

ПРОКАТНЫЙ СТАН. НЕПРЕРЫВНЫЙ ТРАВИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ. ШЕСТЕРЁННАЯ КЛЕТЬ. ОБЖАТИЕ. СИЛА ПРОКАТКИ. МОЩНОСТЬ ПРОКАТКИ. ЛЕТУЧИЕ НОЖНИЦЫ. МОТАЛКА. ОЧАГ ДЕФОРМАЦИИ. РОЛЬГАНГ.

Введение

1 Станы холодной прокатки

1.2 Непрерывный стан 1700 Мариупольского металлургического комбината им. Ильича

2 Непрерывный стан 2030 Новолипецкого металлургического комбината

3 Расчет энергосиловых параметров холодной прокатки. Математическое обеспечение

4 Определение технологических режимов прокатки листа 0.35×1400

5 Расчет производительности стана

Заключение

Перечень ссылок

Приложение А – Графики распределения параметров прокатки по проходам

Приложение Б –Программа для расчёта энергосиловых параметров процесса прокатки

Введение

Основная часть получаемой стали проходит через прокатные цеха и лишь незначительное количество через литейные и кузнечные цеха. Поэтому развитию прокатного производства уделено большое внимание.

Курс «Технологические линии и комплексы металлургических цехов» является специальной дисциплиной, которая формирует у студентов профессиональные знания в области теории и технологии непрерывных металлургических линий и агрегатов.

В результате выполнения курсовой работы должны быть выполнены следующие разделы:

Разработать и описать технологические процессы в целом по участкам (агрегатам) и по отдельным операциям с проработкой вопросов непрерывности технологии;

Осуществить выбор по заданной производительности и размерам поперечного сечения листового проката стана холодной листовой прокатки, из существующих конструкций;

Произвести расчет распределения обжатий по проходам в клетях прокатного стана;

Выполнить расчеты усилий прокатки в каждой клети прокатного стана и мощности электроприводов;

Определить годовую производительность стана;

Выполнить автоматизацию технологических режимов обжатий.

В ходе выполнения курсовой работы закрепляются и расширяются знания, полученные при изучении курса «ТЛКМЦ», появляются навыки в выборе производственного оборудования, расчетах технологических режимов обжатий и энергосиловых параметров прокатки, использование при расчетах электронно-вычислительной техники.

1 Станы холодной прокатки

Способом холодной прокатки получают ленты, листы и полосы наименьшей толщины и шириной до 4600...5000мм.

Основными параметрами широкополосных станов является длина бочки рабочей клети (в непрерывных станах последней клети).

Для производства листовой холоднокатаной стали применяют реверсивные одноклетевые и последовательные многоклетевые станы.

По заданию наиболее подходящими являются 3 стана:

1.1 Непрерывный стан 2500 Магнитогорского металлургического комбината

Цех введен в эксплуатацию в 1968 г. Оборудование стана расположено в семи пролетах (рисунок 1).

Рисунок 1. Схема основного технологического оборудования стана 2500 Магнитогорского металлургического комбината:

I - пролет склада горячекатаных рулонов, II - пролет НТА, III - пролет стана, IV - пролет колпаковых печей; 1 - конвейер передаточный горячекатаных рулонов, 2 - мостовые краны, 3 - непрерывно-травильные агрегаты, 4 - агрегат поперечной резки горячекатаных рулонов, 5 - рабочая линия стана, 6 - дрессировочный стан, 7 - дрессировочный стан 1700, 8 и 9 - агрегаты продольной и поперечной резки, 10 - колпаковые печи.

Стан предназначен для прокатки в холодном состоянии полос сечением (0,6-2,5) х (1250-2350) мм в  30-т рулон внутренним диаметром 800 мм, наружным  1950 мм из сталей 08Ю, 08кп, 08пс (ГОСТ 9045-80), сталей 08 - 25 всех степеней раскисления с химическим составом по ГОСТ 1050-74 и Ст0 - Ст3 кипящей, полуспокойной и спокойной (ГОСТ 380-71).

1.2 Непрерывный стан 1700 Мариупольского металлургического комбината им. Ильича

Первая очередь цеха холодной прокатки введена в эксплуатацию в 1963 г., оборудование стана расположено в 12 пролетах (Рисунок 2).

