Оборудование и технология производства круглого проката диаметром 60 мм из стали 15Г на стане 350 Череповецкого металлургического комбината

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Череповецкий МК (ПАО «Северсталь») - один из крупнейших интегрированных заводов по производству стали в мире. Одним из преимуществ ЧерМК является его географическое положение. Череповец, где построен комбинат, находится на стыке трех экономических районов: Европейского Севера, Северо-Запада и Центра России.

Основные виды выпускаемой предприятием продукции - это арматура, катанка, круг, уголок, швеллер, шестигранник, судовая сталь, сталь для мостостроения, строительства зданий и сооружений, сталь для сосудов, работающих под давлением, электротехническая сталь, оцинкованная сталь, оцинкованная сталь с полимерным покрытием, автолист, гнутые профили, двухслойная плакированная сталь, трубная заготовка, высокопрочный прокат для карьерной, строительной техники и автомобилестроения, броневые марки стали.

Клиентская база предприятия насчитывает свыше 5 тысяч российских и зарубежных компаний, работающих в основных секторах промышленности, таких как стройка, автомобилестроение, ТЭК, машиностроение, судостроение и других.

Предприятие ведет активную работу по расширению сортамента реализуемой металлопродукции, требовательно подходит к обеспечению ее качества, уровень которого подтверждается как международными (ABS, Bureau Veritas, Det NorskeVeritas, Germanischer Lloyd's, Lloyd's Register), так и российскими (Российский Морской Регистр Судоходства, Российский Речной Регистр, ГОСТ Р) сертификатами.

В 2014-2015 годах на ЧерМК освоено 40 новых видов продукции для стратегически важных отраслей российской экономики. При этом акцент делается на разработке продуктов с высокой добавленной стоимостью.

Предприятие первым в российской металлургии получило международный сертификат соответствия системы экологического менеджмента стандарту ИСО 14001. В 2015 году компания стала победителем в одной из номинаций отраслевого конкурса «Предприятие горно-металлургического комплекса высокой социальной эффективности» и лауреатом Национальной премии в области экологии «ERAECO 2014».

1. Технические требования к качеству круглого проката диаметром 60 мм из стали 15Г

Круглый прокат диаметром 60 мм из стали 15Г поставляется по ГОСТ 4543-71 [1], ГОСТ 2590-06 [2].

Химический состав стали 15Г должен соответствовать требованиям, представленным в таблице 1.

Таблица 1 - Химический состав

Химический состав, %
Углерод	Марганец	Кремний	Сера	Фосфор	Хром	Никель	Медь
0,12-0,19	0,7-1,0	0,17-0,37	0,035	0,035	0,3	0,3	0,3

Механические свойства стали должны соответствовать нормам, указанным в таблице 2.

Таблица 2 - Механические свойства

Марка стали	Временное сопротивление ув, МПа	Предел текучести ут, МПа, не более	Относительное удлинение, %, не менее	Относительное сужение
15Г	410	245	26	55

Прокат из стали марки 15Г с нормированной ударной вязкостью KCU не менее 29 Дж/см2 (3 кгс·м/см2) при температуре минус 20 °С.

Твердость проката должна соответствовать нормам, указанным в таблице 3.

Таблица 3 - Твердость проката

Марка стали	Без термической обработки или после контролируемой прокатки	Нормализованный	Отожженный или высокоотпущенный
	Диаметр отпечатка, мм, не менее	Твердость НВ, не более	Диаметр отпечатка, мм, не менее	Твердость НВ, не более	Диаметр отпечатка, мм, не менее	Твердость НВ, не более
15Г	4,7	163	4,7	163	4,7	163

Прокат сортовой должен быть обрезан. Допускаются смятые концы и заусенцы. Косина реза проката свыше 30 мм - не должна превышать 0,1 % диаметра.

Макроструктура проката при проверке на протравленных темплетах или в изломе не должна иметь усадочной раковины, рыхлости, пузырей, трещин, расслоений, шлаковых включений и флокенов и должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 4.

Расслоение в прокате не допускается. В макроструктуре проката не должно быть видимых без применения увеличительных приборов расслоений, скоплений раскатанных пузырей, шлаковых включений и флокенов .

Таблица 4 - Требования к макроструктуре

Категория стали	Макроструктура проката в баллах, не более
	ЦП	ТН	ЛК	ОПЛ	КПЛ	ПЛ	ПП	МКТ
Качественная	3	3	3	1	1	1	Не допускаются
Примечание: ЦП - центральная пористость; ТН - точечная неоднородность; ЛК - ликвационный квадрат; ОПЛ - общая пятнистая ликвация; КПЛ - краевая пятнистая ликвация; ПЛ - подусадочная ликвация; ПП - подкорковые пузыри; МКТ - межкристаллитные трещины

Прутки принимают партиями, состоящими из стали одной плавки, одного размера и одного режима термической обработки. Каждую партию сопровождают документом о качестве по ГОСТ 7566-81 [3].

