Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет» (НИУ) в г. Челябинск

Кафедра «Машины и технологии обработки металлов давлением»

«РАСЧЕТ КАЛИБРОВКИ ЛИСТА 10Х1800 мм ИЗ ЗАГОТОВКИ 36Х1800 мм»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

по дисциплине «Технология прокатного производства»

Студент группы

Е.В. Тимаков

Руководитель работы

Ф.С. Дубинский

Челябинск 2015 г



ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ТОЛСТОЛИСТОВОЙ СТАН 2300/1700 ЧЕЛЯБИНСКОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА

1.1 Подготовка металла к прокатке

2. ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОКАТКИ

2.1 Оборудование и технология отделки готового проката

3. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ОБЖАТИЙ ПРОКАТКИ ЛИСТА

4. ЭНЕРГОСИЛОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ

5. ДЕФЕКТЫ ЛИСТОВОЙ ПРОКАТКИ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

АННОТАЦИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ



1. ТОЛСТОЛИСТОВОЙ СТАН 2300/1700 ЧЕЛЯБИНСКОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА

Стан, построенный в 1963 г. и размещенный в четырех пролетах, состоит из реверсивной клети 2300 и непрерывной группы 1700, предназначен для прокатки листов толщиной 6-20 мм, шириной 600-2000 мм на клети 2300 и толщиной 2-6 мм, шириой до 1550 мм на непрерывной группе 1700 из углеродистых низколегированных, легированных и коррозионностойких сталей, а также двухслойных листов.

Исходной заготовкой служат слябы размером (90-190)Х(600-1090) мм. Размеры слябов коррозионностойких сталей (115-180)Х(600-1050) мм, а заготовок для прокатки двухслойной стали - (160-240)Х(640-1170) мм. Длина заготовок 1600-2000 мм для стана 2300, 2000-4000 для стана 1700

1.1 Подготовка металла к прокатке

Слябы поступают в цех на железнодорожных вагонах и складируются по маркам стали и размерам. Площадь склада незачищенных слябов 2300 м2, зачищенных - 3000 м2. Слябы углеродистых и низколегированных сталей зачищают газокислородными резаками на стеллажах зачистки. Легированных и коррозионностойкие стали зачищают на механизированных наждачных станках типа ХШ 7-10 и А-1459. Максимальная скорость шлифования 50-60 м/с. Склад обслуживают мостовые краны грузоподъемностью 8, 15-3 и 50/10т.

Подготовленные слябы кранами подают на подъемно-опускающиеся столы нагревательных печей. Грузоподъемность стола 980 кН, рабочий ход 1 м, максимальный ход 1,06 м, ширина стола 1,3 м, скорость подъема 40 мм/с.

Со столов слябы четырьмя сталкивателями усилием по 29 кН сталкиваются при максимальном ходе 2,55 м и рабочем 2,1 м по одному на загрузочный рольганг со скоростью 0,: м/с.

Нагрев всех слябов и подогрев транспортной стали ведут в четырех четырехзонных методических печах (ширина в свету 5,0 м, длина пода 2,45 м) с нижним подогревом, торцевой загрузкой и выдчаей. Температура нагрева металла 1200 оС. Максимальный темп выдачи 90 шт/ч. Печи отапливаются коксодоменной смесью с теплотой сгорания 330- 490 кДж/м2.

Через нагревательную печь слябы продвигаются со скоростью 0,2 м/с сдвоенным толкателем с усилием толкания 870 кН на две штанги при рабочем ходе 2,0 м, максимальном 3,5 м. В каждой зоне - по пять (всего 20) инжекционных горелок. Давление газа у горелок 200 кПа. Воздух подогревается в керамических рекуператорах до 450-500 оС. Газ подогревается в трубчатых рекуператорах до 200-250 оС. Посад в печи холодный. Режим нагрева слябов в методической печи приведен в табл.1.

Для высокотемпературного нагрева трансформаторной стали имеются четыре двухзонные толкательные печи с машиной безуддарной выдачи. Режим работы периодический. Размеры печи: ширина в свету - 4980 мм, длина пода - 14400 мм. Температура нагрева металла до 1400 оС, температура посада 1200 оС. Максимальный темп выдачи 48 шт/ч. Печи отапливаются природным газом теплотворной способностью 200 кДж (пять горелок в первой зоне семь во второй). Тип горелок - труба в трубе.

Транспортируют слябы между транспортными рольгангами методических и высокотемпературных печей при помощи граблевого подъема. Время подъема или опускания траверзы 2,0 с, движения тележки 2,3 м/с, высота подъема штанг траверзы 300 мм. Механизм подъема траверзы приводится от 55 кВт электродвигателя постоянного тока Д-810, механизм перемещения тележки - от 37 кВт двигателя постоянного тока Д-808.

Задают и проталкивают слябы через печь сдвоенным толкателем с усилием толкания двух штанг 1,28 МН, приводимых от двух 70 кВт электродвигателей постоянного тока Д-812. Скорость толкания садки 0,07 м/с. Передают нагретые слябы из печи на рольганг стана специальным подъемным устройством. Максимальный рабочий ход тележки 3400 мм, рабочее усилие на штанге механизма передвижения при перемещении тележки 14,8 кН, максимальное усилие на штанге механизма передвижения 29 кН, скорость перемещения тележки 0,3-1,0 м/с, высота подъема траверзы тележки 30 см, время подъема или опускания 2 с, допускаемое кратковременное усилие захвата траверзы при подъеме 138 кН.

Для промежуточного подогрева подкатов, предназначенных для дальнейшей прокатки на чистовой непрерывной линии, перед ней в потоке стана установлена шестизонная роликовая проходная печь.