Рисунок 2. Схема расположения основного технологического оборудования стана холодной прокатки 1700 Мариупольского металлургического комбината им. Ильича:

I - склад горячекатаных рулонов, II - пролет стана, III - машинный зал, IV - пролет газовых колпаковых печей, V - склад готовой продукции; 1, 3, 8, 10, 12, 13, 19, 20, 22, 24, 26, 28 - мостовые краны, 2 - агрегат поперечной резки, 4 - конвейеры передаточные с кантователями, с5 - агрегаты упаковки пачек листов, 6 - ножницы, 7 - непрерывно-травильные агрегаты (НТА), 9 - комбинированный агрегат резки, 11 - гильотинные ножницы, 14 - конвейер подачи рулонов к стану, 15 - разматыватель, 16 - рабочая линия станов, 17 - моталка, 18 - конвейер отводящий, 21 - одностопные колпаковые печи, 23 - пакетирующие столы, 25 - весы, 27 - дрессировочные агрегаты, 29 - дрессировочная клеть, 30 - агрегат продольной резки, 31 - агрегаты упаковки рулонов, 32 - двухстопные колпаковые печи, 33 - пакетировочный пресс

Стан предназначен для холодной прокатки полос сечением (0,4-2,0) х (700-1500) мм в рулонах из сталей углеродистых обыкновенного качества (кипящей, спокойной, полуспокойной): Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5; углеродистых качественных конструкционных: 08кп, 08пс, 10кп, 10пс, 10, 15кп, 15пс, 15, 20кп, 20пс, 20, 25, 30, 35, 40, 45; нестареющих 08Ю, 08Фкп; электротехнической стали.

Кипящие и спокойные стали поставляются по ГОСТ: 16523-70, 9045-70, 3560-73, 17715-72, 14918-69, 19851-74 и техническим условиям с химическим составом по ГОСТ 380-71 и 1050-74. Электротехническая сталь поставляется по ГОСТ 210142-75. [ 2 ]

2 Непрерывный стан 2030 Новолипецкого металлургического комбината

Из рассмотренных станов наиболее подходящим является Непрерывный стан 2030

Непрерывный пятиклетевой стан холодной прокатки 2030 предназначен для прокатки полос толщиной 0,35-2,0 мм при бесконечном режиме и 0,35-3,5 мм при порулонном из углеродистых и конструкционных сталей. При стане размещены: склад горячекатаных рулонов, травильное отделение, участок отделки горячекатаной продукции, термическое отделение и участки для отделки холоднокатаных листов и покрытий (рисунок 3).

Рисунок 3. Схема основного технологического оборудования стана холодной прокатки 2030 Новолипецкого металлургического комбината:

1 - дрессировочные станы 2030; 2 - линия стана 2030; 3 - агрегат резки полосы; 4 - гильотинные ножницы; 5 - весы; 6 - мостовые краны; 7 - передаточная тележка; 8 - агрегаты непрерывного травления.

Подготовка металла к прокатке

Заготовкой для прокатки служат горячекатаные травленые полосы в рулонах, поступающие со стана 2000 горячей прокатки. Толщина полосы 1,8-6,0 мм, ширина 900-1850 мм.

В цехе установлены два агрегата непрерывного травления для удаления механической ломкой и химическим растворением в растворах соляной кислоты окалины с поверхности горячекатаных полос из углеродистой стали, свернутых в рулон.

Основные габариты агрегата: ширина 12 м, высота 10,95 м, длина 323 м, заглубление 9,6 м. Каждый агрегат включает: разматыватель рулонов, стыкосварочную машину, накопитель, ванны для травления, нейтрализации, промывки и очистки полос, сушильный агрегат, а также установку регенерации растворов.

Горячекатаные рулоны мостовым краном подают в вертикальном положении на устройство для транспортировки, кантуют в горизонтальное положение и выдают на приемную часть разматывателя.

В устройство для транспортировки рулонов входят: пластинчатый длиной 49,2 м транспортер с шагающими балками для 14 рулонов, измеритель ширины, кантователь грузоподъемностью 440 кН, транспортер с шагающей балкой для трех рулонов, машина для удаления обвязочной ленты, загрузочный цепной конвейер для пяти рулонов общей длиной 19,4 м (скорость транспортирования 9 м/мин), гидравлическая установка для обеспечения устройств транспортировки рулонов гидравлическим маслом с давлением 14 МПа.

