Технологічний процес прокатки
Вихідним продуктом для прокатки можуть служити квадратні, прямокутні або багатогранні злитки, пресовані плити або куті заготівлі.
Процес прокатки здійснюється як у холодному, так і гарячому стані. Починається в гарячому стані й проводитися до певної товщини заготівлі. Тонкостінні вироби в остаточній формі одержують, як правило, у холодному виді (зі зменшенням перетину збільшується тепловіддача, тому гаряча обробка утруднена).
Основними технологічними операціями прокатного виробництва є підготовка вихідного металу, нагрівши, прокатка й обробка прокату.
Підготовка вихідних металів включає видалення різних поверхневих дефектів (тріщин, подряпин, заходів), що збільшує вихід готового прокату.
Нагрівання злитків і заготівель забезпечує високу пластичність, високу якість готового прокату й одержання необхідної структури. Необхідно строге дотримання режимів нагрівання.
Основна вимога при нагріванні: рівномірний прогрів злитка або заготівлі по перетині й довжині до відповідної температури за мінімальний годину із найменшою втратою металу в окалину й ощадливу витрату палива.
Температури качану й кінця гарячої деформації визначаються залежно від температур плавлення й рекристалізації. Прокатка більшості марок вуглецевої стали починається при температурі 1200…11500С, а закінчується при температурі 950…9000С.
Істотне значення має режим охолодження. Швидке й нерівномірне охолодження приводити до утворення тріщин і жолобленню.
При прокатці контролюється температура качану й кінця процесу, режим обтиснення, настроювання валків у результаті спостереження за розмірами й формою прокату. Для контролю стану поверхні прокату регулярно відбирають проби.
Обробка прокату включає різання на мірні довжини, виправлення, видалення поверхневих дефектів і т.п. Готовий прокат піддають кінцевому контролю.
Процес прокатки здійснюють на спеціальних прокатних станах.
Прокатний стан – комплекс машин для деформування металу в обертових валках і виконання допоміжних операцій (транспортування, нагрівши, термічна обробка, контроль і т.д.).
Устаткування для деформування металу називається основним і розташовується на головній лінії прокатного стана (лінії робочих клітей).
Головна лінія прокатного стана складається з робочої кліті й лінії привода, що включає двигун, редуктор, шестеренну кліть, муфти, шпинделі.
Схема головної лінії прокатного стана
1 - прокатні валки; 2 - плита; 3 - трефовий шпиндель; 4 - універсальний шпиндель;
5 - робоча кліть; 6 - шестеренна кліть; 7 - муфта; 8 - редуктор; 9 - двигун
Прокатні валки 1 установлені в робочій кліті 5, що сприймає тиск прокатки. Визначальною характеристикою робочої кліті є розміри прокатних валків: діаметр (для сортового прокату) або довжина (для листового прокату) бочки. Залежно від числа й розташування валків у робочій кліті розрізняють прокатні стани: двохвалкове (дуо-стан), трьохвалкове (тріо-стан), чотирьохвалкові (кварто-стан) і універсальні.
У двохвалкових клітях здійснюється тільки по одному пропуску металу в одному напрямку. Метав у трьохвалкових клітях рухається в одну сторону між нижнім і верхнім, а у зворотну - між середнім і верхнім валками.
У чотирьохвалкових клітях установлюються опорні валки, які дозволяють застосовувати робітники валки малого діаметра, завдяки чому збільшується витяжка й знижуються деформуючі зусилля.
Універсальні кліті мають неприводні вертикальні валки, які перебувають між опорами підшипників горизонтальних валків і в одній площині з ними.
Шестеренна кліть 6 призначена для розподілу крутний моменту двигуна між валками. Це одноступінчастий редуктор, передатне відношення якого дорівнює одиниці, а роль шестірень виконують шестеренні валки.
Шпинделі призначені для передачі крутний моменту від шестеренної кліті прокатним валянням при відхиленні від співвісності до 10...120 При незначному переміщенні у вертикальній площині застосовують шпинделі трефового типу 3 у комплекті із трефовою муфтою. Внутрішні обриси трефових муфт відповідають формі перетину хвостовика валка або шпинделі. Муфтою передбачений зазор 5...8мм, що допускає можливість роботи з перекосом 1...20 При значних переміщеннях валків у вертикальній площині вісь шпинделя може становити значний кут з горизонтальною площиною, у цьому випадку застосовують шарнірні або універсальні шпинделі 4, які можуть передавати крутний момент прокатним валянням при перекосі шпинделя
Робочі кліті прокатних станів
Як двигун прокатного стана 9 застосовують двигуни постійний і змінний струми, тип і потужність залежати від продуктивності стана.
Редуктор 8 використовується для зміни чисел обертів при передачі рухові від двигуна до валянь. Зубчасті колеса – звичайно шевронні з нахилом спирали 30 0.
По призначенню прокатні стани підрозділяють на стани для виробництва напівпродукту й стани для випуску готового прокату.
Нагрівання металу здійснюють у полум'яних і електричних печах. По розподілі температури печі можуть бути камерні й методичні. У камерних печах періодичного нагрівання температура однакова по всім робочому просторі. У методичних печах температура робочого простору постійно підвищується від місця завантаження заготівель до місця їхнього вивантаження. Метав нагрівається поступово, методично. Печі характеризуються високою продуктивністю. Застосовуються в прокатних і ковальсько-штампувальних цехах для нагрівання злитків з кольорових металів. Великі злитки перед прокаткою нагрівають у нагрівальних колодязях - різновиду камерних, полум'яних печей.
Як транспортні пристрої в прокатному виробництві використовують:
злитковози й різного виду візка для подачі злитків і заготівель від нагрівальних пристроїв до стана;
рольганги – основний транспортний засіб прокатних цехів (транспортери з послідовно встановленими обертовими роликами забезпечують поздовжнє переміщення металу; при косому розташуванні роликів виникає можливість поперечного рухові смуги);
маніпулятори, призначені для правильного завдання смуги в калібр;
кантователі, призначені для повороту заготівлі навколо горизонтальної осі.