Прокатное производство

                                   
                         Тема : 
Прокатное производство

Прокатка металлов- способ обработки металлов и металлических сплавов давлением, состоящий в обжатии их между вращающимися валками прокатных станов.

 

Прокатный стан, машина для обработки давлением металла и др. материалов между вращающимися валками, т. е. для осуществления процесса прокатки .

Как и другие способы обработки металлов давлением, прокатка основана на использовании пластичности металлов. Различают:

 

• Горячую- при начальных температурах: стали 1000—1300 °С, меди 750—850 °С, латуни 600—800 °С, алюминия и его сплавов 350—400 °С, титана и его сплавов 950—1100°С, цинка около 150 °С.
• Холодную- применяется главным образом для производства листов и ленты толщиной менее 1,5—6 мм, прецизионных сортовых профилей и труб; кроме того, холодной прокати подвергают горячекатаный металл для получения более гладкой поверхности и лучших механических свойств, а также в связи с трудностью нагрева и быстрым остыванием изделий малой толщины.
• Теплую- отличие от холодной происходит при несколько повышенной температуре с целью снижения упрочнения (наклёпа) металла при его деформации.

Различают три основных способа прокатки:

 

• Продольная
• Поперечная
• Винтовая(или косая)

При продольной прокатки деформация обрабатываемого изделия происходит между валками, вращающимися в противоположных направлениях и расположенными в большинстве случаев параллельно один другому. Силами трения, возникающими между поверхностью валков и прокатываемым металлом, он втягивается в межвалковое пространство, подвергаясь при этом пластической деформации.

Поперечная прокатка и винтовая (косая) служат лишь для обработки тел вращения.

 При поперечной прокатка металлу придаётся вращательное движение относительно его оси и, следовательно, он обрабатывается в поперечном направлении.

 При винтовой прокатка вследствие косого расположения валков металлу, кроме вращательного, придаётся ещё поступательное движение в направлении его оси. Если поступательная скорость прокатываемого металла меньше окружной скорости вследствие его вращения, прокатка называется также поперечно-винтовой, а если больше — продольно-винтовой. Поперечная П. применяется для обработки зубьев шестерён и некоторых др. деталей, поперечно-винтовая — в производстве цельнокатаных труб, шаров, осей и др. тел вращения . Продольно-винтовая прокатка находит применение при производстве свёрл.

По форме прокатываемого изделия прокатка делится на листовую и сортовую. В первом случае прокатка проводится на гладких валках, во втором – на валках, имеющих сложную форму.

Продольной прокаткой  получают сортовой и листовой прокат.

 Поперечной прокаткой  производят специальные периодические  профили, изделия представляющие  тела вращения – шары, оси,  шестерни.

Классификация сортамента стального проката

 

Сортамент стального  проката можно разделить на семь групп, в каждую из которых входят близкие по форме или назначению профили .Группы эти следующие :заготовки, плоский, сортовой , фасонный , профили специального назначения, периодические профили и трубы .

Заготовки прокатные. По форме и размеру профиля , а также по назначению различают пять видов :

-болванка  обжатая квадратного сечения  с закругленными углами и слегка  вогнутыми сторонами .(блюм)Основные размеры выпускаемых промышленных блюмов:сторона квадрата от 140 до 450 мм, длина от 1-6 м.(ГОСТ 4692-57)

-заготовка  квадратная (ГОСТ 4693-57) имеет закругленные  углы, выпускают сечением от 40х40 до 290х290, длинной от 1-9 м.Предназначена  для проката более мелких профилей  и для волокон

-осевая  заготовка- от 180 до 350 мм.Предназначена для вагонных , локомотивных осей подвижного состава железных дорог.

-трубная  заготовка –имеет круглое сечение  диаметром 80-270 мм , если она изготовлена  из углеродистой стали , и 80-190 мм- если из высоколегированной .

-заготовкапрямоугольная (сляб) предназначена для проката на толстые листы и полосы .Толщина 100-250 мм , ширина 300-2000 мм и длинной 1,3-5 м .(ГОСТ 9137-59)

Плоский прокат. К плоскому прокату относят листовую,рудонную сталь ,ленты и полосы . Все они в сечении прямоугольные , а отличаются друг от друга соотношением толщины, ширины и длинной .

-сталь  прокатную толстолистовую (ГОСТ 5681-57) получают горячей прокаткой.Толщина ее от 4 до 160 мм. Поставляют ее ввиде листов ширина и длина которых зависит от толщины .Предельные величины ширины 600-1800 мм. ,2-8 м .