Входная часть предназначена для размотки рулонов, обрезки передних и задних концов, вырезки дефектов, сварки полос встык для получения непрерывной полосы перед травлением. Загрузочная тележка имеет привод подъема от двух гидроцилиндров 280/160 и 1200 мм, привод перемещения - от 12-кВт двигателя постоянного тока.

Консольный четырехступенчатый разматыватель предназначен для размещения рулона, центрования по оси травильной линии и размотки полосы сверху. Отгибатель переднего конца полосы, тянущий и правильный агрегат служат для подачи переднего конца полосы от разматывателя до гильотинных ножниц, правки полосы и после обрезки подачи к сварочной машине. Толщина разрезаемого на ножницах металла 6,0 мм, ширина 1950 мм, максимальное усилие реза 625 МН, ход подвижного ножа 100 мм.

Тип стыкосварочной машины SBS 80/1600/19Н со сварочным трансформатором мощностью 1,6 МВт, усилием осадки 780 кН при давлении 10 МПа. Максимальная ширина свариваемой полосы 1,9 м.

Комплект натяжных роликов служит для разматывания полосы с разматывателей после сварки и для создания натяжения полосы в петлевом устройстве (четыре ролика диаметром 1,3 м, длиной бочки 2,1 м, три ролика имеют диаметр 254 мм, длину 600 м). Ролики облицованы полиуретаном.

Входное петлевое устройство предназначено для создания запаса полосы, обеспечивающего непрерывную работу агрегата при переходе с одного разматывателя на другой, а также подготовки, сварки концов полос и обработки сварочного шва. Горизонтальные петли (6 ветвей) располагаются под травильными ваннами. Нижняя часть петли поддерживается рольгангами, а верхняя тележкой и роликами поворотных устройств. Петлевых тележек и направляющих роликов по три. Запас полосы 720 мм, скорость тележки 130 м/мин, натяжение, создаваемое приводами петлевых тележек 45,8-84,0 КН. Привод петлевого устройства от двух двигателей мощностью 0-530/530 кВт, число оборотов 0-750/775 в мин.

Вспомогательная лебедка служит для заправки полосы и сведения концов в случае обрыва. Машина правки растяжением предназначена для предварительного механического удаления окалины с полосы и создания необходимой планшетности. Число роликов - четыре, диаметр 1,3 м, длина бочки 2,1 м, твердость 15-мм полиуретанового покрытия HSh 95±3 ед. Количество рабочих валков - три, максимальный диаметр 76 мм, минимальный 67 мм. В одной кассете по оси I - 12 опорных роликов максимальным диаметром 134,5 мм, минимальным 125,5 мм, шириной 120 мм, по оси II - 11 роликов шириной 120 мм и два шириной 30 мм. При работе узлов тянущих и правильных роликов, сварочной машины и машины правки растяжением окалина, пыль и металлические частицы отсасываются воздушным потоком через рукавные фильтры вниз и при помощи шнека подаются в установленные рядом короба.

Кислотная ванна состоит из пяти секций общей длиной 133,275 м, шириной 2,5 м и глубиной 0,9 м. Снаружи ванны - ребра жесткости из профильной стали, изнутри - 4-мм слой эбонита, стены футерованы кислотоупорным кирпичом и плитками из плавленого базальта. Между секциями ванны установлены гранитные блоки и гуммированные ролики отжима травильного раствора диаметром 345 мм, длиной бочки 2,3 м. Подъем и прижим роликов - от 12 пневмоцилиндров. Для травления металла применяют техническую синтетическую 32 % соляную кислоту. Состав травильного раствора - 200 г/л суммарной кислоты. Количество циркулирующего раствора - 250 м 3 .

Максимальная скорость полосы, м/мин: во входной части 780, в травильной 360, а в выходной 500. Заправочная скорость 60 м/мин. При травлении 25-т рулона полосы сечением 2,3 х 1350 мм средняя производительность травильного агрегата 360 т/ч.

