Проектирование линии производства толстого листа на реверсивном стане
3.1. Схема производства и характеристика технологических операций
Значительную долю в общем объеме производства проката (до 26%) составляет толстый лист. Развитие производства толстолистового проката за два последних десятилетия обусловлено развитием судостроения гражданского строительства, машиностроения, увеличением парка железнодорожного подвижного состава. В связи с расширением строительства магистральных газо- и нефтепроводов увеличилась потребность в толстых листах для сварных труб большого диаметра, а с развитием атомной энергетики – для кожухов атомных реакторов.
Производство толстых листов и плит толщиной от 4 до 200 мм (возможно до 400 мм), шириной от 1,0 до 5,3 м, длиной до 60 м осуществляется на специализированных участках, оборудованных толстолистовыми станами с последовательным расположением клетей. Исходным металлом для толстолистовых станов являются катаные или литые слябы толщиной 100 – 500 мм, шириной 1,0 – 2,4 м, длиной 2,0 – 5,3 м, массой от 2 до 40 т, а также слитки массой до 60 т.
Технологическая схема производства на специализированных участках с современными толстолистовыми станами (рис.2) включает следующие основные операции.
1. Нагрев металла перед прокаткой.
Для нагрева слябов и слитков применяют методические печи и нагревательные колодцы. Методические печи используют для нагрева слябов и слитков сравнительно небольшой массы (обычно не более 6 т), колодцы — для нагрева крупногабаритных слитков.
|
|
|
2. Горячая прокатка на реверсивном толстолистовом стане.
В зависимости от сортамента и расчетной производительности толстолистовые станы оборудуются одной, двумя или тремя рабочими реверсивными клетями, расположенными последовательно. Наибольшее распространение получили станы с двумя реверсивными клетями кварто - черновой и чистовой. На трехклетьевых станах перед черновой клетью кварто устанавливается черновая реверсивная двухвалковая клеть-окалиноломатель с вертикальными валками, обеспечивающими обжатие боковых кромок сляба и
 |  | ||||
 |
Рис.2. Схема технологического процесса производства
толстолистовой стали
раската как в продольном, так и в поперечном направлении.
Нагретые слябы подают по рольгангу к окалиноломателю, где осуществляется их обжатие в поперечном направлении. Пластическая деформация металла вызывает отслоение печной окалины с поверхностислябов, которая тут же удаляется с помощью гидросбива. Затем слябы прокатываются в черновой клети, где осуществляется около 80% суммарного обжатия. Окончательная прокатка толстого листа производится в чистовой клети.
|
|
|
Характеристика некоторых отечественных толстолистовых станов приведена в табл.2.
3. Горячая правка листовой стали для придания ей ровной поверхности.
После прокатки проводят горячую правку толстых листов на роликовых правильных машинах. Чтобы обеспечить правку при высокой температуре (650-750 оС), правильную машину устанавливают в потоке на продолжении рольганга за чистовой клетью. Максимальная толщина листов, правку которых проводят в настоящее время на роликовых машинах, достигает 100 мм. Скорость правки зависит от сортамента и типа машины и составляет 0,2-1,5 м/с.
4. Охлаждение листов.
На толстолистовых станах листы охлаждаются при перемещении по рольгангам, транспортерам, шлепперам. Основное требование к охлаждению, каким бы способом его не осуществляли, — равномерность по сечению и поверхности.
5. Резка.
Процесс резки листов состоит из обрезки переднего и заднего концов, обрезки кромок, поперечной и продольной резки. Для обрезки боковых кромок холодного листа и его разрезки вдоль на несколько узких полос (если это требуется) применяют дисковые ножницы. Для обрезки переднего и заднего концов, поперечной резки на мерные длины применяют гильотинные ножницы.
|
|
|
6. Термообработка.
В цехах, производящих толстые листы, термообработке подвергают 40-50% продукции. Чаще всего применяют нормализацию, отжиг для снятия напряжений и закалку. Для термообработки толстых листов применяются преимущественно печи с роликовым или шагающим подом.
7. Контроль качества металла.
При контроле готовой продукции главным образом проверяют размеры листов (ширина, длина, толщина и разнотолщинность), качество поверхности (микронеровности, вкатанная окалина, отслоения, трещины на кромках), механические свойства, структуру, коррозионную стойкость и свариваемость, заусеницы после резки.
Для проведения контроля качества листов в потоке используют автоматические ультразвуковые установки, с помощью которых
Таблица 2
Технические параметры современных
толстолистовых станов
| Параметры | Стан 2800 Коммунарского завода | Стан 3600 завода “Азовсталь” | Стан 3000 Завода им. Ильича |
| Размеры готовых листов, мм | 
| 
| 
|
| Масса исходного металла, т | Слябы до 7,5 | Слитки 12–37, слябы до 16 | Слябы до 13 |
| Предел прочности материала листов, Мпа | |||
| Число рабочих клетей | |||
| Тип рабочих клетей | Дуо верти-кальная
1000  600, дуо горизонтальная
1150 2800,
кварто
800/1400 2800
| Дуо вертикальная
900 1400,
кварто
1130/1800
3600, кварто
1030/1800
3600
| Кварто 1000/2100
3000,
кварто
1000/2100
3000
|
| Максимальное усилие прокатки на 1 м длины валка, МН/м | __ | 12,8 | 23,3 |
| Максимальная скорость прокатки, м/с | 5,0 | 6,0 | 6,3 |
| Мощность главных приводов, МВт | 9,8 | 41,2 | |
| Годовая производительность, тыс. т |
|
|
|
фиксируют наличие трещин в листах, грубых неметаллических включений и царапин на поверхности листов.