Скорость пода, м/с: при загрузке и в ыдаче металла из печи 1,5-3,7, при покачивании 0,; м/с, транспортная 3,7-5,8 м/с. Размеры подогреваемого листа (10-24)Х(600-1500)х(5000-35000) мм; масса 0,8-3,45 т.

В печи 92 ролика диаметром 165 мм, шаг роликов 580 мм. Охлаждаются ролики водой. Сверху и снизу проходящей полосы установлено 58 инжекционных горелок. Воздух подогревается в металлических трубчатых рекуператорах до 400 оС. При посадке в печь подкаты имеют температуру 900 оС и подогреваются до 1100 оС, а из нержавеющих сталей - до 1160 оС. Пролет печей обслуживается 10-т мостовыми кранами



2. ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОКАТКИ

Стан полосовой полунепрерывный имеет две линии: 2300 и 1700. Нагретые слябы по рольгангу поступают в черновой вертикальный нереверсивный двухвалковый окалиноломатель для обжатия боковых кромок сляба и скалывания окалины. За окалиноломателем установлен гидросбив.

Рольганг снабжен направляющими передвижными линейками реечного типа с приводом с 16 кВт электродвигателя.

Диаметр валков окалиноломателя 900-1000 мм, длина бочки 700 мм, материал - сталь 55Х. Рабочий раствор валков 550-1200 мм, скорость установки 7,35 мм/с. Станина окалиноломателя литая, стальная. Максимальное усилие металла на валки 3 МН. Скорости прокатки 1,0 и 1,46 м/с, допускаемое обжатие 1-5% от ширины сляба, но < 30 мм.

Разбивка ширины сляба до необходимой ширины раската и получения подката для универсальной клети проводится в уширительной реверсивной двухвалковой клети. Толщина подката должна быть не менее двухкратной толщины листа. Температура металла: перед универсальной клетью 1100-1200 оС, начала прокатки > 1050-1020 оС, конца прокатки 800-950 оС в зависимости от толщины прокатываемых листов и стали. Станины универсальной клети закрытого типа из стали ЗЛ-Ш. Высота окна станины 3700 мм, ширина 1430 мм, расстояние между осями 3100 мм.

Диаметр рабочих вал ков 980-1100 мм, длина 2300 мм, материал - сталь 60ХН, масса валка 26 т. Максимальный подъем верхнего валка 47 см, скорость 2-40 см/с. Вкладыши подушек рабочих валков текстолитовые. Диаметр нажимного винта 48 см, шаг нарезки 48 мм, смазка циркуляционная жидкая. Уравновешивание верхнего валка гидравлическое, давление в цилиндре 9,8 Мпа. Привод валков от 2,56 МВт электродвигателя постоянного тока ПБК 380/125 (25/50 об/мин). Шпиндельное устройство универсальное. Материал шпинделей - сталь 40Х, угол наклона - 0,033 рад.

Шестеренная клеть двухвалковая. Диаметр начальной окружности 1100 мм.

Перед уширительной клетью установлен рольганг с восемью коническими роликами для поворота слябов при разбивке ширины. Диаметр бочки роликов 400/320 мм, длина 3090 мм, шаг роликов 340 мм. Привод рольганга от двух 46 кВт двигателей ДП-62 (760 об/мин), ip = 3,5.

Манипуляторные линейки перед уширительной клетью предназначены для перемещения и установки раската по оси прокатки. Максмальная масса устанавливаемых заготовок 5,5 т, скорость движения линеек 0,; м/с, максимальный раствор 3,4 м, минимальный 0,: м. Привод манипулятора гидравлический.

Универсальная клеть 2300 предназначена для прокатки подката толщиной 40-45 мм в листы толщиной 6-20 мм или подката для линии 1700 толщиной 18 мм и содержит вертикальные и горизонтальные валки.

Диаметр вертикальных рабочих валков 550-600 мм, длина бочки 250 мм, материал сталь 45; подшипник качения конические; привод от 200/300 кВт электродвигателя постоянного тока МПВ 42,3/78 (500/1000 об/мин), передаточное число привода вертикальной клети - ip = 5,6. Величина раскрытия вертикальных валков 55-210 см, скорость установки валков 8,!3 мм/с.

Горизонтальные валки собраны в четырехвалковую реверсивную клеть. Диаметр бочки рабочих валков 700-750 мм, длина 2300 мм, материал - легированный двухслойный чугун; подшипники четырехрядные, роликовые конические. Диаметр бочки опорных валков 1300-1400 мм, длина 2300 мм, материал - сталь 90ХФ или 60 ХН, подшипники четырехрядные роликовые конические.

Максимальный рабочий раствор валков 200 мм, минимальный - 100 мм. Скорости установки валков 1,5-10-15 м/с. Диаметр нажимного винта 520 мм, шаг упорной резьбы 24 мм, уравновешивание верхнего валка гидравлическое (давление в цилиндре 9,8 Мпа). Станина клети закрытого типа из стали ЗЛ-III. Привод клети от 4560 кВт электродвигателя постоянного тока ПБК 250/145-2 (70/120 об/мин), скорость прокатки 1,5-5,1 м/с.

Шпиндельное устройство универсальное, материал шпинделей сталь 34ХН3М, диаметр тела шпинделей 36 см; длина по осям шарниров 3,8 м, максимальный угол наклона 3о. Уравновешивание шпинделей: нижнего - пружинное, верхнего - гидравлическое.

Перевалка клети осуществляется с помощью перевалочных тележек. Рабочие валки, также валки окалиноломателей меняют при помощи ребристых муфт одним мостовым краном грузоподъемностью 980 кН.

После универсальной клети технологический процесс делится на два потока: производство листов и рулонов.