Для проверки качества от партии прутков отбирают:

- для химического анализа пробы по ГОСТ 7565-81 [4]. Контроль остаточных меди, никеля, хрома, азота, вольфрама, ванадия, молибдена и титана проводят периодически не реже раза в квартал;

- для контроля качества поверхности и размеров - все прутки;

- для контроля макроструктуры по излому или травлением, для испытания на растяжение и ударный изгиб - два прутка;

- для испытания на осадку и определения глубины обезуглероженного слоя - три прутка;

- для проверки твердости - 2 % прутков размером более 30 мм;

- для определения прокаливаемости и величины зерна - по одному прутку от плавки-ковша для стали всех марок;

- для определения неметаллических включений - пробы по ГОСТ 1778-70 [5].

При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторные испытания по ГОСТ 7566-81. Результаты повторных испытаний являются окончательными.

От каждого отобранного для контроля прутка:

- для испытания на растяжение (предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение, относительное сужение), осадку, определения глубины обезуглероженного слоя, величины зерна и прокаливаемости - по одному образцу;

- для испытания на ударный изгиб - по одному образцу каждого типа;

- для контроля макроструктуры - один темплет.

По точности прокат изготовляют: А - высокой точности; Б - повышенной точности; В - обычной точности.

Диаметр проката, предельные отклонения по нему, площадь поперечного сечения и масса 1 м длины должны соответствовать указанным в таблице 5.

Таблица 5 - Предельные отклонения по диаметру

Диаметр d, мм	Предельные отклонения, мм, при точности прокатки	Площадь поперечного сечения, см2	Масса 1 м профиля, кг
	А	Б	В
60	+0,1 -0,9	+0,3 -1,1	+0,5 -1,1	28,274	22,195

Овальность проката не должна превышать 50 % суммы предельных отклонений по диаметру.

Прокат диаметром 60 мм изготавливают в прутках.

В соответствии с заказом прокат изготовляют:

- мерной длины;

- кратной мерной длины;

- немерной длины.

Прокат изготовляют длиной: от 2 до 6 м - из качественной углеродистой и легированной стали.

Кривизна прутков круглого проката не должна превышать значений, указанных в таблице 6.

Таблица 6 - Отклонения по кривизне

Диаметр круга, мм	Кривизна, % длины, не более
	I класс	II класс
Свыше 25	0,4	0,5

По требованию потребителя кривизна прутков круглого проката не должна превышать 0,2 % длины.

Кривизну проката измеряют на длине не менее 1 м на расстоянии не менее 150 мм от концов.

Диаметр, овальность круглого проката измеряют на расстоянии не менее 150 мм от конца прутка.

Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение проката - по ГОСТ 7566-81 с дополнениями.

Транспортирование проката производится всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.

Масса грузового места не должна превышать при механизированной погрузке в открытые транспортные средства - 10 т, в крытые - 1250 кг.

Средства пакетирования - по ГОСТ 7566-81.

2. Технологический процесс и оборудование для производства готовой продукции

2.1 Подготовка исходного материала к производству

Подготовка исходных материалов к прокатке заключается в удалении дефектов, имеющихся на поверхности: плен, волосовин, трещин, неметаллических включении, закатов, подрезов, царапин и др.

Необходимость удаления поверхностных дефектов на металле вызывается тем обстоятельством, что они, как правило, не устраняются в процессе прокатки, а переходят на готовый прокат. Удаление дефектов, т. е. зачистка исходных материалов, полностью окупается увеличением выхода годного [6].

Исходные заготовки - сечением от 80 80 до 150 160 мм и длиной 4 - 6 м с непрерывно-заготовочного стана 850/730/530, подвергают зачистке на МОЗ после прокатки на блюминге. Кроме того, зачищают заготовки на адьюстаже непрерывно-заготовочного стана огневым способом [7].

Ручная огневая зачистка осуществляется вдоль заготовки. Края канавки должны быть пологими, ширина ее не менее чем в пять раз больше глубины, а длина -- не менее чем в три раза больше ширины.

При машинной огневой зачистке удаление поверхностных дефектов осуществляется сплошным сжиганием поверхностного слоя с двух или четырех сторон раската, нарушая ритм прокатки [8].

Склад заготовок и загрузочные решетки расположены в двух поперечных пролетах непрерывно-заготовочного стана шириной по 33 м. Адъюстаж стана расположен в пяти поперечных пролетах шириной по 30 м. Прокат поставляется нормальной, повышенной, высокой точности и с суженными допусками.

