Проектирование линии производства толстого листа со станом 2800

Размещено на http://www.allbest.ru//

Введение

производство лист стан

Значительную долю в общем объеме производства проката составляет долю толстый лист. Развитие производства толстолистового проката за два последних десятилетия обусловлена развитием судостроения, гражданского строительства, машиностроения, увеличения парка железнодорожного подвижного состава. В связи с расширение строительства магистральных газа- и нефтепроводов увеличилась потребность в толстых листах для сварных труб большого диаметра, а с развитием атомной энергетики - для кожухов атомных реакторов.

Значительно повысились требования к качеству толстолистовой стали. Возникла потребность в толстолистовой стали с хорошей свариваемостью, повышенной прочностью и ударной вязкостью металла. В связи с этим появилась новая технология контролируемой прокатки толстых листов без последующей термической обработки в печах. Задача, которую решают контролируемой прокаткой, -получение металла с мелкозернистой ферритной структурой.

Сущность контролируемой прокатки состоит в регулировании в требуемых пределах температуры металла до прокатки, температуры и обжатия металла в ходе прокатки и температуры прокатки. Применение контролируемой прокатки приводит к увеличению нагрузок на прокатные клети и снижению производительности станов. Однако при этом исключаются затраты на строительство термических печей, эксплуатационные расходы на термообработку, уменьшается расход дефицитных легирующих элементов при производстве стали.

Производство толстых листов и плит толщиной от 4 до 200мм, шириной от 1.0 до 5,3 м, длиной до 60 м осуществляется на специализированных участках, оборудованных толстолистовыми станами с последовательным расположением клетей. Исходными металлом для толстолистовых станов являются катанные или литые слябы толщиной 100-500мм, шириной 1.0-2.4м, длиной 2.0-5.3м, массой от 2 до 40т, а также слитки массой до 60т.



1.Описание стана 2800 толстого листа горячей прокатки

Стан 2800 предназначен для прокатки и дрессировки листов нержавеющих, легированных и углеродистых сталей. Стан состоит из нереверсивной 4х валковой клети и вспомогательного оборудования: аэродинамического раскладчика листов, кантователя пачек листов для ручной раскладки листов, листоправильной, промасливающей машин, укладчика листов, а также рольгангов, подающих и убирающих листы.

Стан (рис. 2.4) имеет три нагревательные методические печи, три последовательно расположенные клети: первая -- реверсивная с вертикальными валками, вторая -- двухвалковая реверсивная, третья -чистовая четырехвалковая универсальная, (стан введен в эксплуатацию в конце 50-х годов). В состав вспомогательного оборудования входят правильные машины, дисковые и гильотинные ножницы (расположены в двух линиях потока готовой продукции), душирующие установки, кантователи, листоукладчики, шлепперы и т.д. Стан предназначен для прокатки толстолистовой стали толщиной 4 - 50 мм, шириной 1500 -- 2600 мм и длиной до 20 м из углеродистых и легированных сталей.

Рис. 2.4. Схема расположения оборудования трехклетевого стана 2800: 1 -- загрузочные устройства; 2 -- толкатели; 3 -- нагревательные печи; 4 -- клеть с вертикальными валками; 5 - черновая двухвалковая реверсивная клеть; 6 - кран, 75/150 кН; 7 -- чистовая универсальная четырехвалковая клеть; 8 - передаточная решетка с кантователем; 9 - разметочное устройство; 10 -- кран, 250 кН; 12 -- правильная машина; 13 -- ножницы с наклонными ножами; 14 -- дисковые ножницы; 15 - ножницы; 16 - холодильник