В первом потоке листы, прокатанные на универсальной клети до необходимой толщины подаются рольгангами к гильотинных ножницам и дальше - к правильной машине горячей правки.

Гильотинными ножницами горячей резки удаляют передний и задний концы листа размерами (4-20)Х(600-2100) мм. Усилие резания 1176 кН, длина режущей кромки ножа 2300 мм, число резов в минуту 16, наибольшее раскрытие ножей 95 мм, температура горячей резки > 700 оС. Ножницы оборудованы гидросбрасывателем обрезков. Давление в гидросистеме 5 Мпа. Привод от 80 кВт электродвигателя (584 об/мин).

Рольганг перед ножницами снабжен раздвижными линейками. Максимальный раствор линеек 240 см, минимальный 75 см, скорость раздвижения 25 мм/с, привод от 7,5 кВт электродвигателя (905 об/мин).

Семироликовая передвижная правильная машина: толщина выправляемых листов 4-35 мм, температура ? 700 оС, диаметр роликов 300 мм, длина - 2500 мм, привод осуществляется от двух 100 кВт двигателей (584 об/мин), скорость правки 1,93 м/с.

При дальнейшей прокатке полосы на стане 1700 правильную машину отодвигают и на ее место устанавливают рольганг с индивидуальным приводом роликов. Механизм передвижения правильной машины приводится от 28 кВт электродвигателя (680 об/мин).

За правильной машиной установлены рольганг и опускающийся упор, ход пневматического цилиндра которого 100 мм, давление воздуха в цилиндре (0,4 - 0,5 Мпа), диаметр цилиндра 250 мм, ход щита упора 90 мм.

Выправленные листы передаются для охлаждения в зависимости от стали на воздухе - на шлепперах (малоуглеродистые, легированные и нержавеющие стали) и в защищенных от сквозняков штабелях > 24 ч (высокоуглеродистые и инструментальные стали).

Во втором потоке листы из нержавеющей стали поступают в роликовую печь, где нагреваются до 1100-1160 оС. Нагретая полоса поступает по рольгангу к летучим ножницам, на которых при необходимости обрезают передние и задние концы, после чего подкат передают в чистовую группу стана.

Летучие ножницы барабанного типа приводятся 630 кВт электродвигателем (750 об/мин), наибольшее разрезаемое сечение (10-24)х1550 мм, длина ? 6800 мм. Скорость движения полосы 0,6-2,0 м/с. Температура разрезаемого металла 900-1000 оС. Усилие реза 1480 кН. Точность реза ± 25 мм.

Чистовая группа клетей состоит из окалиноломателя с горизонтальными валками и шести четырехвалковых клетей, расположенных последовательно одна за другой. Расстояние между клетями 6 мм. Станины закрытого типа, литые. Рабочий подъем верхнего рабочего валка 90 мм, максимальный подъем верхнего рабочего валка при перевалке 250 мм. Максимальное усилие металла на валки 29,5 МН. Клети снабжены устройством для перевалки, проводками и петледержателями. Валки клетей №3 и №4 приводятся от главных двигателей через редуктор, остальные - непосредственно от двигателей через шестеренные клети. Скорость прокатки в последней чистовой клети ? 11 м/с.

Шестеренных клети двухвалковые. У рабочих клетей №3 - №5 шестеренные клети 800, а у рабочих клетей №6 - №8 шестеренные клети 700. Зубьев шестеренных валков 22, угол зацепления 20о.

Редукторы главных приводов клетей №3 и №4 цилиндрические, одноступенчатые А3 = А4 = 220 мм, iз = 4,82, число зубьев шестерни редуктора 34, колеса редуктора 164; четвертой клети zшз = 34, zкз = 164, i4 = 3,0; zш4 = 50, zк4 = 150 соответственно; наибольший передаваемый рабочий момент 1,45 МН*м.

Для регулирования поперечной разнотолщинности и профиля горячекатанных полос на клетях №7 и №8 установлены системы противоизгиба рабочих валков. Давление масла в системе 10,0 - 12,0 Мпа, максимальное расширяющее усилие 1,1 МН. В каждой подушке по четыре плунжера диаметром 180 мм, рабочий ход плунжера 20 мм.

Рольганг из 161 ролика за чистовой группой делится на три: первый - непосредственно за чистовой группой, второй - промежуточный, на котором полоса охлаждается водой под давлением 1,5 Мпа, третий - перед моталками.

Перед смоткой в рулоны полосы охлаждают в пятисекционной установке ламинарного охлаждения. Расстояние от восьмой клети до первой секции 21 м, от первой секции до второй - 9 м, далее - по 12 м. Расстояние от пятой секции до оси первой моталки 35,88 м. Расход воды 250 м3/ч.

Рольганг перед моталками оборудован раздвижными и направляющими линейками. Максимальный раствор раздвижных линеек 1900 мм, минимальный 900 мм, скорость раздвижения 20,8 мм/с. Привод линеек - от 7,5 кВт электродвигателя (540 об/мин).

Максимальный раствор направляющих линеек 1820 мм, минимальный 600 мм, скорость раздвижения 25 мм/с. Привод линеек - от 7,5-кВт электродвигателя (905 об/мин).

Для смотки полосы в рулоны служат три концевые моталки. Каждая моталка снабжена тянущими роликами, барабанами с гидравлическим регулированием диаметра, восемью формующими роликами, пневматиеческим сталкивателем, кантователем и укладчиком рулонов на приемный конвейер.