Зачищенные заготовки с адьюстажа непрерывно-заготовочного стана при помощи магнитных кранов подают на четыре загрузочные решетки нагревательных печей.

Загрузочные решетки - реечного типа. Масса тележки 2,4 т, максимальный путь передвижения тележки 4,25 м, скорость передвижения тележки 0,235 м/с. Привод - от 63-кВт электродвигателя (575 об/мин) через редуктор с передаточным отношением 40. Масса решетки 33,5 т, угол наклона решетки 5°. Грузоподьемность решетки 27 т. С загрузочных решеток заготовки сталкивают на рольганги и пакетом подают к печам.

В рольганге перед печами вмонтированы платформенные весы для взвешивания одной - семи заготовок. Размер платформы 5,6 1 м, грузоподъемность 8 т, длина взвешиваемых заготовок 4 - 6 м, точность взвешивания 50 кг [7].

К операциям подготовки металла к прокатке относят штабелирование металла и его замедленное охлаждение. Организация штабелирования предусматривает бесперебойную подачу металла на нагревательные устройства прокатных станов. Организация складирования металла включает непрерывный учет состояния остатков металла, маркировку и разделение металла по плавкам и по литерам. Замедленное охлаждение металла из среднеуглеродистых, высокоуглеродистых и легированных сталей в штабелях, напольных коробах, ямах и в специальных печах производят для того, чтобы предотвратить образованно внутренних пороков.

Склады слитков и заготовок размещают в закрытых зданиях с достаточными площадями и аэрацией, обеспечивающей охлаждение металла [6].

2.2 Нагрев исходного металла перед прокаткой

Нагрев слитков и заготовок перед прокаткой должен обеспечивать пластичность, хорошее качество стали и наименьшее сопротивление деформации. Чем выше температура нагрева, тем меньше расход энергии при прокатке. В этом случае при увеличенных обжатиях уменьшаются случаи поломок валков и других деталей стана. Нагрев также должен обеспечить повышение механических свойств, уменьшение чувствительности стали к флокенам и др [6].

Заготовки с рольганга в каждую печь загружают толкателем усилием 1,1 МП с двумя реечными штангами, рабочий ход которых 3 м, скорость толкания 0,16 м/с. Привод одной штанги толкателя - от 80-кВт электродвигателя (575 об/мин) через редуктор с передаточным отношением 86,68.

Нагрев заготовок в зависимости от прокатываемого профиля осуществляют в двух - четырех трехзонных методических рекуперативных нагревательных печах с торцевыми посадкой и выдачей заготовок (рисунок 1) [6]. Полезная длина печи 21,37 м, активная ширина пода 6 м, активная площадь - 128 м3.

Рисунок 1 - Методическая печь: 1 - керамический воздушный рекуператор; 2 - газопровод; 3 - воздухопровод; 4 - подвесной свод

Топливо - природный газ теплотой сгорания 35,2 МДж/м3 или смесь природного и коксового газов теплотой сгорания 25,1 МДж/м3. На каждой печи установлено 18 двухпроводных турбулентных горелок низкого давления - по шесть на каждую зону печи (нижнюю, сварочную и томильную). Максимальный расход газа на печь 6900 м3/ч, давление газа перед печью 60 МПа. Максимальная производительность печи 80 т/ч. Воздух подогревают в рекуператорах до 350-400 °С. Tемпература металла перед выдачей 1160 - 1200 °С, после клети V не ниже 1100 °С. Температура конца прокатки (нормальная) 920 - 1050 °С [7].

2.3 Технология и оборудование производства готовой продукции на стане 350 Череповецкого МК

Технологический процесс прокатки осуществляется следующим образом. На первой линии стана расположены восемь клетей. Прокатка заготовки в первой клети позволяет получить раскат любого сечения и размеров, а кантовка после клети обеспечивает очистку поверхности раската от окалины. Далее раскат подвергают прокатке в первой четырехклетьевой непрерывной группе, после чего перед задачей во вторую трехклетьевую непрерывную группу раскат кантуется. С каждой линии расположения клетей на последующую раскат передают с помощью шлепперов. Окончательное оформление готового профиля осуществляют в чистовой четырехклетъевой непрерывной группе.

Кантовку раскатов между отдельными клетями и непрерывными группами клетей выполняют кантующими втулками. Готовый прокат поступает на двусторонний холодильник реечного типа длиной 90 и шириной 17 м, затем правится, режется на мерные длины и передается на дальнейшую отделку [8].

Теперь рассмотрим оборудование стана. Среднесортный стан 350 поставки ГДР проектной производительностью 1 млн. т в год введен в эксплуатацию в 1963 году. Стан расположен в одном продольном пролете длиной 384 и шириной 36 м. Схема расположения основного технологического оборудования стана приведена на рисунке 2 [7].