Непрерывно-травильный агрегат № 2 по составу и характеристике оборудования выполнен аналогично непрерывно-травильному агрегату № 1. В состав его дополнительно включен участок пассивации длиной 5,0 м для нанесения раствора, предохраняющего металл от коррозии.

Состав пассивирующего раствора, кг/м 3: 42 соды (NaCO 3), 42 тринатрийфосфата (Na 3 P0 4), 42 буры (Na 2 S 2 O 3).

На выходной стороне травильной ванны расположен двойной комплект управляющих отжимных роликов.

Ванна промывки выполнена как пятиступенчатая каскадная промывка и состоит из пяти секций общей длиной 23,7 м. Комплект отжимных роликов за ванной аналогичен отжимным роликам за ванной травления.

Выходная часть травильного агрегата оборудована двумя натяжными роликами диаметром 1300 мм, длиной бочки 2100 мм и двумя прижимными роликами диаметром 254 мм и длиной бочки 800 мм. Петлевое устройство на выходе предназначено для образования запаса полосы (450 м). Горизонтальные петли (четыре ветви) располагаются под травильными ваннами. Нижняя часть петли поддерживается рольгангами, а верхняя - тележкой и роликам поворотных устройств. Натяжных тележек две. Натяжение, создаваемое приводами петлевых тележек, 45-68 кН.

Комплект натяжных роликов № 3 предназначен для образования натяжения полосы при скоростях < 60 м/мин.

Боковые кромки на протравленной полосе обрезают на дисковых ножницах. В агрегате установлено двое дисковых ножниц, при работе одних настраивают другие, что уменьшает время на замену и кантовку ножей. Диаметр ножа до перешлифовки 400 мм, после 360 мм, толщина ножа до перешлифовки 40 мм, после 20 мм. Ножей в установке четыре. Максимальная ширина обрезаемой кромки на одну сторону 35 мм, минимальная 10 мм. Ножницы исполнены в виде протяжных, т.е. с неприводными ножевыми валами. В агрегате - двое кромкокрошительных ножниц. Для натяжения 10,8-108 кН полосы перед моталкой установлены натяжные и прижимные ролики.

Промасливающая машина предназначена для смазки полосы антикоррозионным защитным маслом или эмульсией из 12 распылительных сопел, наносимыми в зависимости от скорости и ширины непосредственно или через войлочный ролик. Лишнее масло отжимается парой гуммированных роликов диаметром 200 мм, длиной бочки 2,1 м.

Техническая характеристика механических ножниц поперечной резки сварных швов, вырезки проб и уборочного устройства от них аналогична ножницам поперечной резки входной части.

После порезки полосу при помощи комплектов отклоняющих роликов № 1 и № 2 подают в барабан моталок плавающего типа с электрогидравлической следящей системой. Моталки приводятся от 0-810/810-кВт двигателя (10-450/1350 об/мин). Максимально допустимая масса рулона 45 т, натяжение полосы 105 кН.

С барабана моталки рулоны снимателем передают на горбунковый цепной транспортер, состоящий из тележки перемещения и съемной вилки, и устройством для транспортировки - на склад травленых рулонов. Устройство для транспортировки состоит из разгрузочного двухцепного 40-м транспортера для 11 рулонов, мульдовой шагающей балки для трех рулонов, горбунковой шагающей 14-м балки для четырех рулонов и двухцепного 185-м транспортера для 26 рулонов. Скорость транспортировки 9-12,5 м/мин.

На складе рулоны маркируют, обвязывают одной или двумя металлическими лентами, взвешивают на 50-т весах с фотоэлектрическим ощупывающим устройством и дистанционным печатающим устройством. Линия непрерывного травления автоматизирована. В результате автоматизации с использованием УВМ осуществляется управление механизмами агрегата входной, центральной и выходной частей, последовательностью операций по транспортировке полос, выбор и управление технологическим режимом обработки полосы, слежение за материалом с момента подачи рулона к разматывателю и до маркировки его с передачей данных на УВМ стана по машинной связи. [ 1 ]

3 Расчет энергосиловых параметров холодной прокатки. Математическое обеспечение

Оптимизация технологических режимов обжатий при холодной прокатки лент, листов и полос относится к важнейшим факторам, обеспечивающим повышения технико-экономических показателей процесса прокатного производства в целом. При этом значение оптимальных технологических режимов обжатий и соответствующим им энергосиловых параметров процесса прокатки является необходимым с точки зрения повышения научной обоснованности проектно-конструкторских решений, используемых как при создании новых, так и при модернизации действующих прокатных станов.