Толщина наматываемой полосы 2 - 10 мм, ширина 600 - 1550 мм, скорость наматывания 4,5-11 м/с. Максимальная температура полосы 600 оС. Масса рулона 5,2 т. Наружный диаметр рулона 850-1300 мм. Диаметр барабана 728-750 мм, длина 2350 мм. Привод барабана от 140 кВт электродвигателя (610 об/мин). Сокращение диамтера барабана осуществляется с помощью гидросистемы (с давлением 1,5 Мпа). Диаметр верхнего тянущего ролика 900 мм, нижнего 500 мм, длина роликов 1700 мм, привод - от двух 68 кВт электродвигателей (520 об/мин). Диаметр формирующих роликов 300 мм, длина бочки 1700 мм, максимальный ход 350 мм. Приводятся только четыре ролика от 16 кВт электродвигателя (1170 об/мин).

Между моталками установлены передаточные рольганги, оборудованные направляющими линейками со скоростью передвижения 20 мм/с. Привод линеек - от 7,5 кВт электродвигателя (905 об/мин).

Сталкиватель рулонов работает от пневматической системы: диаметр цилиндра 300 мм, ход 2520 мм, время сталкивания одного рулона 5 с.

С моталок рулоны поступают на приемный шаговый конвейер. Размеры передаваемого рулона: наружный диаметр 850-1400 мм, внутренний 700 мм, высота 600 - 1550 мм, максимальная масса ? 8 т. Шаг между рулонами 3,1 м, скорость транспортировки 0,05 - 0,2 м/с. Диаметр роликов стеллажа 200 мм, число роликов 150. Транспортным цепным конвейером рулоны транспортируются к подъемно-поворотному столу. Общая длина конвейера 83,8 м, секций две, скорость транспортировки 0,05 - 0,2 м/с. Одновременно на конвейере могут находиться ? 14 рулонов. Привод конвейер от 16 кВт электродвигателя ДП-41 (741 об/мин).

Рулоны передаются с конвейера на межцеховой транспортер подъемно-поворотным столом. Масса поднимаемого рулона 0,8 - 4,0 т. Время подъема стола 4,5 с, опускания - 4,5 с, поворота - 5,0 с. Общая длина межцехового цепного транспортера 195,4 м, скорость движения цепи 5-10 см/с.

Пролет стана обслуживается тремя мостовыми кранами грузоподъемностью 50/10, 100/20 и 75/20 т.

2.1 Оборудование и технология отделки готового проката

Листы, прокатанные на универсальной клети, передаются на транспортер, где частично охлаждаются, и по нему - в соседний пролет на охлаждающий рольганг с серебристыми роликами. На этом рольганге полосы охлаждаются водой, а затем поступают на инспекторские столы для осмотра и разметки под резку дисковыми и гильотинными ножницами с нижним резом.

На дисковых ножницах с кромкокрошителями обрезаются листы шириной 600 - 2100 мм, толщиной 4 - 20 мм. Максимальная ширина обрезаемых кромок 100 мм. Диаметр ножей дисковых ножниц 920 - 1000 мм, скорость резания 0,375 - 0,41 м/с. Число резов кромкокрошительных ножниц в минуту 21, длина обрезаемых кромок 1,2 м, усилие резание 1,37 МН. Гильотинные ножницы с нижним резом предназначены для резки холодных полос толщиной 4 - 20 мм. Ширина разрезаемого листа 0,600 - 2,0 м. Длина режущих кромок ножа 2,3 м. Усилие реза 3,1 МН, число резов в минуту 10, число ходов в минуту 15. Наибольшее раскрытие ножей 95 мм. Мощность привода ножниц 125 кВт, число оборотов в минуту 975. За ножницами установлен рольганг, состоящий из 56 роликов с индивидуальным приводом. В потоке с ножницами установлены правильная машина, гильотинные ножницы с верхним резом для разделки бракованных листов и три листоукладчика с карманами. Продолжительность цикла укладки листа 8 с.

Листоправильная машина предназначена для правки листов толщиной 8 - 20 мм, шириной 2,0 м. Скорость правки 0,75 м/с. Правильных роликов семь, шаг роликов 360 мм, диаметр крайних верхних роликов 370 мм, остальных 320 мм, длина бочки опорных роликов 3600 мм, рабочих 2300 мм, скорость подъема верхних валков 0,5 мм/с, привод от 160 кВт электродвигателя (735 об/мин).

За правильной машиной установлен рольганг из 15 роликов диаметром 300 мм, длиной бочки 2,4 м, шаг роликов 700 мм. Окружная скорость 0,75 м/с. Привод роликов индивидуальный от 1,4 кВт электродвигателя (450 об/мин).

За правильной машиной установлен рольганг из 15 роликов диаметром 300 мм, длиной бочки 2,4 м, шаг роликов 700 мм. Окружная скорость 0,75 м/с. Привод роликов индивидуальный от 1,4 кВт электродвигателя (450 об/мин).

Листоукладчик с карманами рычажного типа предназначен для укладки готовых мерных листов (4ч20)Х(600ч2000)Х(1500ч6500) мм массой ? 2,0 т в 15-т пакеты высотой ? 300 мм. Продолжительность цикла укладки 8 с. Привод осуществляется от 11 кВт электродвигателя, число оборотов в минуту 735. В линии установлено четыре кармана со сбрасывателями.

Ножницы листовые с верхним резом предназначены для разделки. Давление на нож 2,5 МН. Толщина разрезаемого листа ? 32 мм, ширина ? 3,2 м. Число резов в минуту при максимальной толщине семь. Максимальное расстояние между ножами 120 м, минимальное 75 мм. Привод от 125 кВт электродвигателя (975 об/мин). Ножницы оборудованы полем «гусиных шеек».

Все прокатанные листы делят на две группы: одну подвергают термической обработке к травлению, другую - только травлению.

Термическая обработка листов осуществляется в роликовой проходной четырехзонной закалочной печи или в колпаковых печах для отжига. Закалке подвергают листы из нержавеющих сталей. Размеры роликовой закалочной печи: ширина 2,5 м, длина 31 м, число роликов 77, диаметр роликов 275 мм, шаг 410 мм.