Стан состоит из 14 рабочих клетей расположенных в три линии: в первой - восемь клетей из которых отдельно стоящая клеть 1Г и первая непрерывная группа клетей - 2Г, ЗГ, 4В и 5Г образуют черновую группу, остальные три - 6Г, 7В и 8Г образуют промежуточную группу; во второй - две горизонтальные клети 9Г и 10Г; в третьей - непрерывная чистовая группа из двух горизонтальных клетей 12Г и 14Г и двух вертикальных 11В и 13В.

Валки каждой клети приводятся от индивидуального электродвигателя через редуктор и шестеренную клеть с регулируемой частотой вращения. Максимальная скорость прокатки в чистовой клети - до 15 м/с.

Рисунок 2 - Схема расположения основного технологического оборудования стана 350 Череповецкого МК: 1 - методические нагревательные печи; 2 - ножницы; 3 - кантователи; 4 - направляющие желоба; 5 - передаточные шлепперы; 6 -двусторонний холодильник

Материал валков в клетях № 1-№ 5 - сталь 50 или легированный чугун с шаровидным графитом типа СШХН твердостью НВ 320 400. в клетях № 6 - № 14 - легированный чугун с пластинчатым графитом типа СПХН твердостью НВ 420 500. Валки всех клетей вращаются в подшипниках жидкостного трения с давлением в системе смазки 0,21 МПа.

Станины всех горизонтальных клетей открытого типа с приводом нажимных винтов верхних валков, перемещаемых со скоростью 0,23 мм/с от 3,5-кВт электродвигателей и ручным приводом нажимных винтов нижних валков (рисунок 3а). Осевое перемещение верхнего валка ± 10 мм. Скорость перемещения клети при перевалке 3,87 мм/с. Перемещение клети в положение «при перевалке» от линии прокатки: 600 мм (клети 1, 2, 3 и 5); 490 мм (клети 6, 8, 9, 10); 430 мм (клети 12 и 14). Уравновешивание валков всех клетей пружинное [7].

Станины вертикальных клетей закрытого типа установлены стационарно, а перемещаются лишь сменные кассеты со смонтированными в них рабочими валками и нажимным устройством для установки рабочих валков в горизонтальном положении (рисунок 3б). Скорость регулировки валков 0,2 мм/с. Скорость перемещения механизма при перевалке 27 мм/с. Осевое перемещение валков ± 10 мм.

Рисунок 3 - Станины рабочей клети: а - закрытого типа; б - открытого типа

В чистовой линии вместо обычных устанавливают предварительно-напряженные клети (ПНК).

Привод валков каждой из клетей № 1, № 2, № 3 и № 5 - от 1-мВт электродвигателя, каждой из клетей №6, № 8, № 9, № 10, № 12 и № 14 - от 1.2-мВт электродвигателя, каждой из вертикальных клетей № 4, № 7, № 11 и № 13 - от 870-кВт электродвигателя. Частота вращения роторов всех электродвигателей одинаковая; от 270 до 810 об/мин.

Перед клетью № 1 установлены делительные ножницы кривошипного типа усилием резания 1,88 МН для порезки заготовок на мерные длины и для обрезки концов заготовок. Максимальное разрезаемое при 1100 °С сечение 289 см2, максимальный ход ножа 250 м, ширина ножа 500 мм, радиус кривошипа эксцентрикового вала 130 мм. Привод ножниц от двух 160-кВт электродвигателей (585 об/мин) через редуктор с передаточным отношением 44; частота - 13 резов/мин.

Расстояние между линиями стана 6,5 м, между делительными ножницами и клетью 1Г - 9,3 м, между клетями 1Г и 2Г - 11,5 м, 2Г - ЗГ - 3,5 м, ЗГ и 4В - 4 м, 4В и 5Г - 4 м, 5Г и 6Г - 30 м. 6Г и 7В - 6 м, 78 и 8Г - 6 м, 9Г и 10Г - 58,5 м, 11В и 12Г - 6 м, 12Г и 13В-6 м, 13В и 14Г-6м.

Перед клетями 1Г, 2Г, 6Г, 9Г, 10Г и 11В установлены втулочные пневматические кантователи реечного типа для кантовки раската (максимальной массой до 1,35 т) на 45 или 90°. Высота подъема заготовки 65 мм, время кантовки 0,8 с, максимальное поршневое усилие 13,8 кН. Привод кантователя от 1,6-кВт электродвигателя (930 об/мин) через редуктор с передаточным отношением 30.