Непосредственно в качестве целевых функций при оптимизации технологических режимов обжатий были использованы математические модели процесса холодной прокатки, организованные на выполнение критериев полной загрузки механического оборудования.

Программное обеспечение решения поставленной задачи оптимизации было осуществлено на основе алгоритмического метода целенаправленного перебора вариантов. Аналитическое описание данного метода может быть представлено в виде:

где - величина абсолютного обжатия полосы в i-ом проходе;

Порядковый номер очередного цикла итерационной процедуры решения;

Шаг изменения величины абсолютного обжатия, количественная оценка которого была принята переменной в зависимости от степени приложения промежуточных результатов к исходному;

Заданные значения параметров , , непосредственно связанных с принятым критерием оптимальности;

Учитывая изложенное выше и исходя из логики функциональных связей между величиной абсолютного обжатия и энергосиловыми параметрами процесса горячей прокатки, решение задачи оптимизации по условию полной загрузки механического оборудования можно представить в виде последовательных пошаговых приращений:

в случае одновременного выполнения каждого из условий: , , .

В случае же невыполнения хотя бы одного из этих условий, изменяем величину шагового приращения:

где - исходная толщина листа в данном проходе.

Таким образом, может быть определено абсолютное обжатие, соответствующее условию обеспечения максимально допустимой загрузки и, как следствие, условию достижения максимальной производительности механического оборудования конкретных прокатных станов.[ 4 ]

4 Определение технологических режимов прокатки листа 0.35×1400

Выбираем в качестве заготовки для производства листа 0.35×1400 (материал ‑ сталь 08кп) полоса толщиной 1,8 мм, шириной 1400мм и длиной 1500мм.

Определим энергосиловые параметры прокатки в черновой клети. Расчет проведем по инженерной методике.

Начальная толщина раската h 0 =1,319мм, абсолютное обжатие ∆h=0,939мм, ширина проката 1400мм, радиус валков R=300мм, скорость прокатки 43,8 м/с.

коэффициенты регрессии;

Удвоенное сопротивление сдвигу: МПа.

Т.к. переднее и заднее натяжения отсутствуют, то ξ 0 =ξ 1 =1

d=2f l / Dh= 2∙0,09∙4.54/0.069=11.84

р СР =n s 2K C =0,043∙610=26.72 МПа

N = M w = M V / R=85,3∙43,8/0,3=0,932 кВт

При выбранном режиме прокатки энергосиловые параметры в клети не превышают предельных значений.

Дальнейший расчет производим на ЭВМ. Результаты расчета приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Результаты расчета энергосиловых параметров.

№ прохода
1	1.8	1.8	1.319	0.267	463	9.99	138.8	1.11	2
2	1.8	1.319	1.125	0.147	610	9.98	85.3	0.932	2.73
3	1.8	1.125	0.993	0.117	657	9.99	70.1	0.897	3.2
4	1.8	0.993	0.894	0.100	687	9.98	60.5	0.877	3.62
5	1.8	0.894	0.815	0.088	707	9.98	53.7	0.865	4.03

Таблица 4.2 – Результаты расчета энергосиловых параметров.

№ прохода
1	0.81	0.815	0.558	0.315	489	11.98	136.7	1.094	2
2	0.81	0.558	0.470	0.128	642	11.97	76	0.888	2.92
3	0.81	0.470	0.413	0.121	682	11.94	60.1	0.833	3.47
4	0.81	0.413	0.372	0.1	706	11.91	50.5	0.797	3.95
5	0.81	0.372	0.350	0.058	716	9.94	29.2	0.513	4.38

Энергосиловые параметры не превышают допустимых значений в клетях. Следовательно, данный режим загрузки стана является наиболее оптимальным и рациональным. [ 4 ]

5 Расчет производительности стана

Часовая производительность стана:

где ритм прокатки,

Ускорение и замедление слитка,

скорость в последней клети,

скорость затравки,

исходная длина слитка,

начальная толщина слитка,

конечная толщина слитка,

конечная ширина полосы,

– масса подката,.