Размеры закаливаемых листов: (4ч20)Х(600ч2000)Х(1500ч6500) мм.

Печь отапливается коксодоменной смесью теплотой сгорания 5900 кДж/м3 через 49 инжекционных горелок. Газ подогревается до 300 оС в металлических трубчатых рекуператорах. Листы нагревают до 850 оС. Производительность печи 10 т/ч. Скорость роликов при загрузке и выгрузке 1 м/с, при покачивании 0,» м/с. Закливают листы в закалочном прессе. Сила зажатия закаливаемого листа 790 кН, подъем нижней рамы 250 мм, длина рабочей клети 8000 мм. Давление воды 0,8 Мпа, диаметр отверстия для подачи воды 5 мм.

Две колпаковые печи предназначены для отжига листов длиной ? 6500 мм, шириной 1000 - 2100 мм, толщиной 4 - 20 мм. Максимальна явысота стопы 1500 мм. Масса садки 100 т. Печи отапливаются коксодоменной смесью теплотой сгорания 5860 МДж/м3. Температура поддерживается в пределах 870 - 890 оС. Печь состоит из одного наружного футерованного колпака, трех внутренних колпаков и трех футерованных стендов. Ширина печи 2780 мм, длина 6720 мм, производительность 2,5 т/ч.

Отожженные листы в зависимости от толщины правят на двух отдельно стоящих правильных агрегатах.

На первом правят листы размерами (4ч10)Х2000 мм. Агрегат состоит из раскладчика опрокидывателя стопы, листоукладчика, подающего рольганга, листоправильной машины и отводящего рольганга с укладчиком листов в карманы. Листоправильная машина снабжена девятью рабочими роликами и 21 опорным. Диаметры рабочих роликов 230 мм, опорных 240 мм, длины рабочих роликов 2300 мм, опорных 2500 мм. Шаг роликов 250 мм. Наибольший раствор роликов 100 мм, наименьший 10 мм. Привод - от 160 кВт электродвигателя (735 об/мин). Скорость правки 0,75 м/с. На другом агрегате правят листы толщиной 8-20 мм, шириной 2м. Рабочих роликов семь, диаметр роликов 320, мм, длина бочки 2,3 м. Прочие характеристики те же, что и у первого агрегата.

После термической обработки и правки листы на троллейной тележке передают в тарвильное отделение. Травление листов из нержавеющих и углеродистых сталей ведут в разных потоках. Нержавеющие листы подвергают щелочному-кислотному травлению с отбелкой, а углеродистые - кислотному.

Нержавеющие листы в корзинах загружают краном в щелочную ванну состава 80 % каустической соды и 20 % натриевой селитры и выдерживают ~30 мин. Температура расплава 450 - 550 оС. Затем корзины краном переносят в ванну с холодной проточной водой. После промывки следует травление в кислотной ванне с концентрацией раствора 18 % H2SO4 и 5% NaCl. Температура раствора 60 - 80 оС, время выдержки в ванне 5 - 10 мин. Далее промывка в горячей воде при 60 оС и отбелка в азотнокислой ванне с концентрацией 6 - 8 % HNO3 в течение 3 - 10 мин. Температура раствора 40 - 50 оС. За отбелкой следует промывка листов в горячей воде с температурой 60 оС. Углеродистые листы травят 30 мин в растворе 15 % H2SO4 и 3 % NaCl при 60 - 80 оС. Затем следует промывка в горячей воде при 50 - 60 оС.

Промытые и нержавеющие, и углеродистые листы электротележкой подают на чистильно-моечный агрегат. Скорость движения листа в моечном агрегате 0,5 - 2,0 мм/с, окружная скорость щеточных роликов 3,7 - 7,4 м/с, диаметр щеточного ролика 270 - 350 мм, диаметр транспортных роликов 180 - 210 мм, длина роликов 2100 мм, температура воды 80 - 90 оС. Агрегат приводится 13 кВт двигателем (920 об/мин).

После промывки листы сушатся, затем листоукладчиком их сбрасывают по одному в карман, где набирается стопкка. Листы в стопках из кармана убирают мостовым краном и передают на загрузочное устройство агрегата инспекторского осмотра. Годные листы набирают в стопы и транспортируют на склад готовой продукции. Листы с местными дефектами сбрасываются в отдельный карман и передаются краном на агрегат из двух наждачных машин для зачистки дефектов.

На складе листы сортируют по маркам стали и плавкам, упаковывают и взвешивают. В отделочном пролете работают 11 мостовых кранов: два 7,5 т, один 50/10 т, шесть 15 т, один 30/5 т. Склад готовой продукции закрытой конструкции; площадь склада 2240 м2.



3. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ОБЖАТИЙ ПРОКАТКИ ЛИСТА

В ряде случаев, при расчете обжатий на станах всех типов, прокатывающие слябы и профили листовой стали, в качестве отправного критерия приходится принимать прочность валков. Это особенно относится к специальным станам, прокатывающим толстолистовую сталь и снабженным электродвигателями, как правило с достаточно высокой мощностью, что определяет большие возможности для осуществления высоких обжатий. Однако прочность прокатных валков ограничивает эти возможности.

При расчетах обжатий принимается условие, что шейки валков равнопрочны с бочкой, а силы, возникающие и действующие на валки при прокатке, не превышают значений, допускаемых прочностью валков на изгиб.

При равномерном распределении нагрузки на бочке валка, сила допускаемая условием прочности составит[3]:

,

Где D - диаметр бочки валка;

- допускаемое напряжение на изгиб;

L - длина бочки валка;

l - длина шейки валка;

B - ширина раската (листа).