Для передачи раскатов между линиями стана за клетями 8Г и 10Г установлены цепные передаточные шлепперы и обводные желоба. Шлеппер 8,96 40,6 м за клетью 8Г имеет 16 цепей, шаг цепи 200 мм, расстояние между кулачками 1 м, скорость перемещения цепи 1,49 м/с, привод - от 63-кВт электродвигателя (975 об/мин) через редуктор с передаточным отношением 22,4.

Шлеппер 9,75 85 м за клетью 10Г имеет 26 цепей, шаг цепи 200 мм, привод - от 70-кВт электродвигателя (970 об/мин) через редуктор с передаточным отношением 31,5, скорость перемещения цепей от 1,5 до 0,375 м/с [7].

Перевалку горизонтальных клетей № 1-№ 10 осуществляют валками, а № 12 и № 14 - клетями или валками. Перевалку вертикальных клетей № 4, № 7, № 11 и № 13 ведут кассетами. Предварительно напряженные клети (ПНК) при перевалке заменяют клетями.

На горизонтальных клетях черновой группы применяют подвесные и стационарные проводки, на всех остальных горизонтальных клетях - стационарные проводки для всех профилей. На вертикальных клетях с передней стороны применяют желоба со съемной крышкой, закрепленной клиньями, с задней - желоба с приваренной крышкой. Перед горизонтальными клетями второй и третьей линий стана (9Г, 10Г, 12Г, 14Г) при прокатке круглой стали устанавливают проводки с цилиндрическими или фасонными роликами из стали 9Х или из сплава с 23-28 % (по массе).

В пролете стана - два электромостовых крана грузоподъемностью по 30/5 т и один - 16/5 т.

Транспортируют металл к печам, от печей к стану, вдоль стана, за станом по рольгангам с роликами диаметром 260 мм, длиной 500 мм (перед печами 1000 мм, за печами 600-800 мм), шагом роликов 900 - 1500 мм; скорость транспортировки металла; от печей до клети № 2 - 0,7 1,8 м/с, от клети № 5 до клети № 10 - 2,0 7,5 м/с. от клети № 10 до конца второй линии стана - 3 9 м/с, перед клетью № 11 - 5,5 17,0 м/с, за станом до стрелки - 3 9 м/с [7].

2.4 Контроль качества, технология и оборудование операций отделки, термообработки

Выходящие из чистовой группы клетей раскаты направляют на правую или левую стороны холодильника. На расстоянии 77925 мм от оси чистовой клети установлены две дисковые пилы для отбора технологических проб. Сечение разрезаемого металла 76 см3 при температуре от 950 до 600 °С. Толщина диска 6 мм, диаметр - 1000 мм, материал - сталь 4ХВС. Ходы диска, мм: рабочий 150, нормальный 300, максимальный 350. Скорости подачи, мм/с: минимальная 15, максимальная 90. Привод вращения диска с окружной скоростью 105 м/с - от 95-кВт электродвигателя типа ДКЦ с короткозамкнутым ротором (1500 об/мин). Привод подачи диска - от 5,8-кВт электродвигателя (340 - 2030 об/мин). Привод перемещения пилы - от 0,25-кВт электродвигателя (750 об/мин).

Охлаждение проката ведут на двустороннем реечном холодильнике размерами одной стороны 90 7,63 м с максимальной загрузкой 120 т металла на сторону. Шаг реек 500 мм, шаг зубьев рейки 170 мм. На одной рейке 41 зуб. Привод одной стороны холодильнике - от 125-кВт электродвигателя типа ДОР-108-10 с контактными кольцами (585 об/мин) через редуктор с передаточным отношением 48 [7].

После охлаждения на холодильнике прутки по одному, по два или более передают перекладывающими устройствами на отводящие рольганги.

Весь прокат после охлаждения передают канатными шлепперами и рольгангами к 10-МН ножницам холодной резки (1485 об/мин) через редуктор с передаточным отношением 73,6. Длина ножа 1000 мм, ход - 180 мм. Привод от 90-кВт электродвигателя, частота вращения коленчатого вала менее 20 об/мин. Максимально допустимое давление воздуха в магистрали 0,48 МПа. Рабочее давление в гидросистеме 8 - 10 МПа.

Профили диаметром 40 - 65 мм режут соответствующими фасонными ножами. Количество калибров на ножах в зависимости от профиля изменяется от семи до двенадцати. Количество одновременно разрезаемых прутков зависит как от размеров профиля, так и от временного сопротивления стали ув. Так, для стали диаметром 42 - 65 мм с ув = 0,4 1,2 ГПа количество раскатов в пакете, разрезаемых одновременно на калиброванных ножах с углом наклона 2° составляет:

Таблица 7

Диаметр раската, мм.	42	45	48	50	56	60	65
Число раскатов с ув, ГПа:
1,2	10	7	6	5	3	3	2
1,0	12	9	8	6	4	4	3
0,8	12	12	12	10	6	5	4
0,6	12	12	12	12	9	6	5
0,4	12	12	12	12	9	9	7

Обрезь с одного конца раската большинства профилей составляет 100 - 250 мм. Раскат режут на заказные длины, в основном, 6-12 м. Проектом предусмотрена возможность порезки на длины 18-24 м.