Исходными заготовками служат слябы толщиной 120 -- 250 мм, шириной 700 - 1100 мм и массой 4 - 8 т. Технологический процесс прокатки осуществляется следующим образом. Слябы, поступающие на склад, осматривают и подвергают огневой зачистке для удаления поверхностных дефектов. Затем слябы загружают в нагревательные печи, в которых в зависимости от марки стали, металл нагревают до температуры 1200 -- 1230°С. Нагретые слябы подают в первую клеть с вертикальными валками, где происходит обжатие в первом проходе в пределах 25 - 50 мм по ширине для разрушения менее пластичной окалины. Для удаления окалины со сляба применяют гидросбив перед первой клетью; давление воды, выходящей из сопел находится в пределах 14 - 16 МПа. Во второй (черновой) двухвалковой реверсивной клети раскат прокатывают по специальному режиму до получения необходимой ширины(см. ниже). Прокатка во второй (черновой) клети ведется за 5 - 11 проходов (чем тоньше лист, тем больше проходов). Периодически после некоторых четных проходов раскат возвращают в клеть с вертикальными валками для устранения выпуклости боковых кромок и выравнивания по ширине. После достижения требуемых черновых размеров раскат рольгангом транспортируют в чистовую клеть, в которой за 5 - 9 проходов прокатывают до требуемой толщины листа. В чистовой универсальной клети режимы обжатий определяют, исходя из условий получения требуемых конечного профиля и механических свойств металла. Чистовая клеть также является реверсивной и в ней осуществляется только продольная прокатка.



2.Описание основного и вспомогательного оборудования

Аэродинамический раскладчик листов Предназначен для:

а) подачи пачек листов на линию прокатки;

б) раскладки листов по одному из пачки и подачи на рольганг с центрирующими линейками.

Состоит из следующих механизмов:

а) цепного транспортера;

б) подъемного стола;

в) собственно аэродинамического раскладчика.

Цепной транспортер предназначенный для подачи пачки листов на подъемный стол, состоит из 9 параллельно движущихся бесконечных цепей. Грузоподъемность транспортера -- 10000 кг. Подъемный стол предназначен для подъема пачки листов до возможного захвата верхнего листа аэродинамическим раскладчиком. Длинна платформы стола -- 4580 мм, ширина -- 2700 мм, грузоподъемность -- 10000 кг, скорость подъема -- от 1,5 до 6 мм/с, скорость опускания -- 18,7 мм/с, наибольший ход (подъем) -- 800 мм, высота пачки -- до 600 мм. Перемещение стола -- от электродвигателя ДП-42 мощностью 21 кВт, 650 об/мин.

Собственно аэродинамический раскладчик предназначен для полистной раскладки листов из пачки и подачи их на рольганг №1 и состоит из:

а) 2-х боковых стенок с ходом 600 мм каждая, привод -- от двигателя 3 кВт, 1420 об/мин; б) неподвижной передней стенки;

в) подвижной задней стенки с ходом 4800 мм и скоростью перемещения 120 мм/с; привод -- от двигателя 3 кВт, 1420 об/мин;

г) 2-х транспортерных лент с линейной скоростью от 0,5 до 2,0 мм/с

д)2-х приводных и 2-х неприводных барабанов транспортерных лент диаметром 600 мм; привод -- от двигателя 12кВт, 770 об/мин;

е) прижимного ролика диаметром 200 мм;

ж) 2-х вентиляторов типа ВЦ-14-46 №8; привод каждого вентилятора -- от двигателя 37 кВт, 980 об/мин; разрежение, создаваемое вентиляторами, составляет от 4 до 6 кг/смІ. Максимальная высота подъема рамы 800 мм, скорость подъема -- 9 мм/с.

Кантователь пачек листов расположен перед станом со стороны привода и предназначен для установки пачки листов перед прокаткой или дрессировкой, последующей кантовки её в вертикальное положение и раскладки листов по одному на рольганг №2. Кантователь состоит из:

а) опорной рамы, на которой по рельсам перемещается непосредственно сам кантователь;

б) рамы кантователя, выполненной в виде тележки с ходовыми колесами;

в) гидроцилиндра Ш 180 мм с ходом штока 800 мм, обеспечивающим перемещение стола кантователя по рельсам;

г) люльки наклоняющегося стола, удерживающей пачку листов в горизонтальном и вертикальном положениях;

д) гидроцилиндра Ш 320 мм с ходом штока 850 мм, предназначенного для поворота люльки стола; скорость передвижения -- 0,04 м/с;

е) ролика с приводом, для обеспечения транспортировки листов на рольганг №2.