Примерные значения допускаемых напряжений на изгиб приведены ниже:

Валки	Допускаемое напряжение на изгиб, Мпа
Обыкновенные чугунные	70-80
Легированные чугунные	80-90
Литые стальные	100-120
Кованые стальные	120-140
Кованые из легированной стали	140-160

Допускаемая сила, возникающая в процессе прокатки, должна учитываться при условии минимального значения диаметра валков, после всех переточек. При полном давлении металла на валки, обжатие в каждом проходе составит:

,

Подставив в это уравнение из выражения (3), после преобразования получим:

,

По этому уравнению и определяют максимальное обжатие, исходя из прочности валков.

Алгоритм определения обжатий по проходам

1. Задаем Дh1 ( например из условия прочности валков или предельных углов захвата)

2. Задаем Дhn ( например, 10…20% от hn)

;

или



3. Строим график

Рисунок 3.1 Построение обжатий по проходам

8. Считаем

Если по ходу прокатки

, h0, Дh1 - известны, .

9. Определяем h2:

; ,

- из графика,

Если против хода прокатки

, hn, Дhn - известны



; ; ;

Важным моментом является определение величины обжатия в I проходе. Часто используется условие прочности валков.

В нашем случае, ширина прокатываемого листа и ширина подката, подаваемого к клети, равны, поэтому не нужно раздавать ширину листа и кантовать его. Исходя из этого, расчет формоизменения сводится к определению числа проходов и обжатий по проходам.

Определяем коэффициенты обжатий по проходам, результаты представлены на графике: сляб металл прокатка лист

Таблица 3.1 Результаты расчета режимов обжатий.

№ прохода	7	6	5	4	3	2	1
1/з	1,2	1,207	1,214	1,2205	1,2275	1,234	1,24

Задали hn, исходя из соотношения 10...20% от конечной толщины, которая составляет 10 мм. Взяли максимальное значение в 20%, так как при прокатке данной толщины листа он еще не успевает остыть и можно задать обжатие больше. Следовательно hn = 2 мм, а коэффициент обжатия

,

Дальше нашли h1 исходя из условия прочности валков, результаты расчета составили:

,

Находим 1/:



,

Рисунок 3.1 График обжатий по проходам.

В таблице 3.2 представлены некоторые данные по формоизменению металла:

Таблица 3.2. Формоизменение металла по проходам

Обжатия по проходам
	7	6	5	4	3	2	1
1/з	1,2	1,207	1,214	1,2205	1,2275	1,234	1,24
h	8,921058	10,70527	12,92126	15,68641	19,14526	23,50081	29
Дh	1,784212	2,215991	2,76515	3,458853	4,355547	5,49919	7
б(угол захвата)	3,952904	4,405528	4,921527	5,504782	6,17787	6,942599	7,834195
l(длина дуги )	374,1088	373,8931	373,6188	373,2723	372,8244	372,2532	371,5035



4. ЭНЕРГОСИЛОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ

Сопротивлением деформации называют среднее удельное давление прокатываемого металла на валок на 1 мм2 поверхности соприкосновения металла с валком. Полное давление металла на валок равно:

,

Проекция контактной поверхности на плоскость хорды дуги захвата при прокатке листов, лент и других профилей прямоугольного сечения определяют из выражения

,

Определение среднего удельного давления связано с трением на контактных поверхностях, которое зависит главным образом от формы очага деформации и коэффициента трения между прокатываемой полосой и валками. Среднее удельное давление определяется из равенства

,

где - полезное среднее удельное давление;

- коэффициент для учета внешнего сопротивления.

Рассмотрим основные формулы для определения среднего удельного давления металла на валок .

Формула С. И. Губкина. Полезное среднее удельное давление определяется по формуле:



,

где - температура плавления металла, ;

- температура деформации металла, ;

- (0,008-0,012) - температурный коэффициент. Верхний предел принимается для твердых растворов с большой концентрацией;

- предел прочности, соответствующий температуре 0,95 и скорости деформации (40-50) мм/мин, принимается 0,4-0,6 кг/мм2;

- скоростной коэффициент, для нашего случая примем 1,4.

Для учета внешних сопротивлений, С. И. Губкин пользуется коэффициентом:

,

где - коэффициент для учета неравномерности распределения напряжений при деформации с нагревом, принимаемый от 1,0 до 1,3

- коэффициент трения (при , ; при , ).

Среднее удельное давление по С. И. Губкину в общем виде выражается формулой

.

Момент прокатки на валках для двухвалкового калибра определяется формулой:

;



где -- коэффициент плеча приложения равнодействующей силы, принимаем равным 0,42 [4];

- длина дуги очага деформации, которая определяется по формуле:

,

а угол захвата определяется по формуле:

,

Момент трения в подшипниках для четырехвалковой клети с опорными валками определяется формулой[4]:

,

где -- диаметр шейки валков, равен 400 мм,

-- коэффициент трения в подшипниках, принимаем равным 0,004,

Мощность двигателя определяется по формуле:

,

где - мощность двигателя;

- КПД установки;

- обороты на валу двигателя.

Вычислим момент холостого хода по формуле:



где -- номинальный крутящий момент электродвигателя

Крутящий момент на валу электродвигателя определяется выражением:

где -- передаточное число редуктора, -- КПД линии привода, принимаем равным 0,8.

Фактическая мощность двигателя вычисляется по формуле:

,

Энергосиловые параметры в каждом проходе показаны в таблице №3:

Таблица 4.1. Энергосиловые параметры прокатки.