Шлеппер перед ножницами холодной резки канатного типа (рисунок 4). Канатных барабанов 14, шаг канатов 6 м, максимальный путь транспортировки 2,53 м, скорость движения кулачков 0,52 м/с. Привод шлеппера от 27-кВт электродвигателя (710 об/мин) через редуктор с передаточным отношением 35,5. Диаметр барабана 500 мм [7].

Рисунок 4 - Схема канатного шлеппера: 1 - приводной барабан; 2, 5 - рольганг; 3 - упорные пальцы; 4 - шлепперные тележки; 6 - натяжные блоки

После порезки прокат транспортируют по рольгангу, напротив которого расположены карманы. Пакеты металла шлепперами укладывают в карманы связкой массой менее 10 т. Шлеппер загрузочных карманов цепного типа, число цепей 24, шаг - 200 мм, диаметр делительной окружности звездочки 655 мм, расстояние между звездочками 3,17 м. Прутки в связках укладывают ровно под упор. Прутки, не соответствующие требованиям стандартов, извлекают из связки после взвешивания [7].

3. Характеристика опасных и вредных факторов при производстве готовой продукции

прокатный сталь канатный шпеллер

Условия труда на стане характеризуются наличием ряда опасных и вредных производственных факторов: повышенной запыленности воздуха в рабочей зоне (металлическая пыль -- раздробленная окалина), повышенным уровнем шума на рабочем месте нагревальщика методической печи, у загрузочной площадки, у печи, у клети обжимной группы на рабочем месте вальцовщика, операторов на ПУ и у пил горячей резки.

В сортопрокатных цехах возможны травмы вальцовщиков, вызванные неосторожностью. Поэтому клети и пространства перед рабочими валками закрывают щитками.

Характерной особенностью является непрерывность процесса и полная автоматизация прокатки. Скорость прокатки в последних клетях достаточно высокая.

При прокатке металла на сортовых станах большую опасность представляют ожоги и удары, наносимые вальцовщикам прокатываемым металлом. Выходящий из зева валков раскат отклоняется от прямолинейного направления в сторону из-за неравномерной деформации, связанной с температурной неравномерностью, либо с повышенным износом калибров, либо с неверной настройкой валков.

В сортопрокатных цехах выделяется большое количество теплоты от нагревательных печей, прокатываемого металла и оборудования станов. Поэтому в производственных помещениях этих цехов создают нормальные метеорологические условия, обеспечивая хорошую аэрацию зданий.

Для обеспечения притока свежего воздуха к рабочим местам здания сортопрокатных цехов строят Ш-образной формы в плане, разрывы между отдельными зданиями (внутренние дворы) должны быть равны не менее полусуммы высот противостоящих зданий, но не менее 20 м. Внутренние дворы не должны использоваться для размещения каких- либо сооружений [9].

Для организации притока воздуха в многопролетных зданиях сортопрокатных цехов используют отверстия в торцовых наружных станах. При этом приток воздуха будет достаточно эффективным, если между источниками выделения теплоты имеются разрывы достаточной ширины, например между холодильниками.

Все рабочие места, на которых температура воздуха превышает нормативные значения оборудуют обдувающей вентиляцией.

На сортовых станах при контакте с валками окалина взламывается и отслаивается от поверхности металла. Крупные частицы окалины, осыпавшиеся с полосы и валков, удаляются по наклонному желобу в специальный контейнер, установленный под рольгангом. Однако часть мелких частиц окалины поднимается в воздух. Поэтому наряду с гидрообеспыливанием сортопрокатные станы оборудуют специальными отсосами. Устройство содержит вытяжной зонт, воздухопроводы и установку для очистки воздуха от пыли и отсоса воздуха.

Рабочие клети станов и другие элементы рабочей линии станов являются источниками шума, главным образом ударного происхождения. Для снижения шума рабочей линии стана используют малошумные материалы. В трефовых муфтах устанавливают пластмассовые элементы вместо стальных, что исключает соударения и обеспечивает достаточно свободное движение валков, легкое снятие муфты, ее замену. Вместо подшипников качения применяют подшипники скольжения с пластмассовыми вкладышами. Наибольший эффект снижения уровня шума достигается применением подшипников жидкостного трения. Для уравновешивания соединительных шпинделей устанавливают гидроприжимы. Все перечисленные мероприятия помогают снизить шум, создаваемый рабочей линией стана до нормативных значений [9].