Рольганги перед прокатной клетью стана 2800 расположены 3 рольганга. Они предназначены для транспортировки листов от раскладчиков к прокатной клети. Рольганги №1 и №2 состоят из 9 -- ти роликов каждый. Рольганг №3 имеет 3 ролика. Диаметр бочки роликов -- 300 мм, длина бочки -- 2800 мм. Привод каждого рольганга -- от электродвигателя ДП-3,2 мощностью 12 кВт, 760 об/мин. Скорость транспортирования -- от 0,5 до 2 м/с. Рольганг №2 оборудован центрирующими линейками. Для предварительной настройки линейки оборудованы электроприводом от электродвигателя МТК 22-6, мощностью 7,5 кВт, 905 об/мин. С помощью электропривода линейки устанавливаются с раствором, большим ширины листа на 50 -- 150 мм. Для точной установки ширины листа линейки оборудованы пневмоприводом со следующей характеристикой: ход штока пневмоцилиндра -- 400 мм, ход каждой линейки при полном ходе пневмоцилиндра -- 200 мм. Скорость движения линеек: от электропривода -- 0,015 м/с, от пневмоцилиндра -- 0,2 м/с.



3. Расчетно-конструкторская часть

3.1 Расчет массы и размеров исходных слябов

Для расчета проектируемого стана 2800 толстого листа прокатки дан сортамент готовой продукции:

1. Лист 8х1400 мм - 50%

2. Лист 16х1800 мм - 50%

3.1 Расчет массы и размеров исходных слябов

1. Для листа 8х1400 мм

Рассчитаем массу готового листа =0.008*1.4*18*7.85=1.58256 т

Ширину , длина и масса необрезного листа находятся из соотношений:

=

+=18+0.8=18.8м

Рассчитаем длину сляба:

Таким образом, исходный сляб для получения листа 8х1400х18000мм имеет массу 1.8 т и размеры 100х1540х1500мм.

2. Для листа 16х1800 мм

Рассчитаем массу готового листа =0.016*1.8*18*7.85=4.06 т

Ширину , длина и масса необрезного листа находятся из соотношений:

=

+=18+1.1=19.1м

Рассчитаем длину сляба:

Таким образом, исходный сляб для получения листа 16х1800х18000мм имеет массу 4.6 т и размеры 150х1940х1800мм.

3.2. Определение основных параметров горячей листовой прокатки

3.2.1 Расчет режима обжатий и машинного времени прокатки в клетях стана

1. Для листа 0,8х1400 мм

Прокатка в черновой клети

1-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

2-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

3-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

4-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

5-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

v

6-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

7-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

Прокатка в чистовой клети

1-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

2-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

3-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

4-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

5-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

2. Для листа 16х1800 мм

Прокатка в черновой клети

1-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

2-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

3-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

4-й проход. Исходные данный:

Принимаем



*100%=

5-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

6-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

7-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

Прокатка в чистовой клети

1-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

2-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

3-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

4-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=

5-й проход. Исходные данный:

Принимаем

*100%=



3.2.2 Расчет температурного режима прокатки

Проход в черновой клети

1.Расчет температурного режима прокатки в чистовой клети стана 2800 листа 8х1400х18000мм из раската 210х1540х1500

Проход в чистовой клети.

В пятом проходе раскат после выброса из валков не останавливается и не подается обратно, а отводится рольгангом от клети к роликовой правильной машине. Поэтому температура конца прокатки составляет:

2.Расчет температурного режима прокатки в чистовой клети стана 2800 листа 16х1800х18000мм из раската 220х1940х2020мм

Проход в чистовой клети.