Ритм прокатки Т определяется по формуле:

,

где t м – машинное время прокатки в i-ом проходе;

t п – время пауз, t п =14 с;

Подставим значение:

Определим годовую производительность:

,

где Т ср =7100 – среднее количество рабочих часов стана в году;

К г =0,85 – коэффициент выхода годного проката.

По рассчитанной годовой производительности, можно сделать вывод, что стан обеспечит заданную производительность.

Для получения высоких качественных показателей прокатки тонких листов необходимо обеспечить контроль качества, начиная от выплавки стали и заканчивая отделочными операциями после холодной прокатки.

Основными вопросами является увеличение выхода годного проката, что возможно добиться, при использовании ряда технологических операций: уменьшение продольной и поперечной разнотолщиности и непланшетности листа (коробоватости, серповидности, волнистости), используя системы активного контроля обжатий, системы управления профилем, использование правильной машины, т.д.

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы были рассмотрены различное оборудование для холодной прокатки листов. При этом наиболее рациональным для производства листов 0.35×1400 является использование Непрерывного стана 2030.

Выполнены автоматизированные оптимизации технологических режимов обжатий, а так же рассчитаны энергосиловые параметры. По результатам этих расчетов можно сделать вывод, что стан загружен оптимально. Это является следствием правильного выбора режимов обжатий.

Расчет производительности стана показывает, что выбранный режим работы стана обеспечивает заданную производительность 0.8 млн. т/год.

Перечень ссылок

1. «Современное развитие прокатных станов». Целиков А.И., Зюзин В.И. – М.: Металлургия. 1972. – 399 с.

2. «Механическое оборудование прокатных цехов черной и цветной металлургии». Королев А.А. – М.: Металлургия. 1976. – 543 с.

3. Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т.3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. Учебник для вузов/ Целиков А.И., Полухин П.И., Гребенник В.М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1988. – 680 с.

4. Булатов С.И. Методы алгоритмизации процессов прокатного производства. - М.: Металлургия, 1979. - 192 с. (Сер. "Автоматизация и металлургия").

5. Василев Я.Д. Производство полосовой и листовой стали: Учебная металлург, вузов и факультетов. - Киев: Вища. шк., 1976. - 191 с.

6. Вишневская Т.А., Либерт В.Ф., Попов Д.И. Повышение эффективности работы листовых станов. - М.: Металлургия, 1981. - 75 с.

7. Диомидов В.В., Литовченко Н.В. Технология прокатного производства: Учеб. пособие для вузов. - М.: Металлургия, 1979. -488 с.

10.Зайцев B.C. Основы технологического проектирования прокатных цехов: Учеб. для вузов. - М.: Металлургия, 1987. - 336 с.

11.Коновалов СВ., Остапенко А.Л., Пономарев В.И. Расчет параметров листовой прокатки: Справочник. - М.: Металлургия, 1986. -429 с.

12.Коновалов СВ. и др. Справочник прокатчика. - М.: Металлургии. 1977. - 311 с.

13.Контролируемая прокатка /В.И.Погоржельский, Д.А. Литвиненко. Ю. И. Матросов, А.В.Иваницкий. - М.: Металлургия, 1979. - 183 с.

15. Королев Л. А. Конструкция и расчёт машин и механизмов прокатных станов: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Металлургия, 1985. - 376 с.

16. Лентопрокатные станы и адъюстажное оборудование: Каталог. -М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1980. - 81 с.

17. Литовченко Н.В. Станы и технология прокатки листовой стали. - М.: Металлургия, 1979. - 271 с.

18. Мазур В.Д., Добронравов А.И., Чернов П.И. Предупреждение дефектов листового проката. - Киев: Техн1ка, 1986. - 141 с.

– Программа для расчёта энергосиловых параметров процесса прокатки

"Программа для расчета режимов обжатий на НСХП

"ТЛКМЦ курсовой

"INPUT "Количество клетей в непрерывной группе стана"; N

"INPUT "a0="; a0: INPUT "a1="; a1: INPUT "a2="; a2: INPUT "a3="; a3

"INPUT "Исходная толщина металла в отоженном состоянии"; Hh0

"INPUT "Исходная толщина металла перед пропуском"; h0

"INPUT "Допустимое значение силы прокатки.....(МН) [P]="; Pd: Pd = Pd * 1000000!