Энергосиловые параметры
№ прохода	7	6	5	4	3	2	1
Площадь контактной поверхности, мм2	46559.8	51888.6	57962.5	64826.7	72746.0	81740.5	92222.5
Полезное среднее удельное давление, Мпа	10.0371	8.92773	8.03011	7.30482	6.72052	6.24922	5.87022
Неравномерность напряжений	4.62311	4.31615	4.02740	3.75688	3.50494	3.27067	3.05405
Среднее удельное давление, Мпа	46.4029	38.5334	32.3405	27.4434	23.555	20.4391	17.9279
Давление металла на валок, кН	2160.51	1999.44	1874.54	1779.06	1713.53	1670.70	1653.36
Момент прокатки, Н*м	678944.	627967	588305.	557824.	536632.	522417.	515953.
Момент трения, Н*м	21784.3	20148.9	18876.5	17898.8	17219.2	16763.5	16556.7
Момент двигателя, Н*м	30130.0
Момент холостого хода, Н*м	3013.00
Крутящий момент на валу электродвигателя, Н*м	188722	177040	167952	160968	156111	152854	151373
Фактическая мощность двигателя, кВт	2370.35	2223.63	2109.48	2021.75	1960.76	1919.85	1901.25



5. ДЕФЕКТЫ ЛИСТОВОЙ ПРОКАТКИ

Существуют дефекты листов, причиной которых является нарушение технологических режимов в предыдущих переделах, а именно: наличие плен, раковин, отклонений по химическому составу металла и т.д.

Дефекты при прокатке лент можно классифицировать на два основных вида.

Во-первых, это дефекты, определяемые отклонением размеров листа от допустимых ГОСТом или оговоренные в соответствующих технических условиях. Сюда входят такие дефекты, как коробоватость, волнистость, краевой двусторонний или односторонний гофр, елочка, пузыри, продольная разнотолщинность и т.д.

Во-вторых, дефекты, определяемые наличием местных повреждений поверхности листа и отклонениями параметров чистоты и микрогеометрии поверхности от требуемых. К этому виду дефектов поверхности листа относятся отпечатки, порезы, волчки, вдавлины, царапины и т.д.[3]

Рассмотрим наиболее вероятные дефекты при листовой прокатке, причины их возникновения, способы предотвращения и устранения (см. табл. 4). [4]

Таблица №6.1. Наиболее вероятные дефекты при листовой прокатке

№ п/п	Наименование дефекта	Причины возникновения дефекта	Способы предотвращения и устранения дефекта
1	Коробоватость	Неравномерное обжатие по ширине полосы (в средней части полосы обжатие больше, чем у кромок) вследствие: 1.1. Чрезмерно большой выпуклости рабочих валков. 1.2. Перегрева валков стана. 1.3. Недостаточного обжатия в пропусках. Неудовлетворительный профиль подката.	1.1. Произвести перевалку рабочих валков. Установить валки с меньшей выпуклостью. Снизить давление в системе противоизгиба рабочих валков или увеличить давление в системе дополнительного изгиба рабочих валков. 1.2. Снизить скорость прокатки. Увеличить подачу СОЖ. 1.3. Увеличить обжатие в пропусках, но не более чем предусмотрено в инструкции. 1.4. Обеспечить получение подката по продольной и поперечной разнотолщинности в соответствии с действующими ГОСТами и ТУ.
2	Волнистость кромки (односторонняя)	Неравномерное обжатие по ширине полосы из-за: 2.1. Несимметричной профилировки валков. 2.2. Неправильной настройкой стана. 2.3. Несимметричного профиля подката.	2.1. Произвести перевалку валков. 2.2. Поднять нажимной винт со стороны волны или опустить с противоположной стороны. 2.3. Обеспечить получение подката по разнотолщинности в соответствии действующих ГОСТов и ТУ.
3	Волнистость кромки (двусторонняя)	Неравномерность обжатия полосы из-за: 3.1. Выработки валков (износа). 3.2. Неправильной настройки стана. 3.3. Большого обжатия по пропускам.	3.1. Произвести перевалку валков. 3.2. Увеличить давление в системе противоизгиба рабочих валков или снизить давление в системе дополнительного изгиба валков. 3.3. Уменьшить обжатие.
4	Складка («порез»)	4.1. Прокатка полос со складками, загнутой кромкой. 4.2. Большое обжатие в пропуске. 4.3. Недостаточное заднее натяжение. 4.4. Засорение коллекторов подачи СОЖ. 4.5. Нарушение температурного режима прокатки. 4.6. Попадание посторонних предметов между валками и полосой. 4.7. Прокатка полос с волнистой кромкой или большой коробоватостью. 4.8. Недостаточная выпуклость валков.	4.1. Следить за состоянием подката и не допускать в прокатку полос со складками и загнутой кромкой. 4.2. Уменьшить обжатие. 4.3. Не допускать уменьшение заднего натяжения, предусмотренного режимом прокатки. 4.4. Проверить исправность коллекторов и, в случае засорения, произвести чистку. 4.5. Соблюдать скоростной режим прокатки. 4.6. Не допускать попадание посторонних предметов на полосу. 4.7. Уменьшить обжатие и скорость в первом пропуске, изменить профиль межвалкового зазора. 4.8. Завалить валки с большей выпуклостью.
5	Продольная разнотолщинность	5.1. Неравномерная толщина горячекатаной полосы. 5.2. Эксцентриситет опорных валков. 5.3. Неправильный режим прокатки по обжатиям, скоростям, натяжением, тепловому режиму валков.	5.1. Обеспечить получение горячекатаной полосы равномерной толщины в соответствии действующих ГОСТов и ТУ. Контролировать толщину полосы в первом пропуске, принимая меры к снижению наследственной разнотолщинности.
		5.4. Неудовлетворительная работа САРТ и рентгеновского толщиномера. 5.4. Неравномерные механические свойства по длине полосы. 5.5. Недотрав по длине полосы.	5.2. Перевалить опорные валки. 5.3. Проверить работу измерителей толщины (установкой на ноль) и произвести замеры толщины полосы ручным микрометром. Соблюдать режимы прокатки для данного профиля и марки стали. 5.4. Проверить работу измерителей толщины по эталонам и произвести замеры толщины полосы листовым микрометром настроить САРТ. 5.5. Не допускать в прокат полосы с недотравом.
6	Отпечаток	6.1. Навары, задиры, выкрошка на рабочих или промежуточных валках, надав.	6.1. Следить за состоянием поверхности полосы и валков. Не допускать попадания посторонних предметов на полосу. По периодичности повторения дефекта на полосе определить, какой валок является дефектным. Произвести перевалку соответствующих валков.
7	Царапины, риски	7.1. Навары и задиры на роликах и деталях проводковой арматуры. 7.2. Трение витка о виток в неплотно и неровно смотанном рулоне.	7.1. Периодически проверять состояние роликов и проводковой арматуры. Навары и задиры устранить зачисткой или заменой соответствующих деталей. 7.2. Не допускать неплотную и неровную смотку полосы в рулон. Производить подмотку бумаги между витками полосы в последнем пропуске. Не допускать смотки полос без подмотки бумаги.
8	Рваная кромка	8.1. Некачественная подрезка кромки перед холодной прокаткой. 8.2. Неправильный режим обжатий при прокатке.	8.1. Обеспечить качественную подрезку кромки. 8.2. При прокатке соблюдать режимы обжатий и натяжений.
9	Рябизна	9.1. Шероховатость на поверхности полосы, образовавшаяся при горячей прокатке с большим слоем окалины, на выработанных валках или при остановке полосы в травильных ваннах. 9.2. Шероховатость на поверхности рабочих валков.	9.1. Обеспечить получение качественного горячекатаного подката. Соблюдать режимы обработки в линиях термообработки и травления. 9.2. Не допускать в работу рабочие валки с неудовлетворительной шлифовкой поверхности.
10	Прокатная плена	10.1. Отслоение металла различной толщины и размера, языкообразной формы, вытянутое в направлении прокатки и соединенное с основным металлом одной стороной, вызванное нарушением режима разливки стали, перегревом слябов в методических печах, неудовлетворительной зачисткой перед горячей и холодной прокаткой.	10.1. Не допускать в прокатку полосы с некачественной зачисткой поверхности.
11	Телескопичность	Телескопичность рулонов образуется из-за: 11.1. Неисправности системы центрирования полосы. 11.2. Неравномерного обжатия по ширине полосы. 11.3. Серповидности подката.	11.1. Настроить систему центрирования полосы. 11.2. Настроить стан раздельным перемещением нажимных винтов. Настроить подачу СОЖ по всей ширине полосы. 11.3. Обеспечить качество подката в соответствии с действующими ГОСТами и ТУ.
12	Излом (стиральная доска)	12.1. Образуется при пробуксовке полосы и валках.	12.1. Снизить давление металла на валки, уменьшить заднее натяжение.



БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Дубинский Ф.С. Технология процессов прокатки и волочения: конспект лекций / Ф.С. Дубинский, В.И. Крайнов, Б.В. Баричко - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007.

2. Агеев Л.М. Теория процессов прокатки: курс лекций. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2003.

3. Полухин, П.И. Прокатка на многовалковых станах - М: Металлургия, 1981.

4. Антипин В.Г. «Прокатные станы» Том 3 - М: Металлургия, 1992.

5. Литовченко Н.В. Станы и технология листовой прокатки - М: Металлургия, 1979.



АННОТАЦИЯ

Расчет технологического процесса производства листовой стали 10,0х1800 мм из стали 45: курсовая работа. - Челябинск: ЮУрГУ, ФМ; 2015, 30 с. 5 ил., схему цеха ф. А1, библиограф. список - 5 наименований.

Разработан наиболее рациональный технологический процесс прокатки листа размерами 10,0 из стали марки 45 на примере реверсивного универсального стана горячей прокатки 2300 Челябинского металлургического комбината.

Выполнены расчеты формоизменения металла, энергосиловых параметров. Разработан алгоритм расчета. Рассмотрены разновидности дефектов листового проката.



ПРИЛОЖЕНИЕ

Площадь контактной поверхности по проходам



Среднее удельное давление по проходам

Давление металла на валок по проходам

Момент прокатки по проходам



Фактическая мощность двигателя по проходам



Энергосиловые параметры
№ прохода	7	6	5	4	3	2	1
Площадь контактной поверхности, мм2	46559.8	51888.6	57962.5	64826.7	72746.0	81740.5	92222.5
Полезное среднее удельное давление, Мпа	10.0371	8.92773	8.03011	7.30482	6.72052	6.24922	5.87022
Неравномерность напряжений	4.62311	4.31615	4.02740	3.75688	3.50494	3.27067	3.05405
Среднее удельное давление, Мпа	46.4029	38.5334	32.3405	27.4434	23.555	20.4391	17.9279
Давление металла на валок, кН	2160.51	1999.44	1874.54	1779.06	1713.53	1670.70	1653.36
Момент прокатки, Н*м	678944.	627967	588305.	557824.	536632.	522417.	515953.
Момент трения, Н*м	21784.3	20148.9	18876.5	17898.8	17219.2	16763.5	16556.7
Момент двигателя, Н*м	30130.0
Момент холостого хода, Н*м	3013.00
Крутящий момент на валу электродвигателя, Н*м	188722	177040	167952	160968	156111	152854	151373
Фактическая мощность двигателя, кВт	2370.35	2223.63	2109.48	2021.75	1960.76	1919.85	1901.25

Размещено на Allbest.ru