- сталь  рулонная горячекатанная- (ГОСТ8597-57 )по толщине может быть 1,2-10 мм. При ширине 200-2300 мм. Длину ее не лимитируют , т.к. поставляют в рулонах , маскимальная масса которых не должна превышать 10 т .

• сталь прокатную толстолистовую (3680 57 ) получают и горячей и холодной прокаткой. Толщина горячекатанных листов 0.5-4 мм., а холоднокатанных 0.2-4 мм. Ширина листов в обоих случаях 600-1400мм. , длинна 1.2-4 м.
• сталь рулонная холоднокатанная-(ГОСТ 8596-57) более тонкая, толщина 0.2-4 мм. , ширина 200-2300 мм. Поставляют в рулонах массой до 15 т.
• сталь прокатную полосовую –(ГОСТ 103-57), горячей катки поставляют полосами 3-9 м . , толщина 4-60 мм. , ширина от 12-200 мм. Такой же толщиной выпускают широкополосную универсальну горячекатанную сталь ( ГОСТ 82-70) .Ширина ее полос 200-1050 мм. , длинна 5-18 м .

Сортовой прокат . К сортовому прокату относятся прокат , имеющий наиболее простой профиль . Сюда относят сталь горячекатанную круглую диаметром 5-250 мм. , горячекатанную квадратную размером квадрата от 13х13 до 250х250 мм . , горячекатанную шестигранную с диаметром вписания круга 8-100 мм.

 Длинна прутков  круглого и квадратного профиля  может быть 3-10 м. , а шестигранного  2-6 м. 

Фасонный прокат .

К фасонному прокату  относят прокат массового применения , профиль которого более сложный , чем круг , квадрат и шестигранник . Его применяют , в частности , в  мостовом , промышленном и жилищном строительстве , где он выполняет  роль каркаса , воспринимающего основные механические нагрузки . Следовательно , основное назначение фасонного проката  – быть прочным , при этом , конечно , желательно по возможности меньшие  затраты металла . Сочетание максимальной прочности при минимальном количестве металла обеспечивается особой формой профилей .Наиболее широкое применение нашли следующие фасонные профили  общего назначения : ранобокий и  неравнобокий угол , швеллер и двутавр .

-Сталь  прокатную угловую равнобокую-выпускают с шириной полос 20-250 мм. Ширина полос является основным размером профиля и определяет остальные размеры(толщину полок, радиусы закругления .) поэтому ее положили в основу нумерации профиля .Номер профиля численно  равен ширине полки в мм. , деленной на 10 . Следовательно профили имеют нумерацию 2- 25.

-сталь прокатная  неравнобокая – полки неравной  ширины .Ширина большей полки  может быть равной 25-250 мм. , а ширина  меньшей 16-165 мм. Номер выражается  неправильной дробью .

 

 По длине угловую  равнобокую и неравнобокую сталь  можно поставлять 4-9 м. 

-швеллеры –высота  50-400 мм. Все остальные размеры  связанны с высотой и должны  соответствовать ГОСТ 8240-56 . Выпускают  и облегченные швеллера у которых  все показатели значительно меньше  – ГОСТ 6185-52. Швеллеры поставлят длинной 5-19 м .

-балки двутавровые  – нумеруют по высоте 100-700 мм. , также выпускают облегченные  . Кроме того промышленность производит  балки двутавровые широкополочные , основным отличием которых является  большая ширина полок .Длина  двутавровых балок 5-19 м. , широкополочных  до 24 м. 

Профили специального назначения .  К этой группе продукции прокатного производства относят многочисленный прокат с разнообразной формой профиля , обусловленной названием стали . Сюда входит и сталь со сравнительно простым профилем , такая как сегментная , опальная, трапецевидная , кругложелобчатая , корытная зетовая и сталь с профилями без специального назначения , фигурирующими в ГОСТах или под номерами , или с полным наименование назначения .

Периодический прокат . 

К этому виду проката  относят специальны прокат , сечение  которого имеет неодинаковую форму  и размеры в различных участках длины изделий , причем чередование  по длине периодически повторяется .

Периодический прокат в настоящее время приобретает  все большее значение .В качестве массовой продукции этого вида проката  можно назвать горячекатанную сталь  периодического профиля для армирования  железобитонных конструкций . (ГОСТ 5781-58).

Трубы- среди продукции прокатного производства занимают важное место по той роли которое они играют в народном хозяйстве .

 

Трубы обработанные давлением можно классифицировать по разным признакам , главным из которых  является метод и точность изготовления , форма профиля, назначение .