"INPUT "Допустимое значение момента прокатки (кНм) [M]="; Md: Md = Md * 1000000!

"INPUT "Допустимое значение мощности прокатки (МВт) [N]="; Nd: Nd = Nd * 1000000!

OPEN "cold.txt" FOR OUTPUT AS 1

a0 = 240: a1 = 1130.6: a2 = -1138.9: a3 = 555.6

S0 = .1: S1 = .1

PRINT " РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ОБЖАТИЙ НА НЕПРЕРЫВНОМ СТАНЕ Х.ПР."

PRINT "┌──┬────┬─────┬─────┬─────┬────┬──────┬──────┬──────┬─────┐"

PRINT "│i │ H0 │ h0 │ h1 │ e │K2c │ P │ M │ N │ V │ "

PRINT "││ мм │ мм │ мм ││МПа │ МН │ кНм │ МВт │ м/с │ "

PRINT "├──┼────┼─────┼─────┼─────┼────┼──────┼──────┼──────┼─────┤"

PRINT #1, " РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ОБЖАТИЙ НА НЕПРЕРЫВНОМ СТАНЕ Х.ПР."

PRINT #1, "┌──┬────┬─────┬─────┬─────┬────┬──────┬──────┬──────┬─────┐"

PRINT #1, "│i │ H0 │ h0 │ h1 │ e │K2c │ P │ M │ N │ V │ "

PRINT #1, "││ мм │ мм │ мм ││МПа │ МН │ кНм │ МВт │ м/с │ "

PRINT #1, "├──┼────┼─────┼─────┼─────┼────┼──────┼──────┼──────┼─────┤"

IF h1 > h0 THEN INPUT "h0>h1"; asd$

e0 = (Hh0 - h0) / Hh0

x1 = a0 + a1 * e0 + a2 * e0 ^ 2 + a3 * e0 ^ 3

x2 = 2 / 3 * (a1 + 2 * a2 * e0 + 3 * a3 * e0 ^ 2) * e

x3 = 8 / 15 * (1 - e0) ^ 2 * (a2 + 3 * a3 * e0) * e ^ 2

x4 = 16 / 35 * (1 - e0) ^ 3 * a3 * e ^ 3

K2c = 1.15 * (x1 + x2 + x3 + x4)

ksi0 = 1 - S0: ksi1 = 1 - S1

delta = 2 * f * L / dh: IF delta = 2 THEN delta = 2.1

Hn = (ksi0 / ksi1 * h0 ^ (delta - 1) * h1 ^ (delta + 1)) ^ (1 / 2 / delta)

IF Hn = 0 OR h1 = 0 THEN INPUT "h=0"; ads$

y1 = (h0 / Hn) ^ (delta - 2) - 1

y1 = y1 * ksi0 * h0 / (delta - 2)

y2 = (Hn / h1) ^ (delta + 2) - 1

y2 = y2 * ksi1 * h1 / (delta + 2)

nG = (y1 + y2) / dh

x2 = 8 * Pcp * R * 2 * (1 - .3 ^ 2) / 3.14 / 210000!

Lc = SQR(R * dh + x2 ^ 2) + x2

dL = ABS(Lc - L) / L * 100

LOOP UNTIL dL > 5

M = 2 * K2c * (y1 - y2) * R * f / dh * b * L

IF P > Pd OR M > Md OR Nw > Nd THEN h1 = h1 + .001: GOTO 10

PRINT USING "│##│#.##│#.###│#.###│#.###│####│###.##│####.#│##.###│##.##│"; i; Hh0; h0; h1; e; K2c; P / 1000000!; M / 1000000; Nw / 1000000; V

PRINT #1, USING "│##│#.##│#.###│#.###│#.###│####│###.##│####.#│##.###│##.##│"; i; Hh0; h0; h1; e; K2c; P / 1000000!; M / 1000000; Nw / 1000000; V

V = V * h0 / h1: h0 = h1

PRINT "└──┴────┴─────┴─────┴─────┴────┴──────┴──────┴──────┴─────┘"

PRINT #1, "└──┴────┴─────┴─────┴─────┴────┴──────┴──────┴──────┴─────┘"