При транспортировке сортового проката по рольгангам должно быть устранено проскальзывание приводных роликов по поверхности, металла, что достигается уменьшением скорости вращения роликов. Замена в шлепперной тележке подшипников скольжения подшипниками качения приводит к снижению уровня звукового давления с 90 до 78 дБ при одновременном увеличении срока службы тележек.

Одним из важнейших путей повышения безопасности является широкое применение бесконечной прокатки на непрерывных станах. При этом исключаются переходные процессы во время захвата переднего конца и выброса заднего конца, что способствует улучшению условий труда вальцовщиков и устранению ударов. Наибольшую опасность для персонала создает механическое оборудование прокатных станов. Во избежание захватов соединительными шпинделями и муфтами обеспечивают обязательное их ограждение защитным кожухом сверху и сбоку.

При прокатке большое значение имеет исправное состояние проводковой арматуры, которая наряду со своим основным служебным назначением является ограждением, препятствующим захватыванию валками. В этом случае должно быть перекрытие зоны валков на всей длине бочки.

По краям стеллажей с горячим металлом и в промежутках между отдельными их секциями устраивают проходы с мостиками для перехода через рольганги, а при переходе через стеллажи над ними также устраивают переходные мостики с теплоизолирующим покрытием.

Привод рольганга закрывают оградительным кожухом, закрывающим доступ к зубчатым передачам и валкам.

Комплексная механизация работ позволяет улучшить культуру производства, обеспечить безопасность условий труда, повысить его производительность, высвободить производственный персонал, занятый на трудоемких операциях.

При нагреве исходных материалов на поверхности последних образуется окалина, которая при прокатке взламывается и поднимается в пространство около стана. Дисперсность частиц этой окалины, загрязняющих воздух прокатного отделения (пролета стана), определяется условиями работы нагревательных устройств, маркой обрабатываемой стали и конструкцией печей.

При хорошо работающих нагревательных устройствах величина угара (окалинообразование) равна 1,5 %, при плохо работающих -- до 3 %.

Примерно 15 % окалины, образующейся при нагреве металла в печи, остается в подине, а при движении на рольгангах с боковых и нижних поверхностей заготовок (слитков) удаляется примерно 50 % объема окалины.

Металлическая пыль (раздробленная окалина) распределяется в пространстве перед клетью и за ней, объем этого пространства определяется габаритами рабочей клети стана (расстоянием между клетями в случае последовательного их расположения). Концентрация металлической пыли в названном пространстве может быть определена на основании данных о количестве выделяющейся пыли в единицу времени и числе заготовок, прокатываемых в ту же единицу времени.

На основании данных о концентрации металлической пыли в пространстве у стана проводят выбор фильтра для очистки вентилируемого воздуха от пыли. При прокатке на листовых станах применяют гидрообеспыливание (рисунок 5). Для предотвращения разлета окалины используют цепные завесы, установленные перед рабочими валками, а также щиты и сетчатые ограждения вдоль линии стана.



Рисунок 5 - Схема гидрообеспыливания клети: а - гребенка с распылительными соплами; б - гребенка обеспыливания; в - распылительное сопло; 1 - валы; 2 - гребенка гидрообеспыливания

При зачистке поверхности слябов из легированных сталей на подвесном шлифовальном станке для улавливания металлической и абразивной пыли установлены столы-пылеприемники (рисунок 6).



Рисунок 6 - Стол-пылеприемник для подвесного наждачного станка: а - продольный разрез; б - поперечный разрез; 1 - наждачный круг; 2 - защитное укрытие круга; 3 - обрабатываемая болванка; 4 - упор для наждака; 5 - коромысло; 6 - козырек; 7 - противовес козырька; 8 - крышка стола; 9 - серьга для подъема крышки; 10 - аспирационный патрубок; 11 - коробдля крупный отходов; 12 - корпус стола; 13 - резиновое уплотнение; 14 - пылеприемные щели; 15 - ограждающий щиток; 16 - дополнительная пылеприемная щель

При прокатке выделяются большие количества теплоты. Микроклимат в отделении нагревательных печей и в становом пролете имеет радиационный характер, поэтому главной задачей является защита от тепловых излучений, обеспечиваемая экранированием рабочих мест, созданием тепловой изоляции ПУ, устройства аэрации производственного помещения, местной обдувающей вентиляции и увлажнением подаваемого воздуха мелко распыленной водой.

В холодный период года температура воздуха на некоторых рабочих местах снижается до уровня, значительно ниже установленного нормативами. Поэтому для обогрева рабочих мест используют радиационный душ, обеспечивающий местный лучистый обогрев рабочих мест в условиях отрицательной температуры до -25 °С [9].