В пятом проходе раскат после выброса из валков не останавливается и не подается обратно, а отводится рольгангом от клети к роликовой правильной машине. Поэтому температура конца прокатки составляет:

3.2.3 Расчет сопротивления металла пластической деформации

Марка стали 36Г2; S=0.94;=83.5МПа;а=0.151;b=0.122;с=-3.66

Расчет в черновой клети дл листа 8х1400х18000мм



Расчет сопротивления металла в чистовой клети

3.3.4 Расчет усилия и момента прокатки

В черновой клети

=0.169*92=15.58 МН;

0.154*88.92=13.69 МН;

МН;

МН;

МН;

МН;

Ш=2*15.58*0.11*0.6=1.02

=2*13.69*0.1*0.6=1.64

В чистой клети

=0.097*139.5=13.5МН;

0.089*149.17=13.32 МН;

МН;

МН;

МН;

Ш=2*15.58*0.11*0.6=1.02

=2*13.69*0.1*0.6=1.64

Расчет в черновой клети дл листа 16х1800х18000мм

Расчет сопротивления металла в чистовой клети



3.2.4 Расчет усилия и момента прокатки для листа 8х1400х18000мм

В черновой клети

=0.169*92=15.58 МН;

0.154*88.92=13.69 МН;

МН;

МН;

МН;

МН;

МН;

Ш=2*15.58*0.11*0.6=1.02

=2*13.69*0.1*0.6=1.64

В чистой клети

=0.097*139.5=13.5 МН;

0.089*149.17=13.32 МН;

МН;

МН;

Ш=2*15.58*0.11*0.6=1.02

=2*13.69*0.1*0.6=1.64

Расчет усилия и момента прокатки для листа 16х1800х18000мм

В черновой клети

=0.194*96=18.71 МН;

0.194*93.32=18.1 МН;

МН;

МН;

МН;

МН;

Ш=2*18.7*0.1*0.6=2.24

=2*18*0.1*0.6=2.17

В чистой клети

=0.1*133.6=14 МН;

0.085*150=12.75 МН;

МН;

МН;

МН;

Ш=2*14*0.054*0.63=0.6

=2*12.75*0.044*0.63=0.71

3.3 Расчет производительности стана, площади складов металла, расхода энергоносителей, материалов и инструмента

Темп прокатки:

- суммарное машинное время прокатки в клети, с;

-время паузы между концом прокатки в клети одного раската и началом прокатки следующего, с.

Темп прокатки в черновой клети для листа 8х1400мм и 16х1800мм:

Темп прокатки в чистовой клети для листа 8х1400мм и 16х1800мм:

Часовая производительность стана, т/час:

А=

Где G-масса исходной заготовки, т;

Средняя производительность стана, т/час:

Где …,

Годовая производительность стана т/год:

Где N-число часов работы стана в году.

Для толстолистового стана горячей прокатки примем N=7200.

т/год



Емкость и полезная площадь складов слябов и готовой продукции

Емкость склада, т:

,

- максимальная интенсивность удаления металла со склада, т/ч.

Для склада слябов примем:

Для склада готовой продукции примем:

Емкость склада слябов:

.

Емкость склада готовой продукции:

Полезная площадь склада,

Где q-удельная нагрузка, кН/

Полезная площадь склада слябов:

Полезная площадь склада готовой продукции:



= .

Готовая потребность цеха

Где - расход какого-либо энергоносителя, материала или инструмента ;

Коэффициенты для определения годовой потребности цеха в различных ресурсах приведена в таблице 2.3

Энергоресурс	Расходные коэффициенты	Годовая потребность
Электроэнергия, кВт*ч/т	85	91*
Вода, /т	42	58.8*
Сжатый воздух,	30	42*
Пар, кг/т	40	56*
Топливо, кДж/т	2,51*	3,514*
Смазочные материалы кг/т:
Густые	0,1
Жидкие	0,3
Огнеупоры, кг/т:
Для нагревательных колодцев	2,5
Для нагревательных печей	0,6
Валки, кг/т	1.5	2.1*



Заключение

В курсовой работе мы рассчитали основные параметры горячей прокатки: режим обжатий и скорость прокатки в клетях стана, сопротивление металла пластической деформации, температурного режима прокатки. Посчитали массы и размеров исходных слябов, а затем среднюю годовую производительность стана.

Размещено на Allbest.ru