Исходя из сортамента и условий поставки, кроме перечисленных операций, в технологическом процессе получения толстолистовой продукции могут применяться: зачистка поверхности, удаление окалины, дрессировка (холодная прокатка с небольшими обжатиями), холодная правка и т.д.
3.2. Расчет массы и размеров исходных слябов
Массу (в тоннах) готового листа Gг определяют по формуле
(23)
где hг — толщина готового листа, м;
bг — ширина готового листа, м;
lг — длина готового листа, м;
q — плотность стали.
Ширина и длина листа после прокатки на стане должны быть несколько больше размеров готового листа, так как необходимы припуски на боковую (120-160 мм) и торцевую (600-1000 мм) обрезь.
Ширина bн, длина lн и масса Gн необрезного листа находятся из соотношений:
где 
— припуск на боковую обрезь, м;
— припуск на торцевую обрезь, м.
На стане 3600 применяются слябы толщиной 130-250 мм и массой до 16 т, на стане 2800 соответственно 130-220 мм и 7,5 т.
При расчетах ширину и массу Gс сляба можно принять равной ширине и массе необрезного листа. Длина сляба lс определяется по формуле
(27)
Пример 1. Расчет массы и размеров исходного сляба для получения листа 12х1700х20000 мм на стане 2800.
Определяем массу готового листа:
Определяем размеры и массу необрезного листа:
Выбираем толщину сляба hс = 0,22 м.
Рассчитываем длину сляба:
Таким образом, исходный сляб для получения листа 12х1700х20000 мм имеет массу 3,6 т и размеры 220х1840х1140 мм.
3.3. Определение основных параметров
горячей листовой прокатки
3.3.1. Расчет режима обжатий и машинного
времени прокатки в клетях стана
Деформация листа при прокатке характеризуется абсолютным обжатием D h и относительным обжатием e:
(28)
(29)
где Н — толщина раската до прокатки, мм;
h — толщина раската после прокатки, мм.
Максимальная величина обжатия ограничивается размерами раската, прочностью прокатных валков, мощностью электродвигателя, условиями захвата раската валками и т.д. Допустимые абсолютные обжатия в черновых и чистовых клетях станов 3600 и 2800 приведены в табл.3 и 4 [4].
Принимаем величину в каждом проходе, представленную в табл.3 и 4 или несколько меньшую, и рассчитываем толщину раската после прохода
.
(30)
Таблица 3
Допустимые обжатия на стане 3600
| Толщина раската перед проходом Н, мм | Допустимые обжатия  , мм,
при ширине раската В, мм
| ||
| 2000 – 2400 | 2400 – 2800 | 2800 – 3350 | |
| Черновая клеть | |||
| 250 – 201 | |||
| 200 – 171 | |||
| 170 – 141 | |||
| 140 – 101 | |||
| 100 – 81 | |||
| 80 – 61 | |||
| 60 – 40 | |||
| Чистовая клеть | |||
| 100 – 81 | |||
| 80 – 61 | |||
| 60 – 51 | |||
| 50 – 41 | |||
| 40 – 31 | |||
| 30 – 21 | |||
| 20 – 16 | |||
| 15 – 12 | |||
| 11 – 9 | 2,5 |
Толщина раскатов, выдаваемых из черновой клети в чистовую, зависит от толщины готового листа [5].
| Толщина раската, выдаваемого из черновой клети, мм | Толщина готового листа, мм |
| 15 – 16 20 - 25 30 - 35 40 - 45 50 - 60 60 – 80 | 4 - 5 6 - 8 9 - 10 12 - 15 16 - 20 > 20 |
Количество проходов и в черновой, и в чистовой клетях должно быть нечетным.
Таблица 4
Допустимые обжатия на стане 2800
| Толщина раската перед проходом Н, мм | Допустимые обжатия , мм,
при ширине раската В, мм
| |||||
| 1400 – 1800 | 1800 – 2200 | 2200 – 2700 | ||||
| Черновая клеть | ||||||
| 220 – 180 | ||||||
| 179 – 150 | ||||||
| 149 – 120 | ||||||
| 119 – 90 | ||||||
| 89 – 70 | ||||||
| 69 – 50 | ||||||
| 49 – 40 | ||||||
| Чистовая клеть | ||||||
| 80 – 70 | ||||||
| 69 – 60 | ||||||
| 59 – 50 | 10,5 | |||||
| 49 – 40 | 7,5 | |||||
| 39 – 30 | 8,5 | 7,5 | ||||
| 29 – 20 | 5,5 | |||||
| 19 – 15 | 3,5 | 2,5 | ||||
| 14 – 12 | 2,5 | |||||
| 11 – 9 | 1,5 | 1,3 | ||||
При прокатке широких раскатов на толстолистовых станах происходит смещение деформируемых микрообъемов металла преимущественно вдоль раската. Поэтому будем считать, что ширина листов изменяется незначительно, а весь смещенный при деформации по высоте объем металла идет в вытяжку (удлинение).
Тогда коэффициент вытяжки 
определяем по формуле
. (31)
Длину раската после прокатки находим из выражения
, (32)
где L – длина раската до прокатки.
Машинное время каждого прохода (время нахождения металла в валках) tм рассчитываем по формуле
, (33)
где V — окружная скорость валков.
Пример 2. Расчет режима обжатий и машинного времени прокатки сляба с размерами 220х1840х1140 мм на стане 2800 для получения листа 12х1700х20000 мм.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!