Условия труда в прокатных цехах характеризуются наличием вредных факторов, таких как запыленность, загазованность, теплоизлучение и шум.

Основными мероприятиями по уменьшению загазованности являются следующие:

- обеспечение постоянного надзора за соблюдением технологических инструкций и инструкций по технике безопасности;

- соблюдение утвержденных технологических режимов;

- проведение регулярных профилактических осмотров оборудования и газовых коммуникаций для своевременного выявления утечки газа;

- обеспечение полного сгорания газа и исправности системы удаления продуктов сгорания.

В процессе прокатки выделяется значительное количество тепла. Для защиты от теплоизлучения широко применяют завесы и экраны. В летнее время года максимальный воздухообмен возможен благодаря использованию аэрации. В труднопроветриваемых местах применяют искусственную вентиляцию с охлаждением воздуха. Для сокращения тепловыделений нагревательными печами устраивают надежную теплоизоляцию стен и сводов. Окна печей закрывают крышками, плотно прилагающими к рамам. Прогоревшие крышки следует своевременно заменять новыми.

Многие технологические операции прокатного производства сопровождаются образованием шумов низкой и высокой частоты. Громкими шумами, уровень которых значительно превышает допустимые санитарные нормы, сопровождается транспортировка металла по рольгангу, прокатка его на стане, резка на пилах, вырубка пороков. Для уменьшения шума в источнике его образования необходимо по возможности заменять ударные взаимодействия деталей безударными, возвратно-поступательные движения -- вращательными, демпфировать вибрацию соударяющихся деталей и отдельных узлов агрегата путем сочленения их с материалами, имеющими большое внутреннее трение: резиной, пробкой, битумом, битумными картонами, войлоком, асбестом и др. Агрегаты, создающие сильный шум вследствие вихреобразования или выхлопа воздуха или газа, вентиляторы, воздуходувки, пневматические инструменты и машины необходимо снабжать специальными глушителями.

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы были рассмотрены оборудование и технология производства круглого проката диаметром 60 мм из стали 15Г на стане 350 Череповецкого металлургического комбината.

Конструкционная легированная качественная сталь 15Г диаметром 60 мм должна соответствовать требованиям ГОСТ 4543-71 [1], ГОСТ 2590-06 [2].

Среднесортный стан 350 введен в эксплуатацию в 1963 году и состоит из 14 рабочих клетей расположенных в три линии.

Исходные заготовки подвергают зачистке на МОЗ после прокатки на блюминге, а также зачищают заготовки на адьюстаже непрерывно-заготовочного стана огневым способом.

Металл перед прокаткой нагревается в трехзонных методических рекуперативных нагревательных печах с торцевыми посадкой и выдачей заготовок.

Прокатка заготовки в первой клети позволяет получить раскат любого сечения и размеров. Далее осуществляют прокатку в первой четырехклетьевой непрерывной группе. Окончательное оформление готового профиля осуществляют в чистовой четырехклетъевой непрерывной группе.

Охлаждение проката ведут на двустороннем реечном холодильнике.

В прокатном производстве персонал может подвергаться воздействию опасных и вредных факторов, оказывающих влияние на здоровье, к ним относятся: повышенная температура воздуха в рабочей зоне, запыленность, захватывание частей одежды и конечностей рабочего валками или вращающимися шпинделями и соединительными муфтами, ожоги, а также удары отлетающими осколками прокатываемого металла и окалины и др.

Литература

1. ГОСТ 4543-71. Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия. - М.: Министерство черной металлургии СССР, 1971. 63 с.

2. ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. - М.: Стандартинформ, 2006. 10 с.

3. ГОСТ 7566-81. Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение. - М.: Комитет стандартизации и метрологии СССР, 1981. 10 с.

4. ГОСТ 7565-81. Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава. - М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1981. - 32 с.

5. ГОСТ 1778-70. Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений. - М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1970. 32 с.

6. Бахтинов, В.Б. Технология прокатного производства: учебник для техникумов / В.Б. Бахтинов. - М.: Металлургия, 1983. - 488 с.

7. Прокатные станы. Справочник. В 3-х томах / В.Г. Антипин [и др.]; М.: Металлургия, 1992. - 429 с. - ISBN 5-229-00677-3 (т.3).

8. Диомидов, Б.Б. Технология прокатного производства / Б.Б. Диомидов, Н.В. Литовченко. - М.: Металлургия, 1979. - 488 с.

9. Бринза, В.М. Охрана труда в прокатном производстве / В.М. Бринза. - М.: Металлургия, 1986. - 208 с.

Размещено на Allbest.ru