  По методу изготовления различают  бешовные  горячекатанные и холоднокатанные ,холоднотянутые, продольношовные электросварные , спиралевидные электросварные трубы .

-По форме профиля различают круглые трубы и трубы фасонного профиля, к которым относятся квадратные , овальные, плоские , а так же трубы с более сложной формой профиля .

-По назначению  различают следующие виды профиля  :* трубы для передачи на расстоянии  жидкостей и газов . *трубы для  передачи тепла .*трубы конструкционные  , из которых изготавливают детали  машин , приборов и т.д. * трубы  специального назначения . 

 

Сортопрокатный  цех

 

• Непрерывный сортопрокатный стана предназначен для прокатки мелко- и среднесортового проката следующего сортамента:
• - сталь горячекатаная круглая диаметром от 14 до 50 мм;  
  - сталь горячекатаная арматурная от 8 до 32 мм; 
  - сталь горячекатаная квадратная со стороной квадрата от 12 до 40 мм; 
  - сталь прокатная угловая равнополочная, номера профилей от 32 до 63 мм; 
  - сталь прокатная угловая неравно полочная, номера профилей от 45 до 80 мм; 
  - полоса стальная шириной от 40 до 90 мм; 
  - швеллер стальной 50 мм, 65 мм, 80 мм; 
  - тавр стальной 50 мм, 80мм.
• Проектная мощность - 400 тысяч тонн проката в год. Ввод в эксплуатацию - 2008 год.
• Исходным материалом для сортопрокатного стана является квадратная заготовка (блюм) из спокойных и полуспокойных, низколегированных и легированных марок сталей.
• Прутки после прокатки в чистовой линии стана поступают в систему термообработки, где производится термоупрочнение за счёт резкого охлаждения металлопроката подаваемой под давлением водой. Имеются устройства резки проката на мерные длины и автоматизированной упаковки готовой продукции

ЛПЦ 1

 

• В цехе эксплуатируются стан горячей прокатки 1700 с 5-ю черновыми и 7-ю чистовыми клетями, несколько агрегатов резки и агрегат лонжеронной полосы.
• Проектная мощность 4,6 миллиона тонн в год, продукция - горячекатаные листы и рулоны толщиной 2-12 мм и шириной 900-1500мм
• Основные агрегаты цеха (прокатный стан, четыре методические печи и два агрегата резки полос) введены в эксплуатацию в 1968 году. За время работы они неоднократно модернизировались, в строй вводились новые агрегаты. В настоящее время цех может выпускать широкий ассортимент продукции различного назначения.
• В методических печах слябы нагреваются до температуры прокатки. В линии стана слябы прокатываются до заданной толщины полосы. При прокате производится гидроудаление окалины с поверхности полос. Температура конца прокатки и смотки каждой полосы регулируется для получения необходимых механических свойств готового проката. Часть рулонов поступает на склад цеха, после остывания производится или порезка их на листы или продольный роспуск на более узкие полосы.
• Возможна так же отгрузка проката в рулонах. Обработанные пачки металла и рулоны обтягиваются стальными упаковочными лентами,маркируются и отгружаются потребителям. 
• Другая часть горячекатаных рулонов поступает на склад в цеха холодной прокатки (ЛПЦ №2 и ЛПЦ №3) для дальнейшего передела.

 

ЛПЦ 2 

 

• Имеет в составе два непрерывно-травильных агрегата, 5-ти клетевой стан 1700, отделение термической обработки проката, агрегаты продольной и поперечной резки.
• Проектная мощность 1,3 миллиона тонн в год, продукция - холоднокатаные листы и рулоны толщиной от 0,5 до 2,0 мм, шириной от 850 до 1400мм.
• Практически все агрегаты цеха были введены в эксплуатацию в 1973 году. За время работы они неоднократно модернизировались, оснащались средствами автоматизации.
• Горячекатаные рулоны обрабатываются в травильных линиях для удаления с поверхности полос окалины в растворе соляной кислоты. После травления, промывки и сушки производится обрезка кромок, затем полосы сматываются в укрупненные рулоны. Одна часть травленых рулонов передается на 6-ти клетевой прокатный стан цеха жести (ЛПЦ №3) другая - на 5-ти клетевой стан холодной прокатки своего цеха. На стане производится прокатка с применением технологической смазки. Прокатанные рулоны поступают в термическое отделение для «светлого» отжига в атмосфере защитного газа в колпаковых печах. Часть прокатанных рулонов передается вЦГЦА (ЛПЦ №4) в состоянии прокатки.