- •621.771 Н 632 МинистерствообразованияинаукиУкраины Запорожскаягосударственнаяинженернаяакадемия в.А.Николаев холоднаяпрокаткаполос ЧастьІі Учебноепособие
- •Холоднаяпрокаткаполос ЧастьІіУчебноепособие
- •4Холоднаяпрокаткаполос
- •4.1Характеристикацехадляхолоднойпрокаткиполос
- •4.2Характеристикацехахолоднойпрокаткиполоссо станом2030
- •4.3Очисткаповерхностигорячекатаныхполосотокалины
- •4.4СтыковаясваркаполосвлинииНта
- •4.5Холоднаяпрокаткаполоснанепрерывныхстанах
- •Стан2030
- •4.6Непрерывныестаныбесконечнойпрокатки
- •Стали2кп
- •4.7Четырехвалковыереверсивныестаныхолодной прокаткиполос
- •Реверсивномстане1200(в1030мм)
- •4.8Многовалковыереверсивныестаныхолоднойпрокатки
- •4.10Трениеитехнологическиесмазки
- •4.11Термическаяобработка,дрессировкаиразделкаполос
- •4.12Основыпроизводстважести
- •4.13Дефектыповерхностихолоднокатаныхполос
- •4.14Геометрическиепараметрыиматериалвалков полосовыхстанов
- •Валковлистовыхстанов
- •4.15Типыпрофилировоквалков
- •4.16Прогибывалковчетырехвалковойклети
- •2Кпнаразличныхстанаххолодной
- •1.Коэффициенттренияравен
- •3.Длинадугиконтактасучетомупругихдеформаций
- •4.Находимэнергосиловыепараметрыпрокатки.
- •5.Определимтемпературуtкполосынавыходеиз
- •4.18Алгоритмрасчетарежимадеформациинепрерывного станахолоднойпрокатки
- •Низкоуглеродистойстали
- •5Точностьиплоскосностьлистового проката
- •5.1Упругаядеформацияпрокатнойклети
- •5.2Расчетпродольнойразнотолщинностиполосы
- •5.3Продольнаяразнотолщинностьлистовиполос
- •5.4Поперечнаяразнотолщинностьполосы
- •5.5Плоскостностьполос
- •Библиография
- •4Холоднаяпрокаткаполос
- •ВікторОлександровичНіколаєв
- •Холоднаяпрокаткаштабу ЧастинаІіНавчальнийпосібник
- •69006,М.Запоріжжя,пр.Леніна,226
Последрессировкирулоныотгружаютпотребителюили
режут
налисты
соответствующей
длины
на
агрегате
поперечнойразделки(АПР)илинаузкиеполосынаагрегате
продольнойрезки
(АПрР).Агрегатыпоперечнойрезки
(рис.4.22)обеспечиваютполучениеобрезанныхлистовдлиной2
-12митолщиной1,2-4мм.СкоростьдвиженияполосывАПР
0,5–2,5м/с.Надругихагрегатах,кромерезкинамерныедлины,производятивседругиеоперацииотделкилистов:
правку,обрезкубоковыхкромок,дрессировку,отборпроб,
осмотрповерхности,сортировкуиупаковку.
Некоторыетехнико-экономическиепоказатели
полосовых(листовых)становпредставленывтабл.4.5.
Таблица4.5.Техническиепоказателистанов
работы
1,0
м3/т
*)ШСГП–широкополосныйстангорячейпрокатки;
НСХП–широкополосныйстанхолоднойпрокатки.
4.12Основыпроизводстважести
Жестьявляетсяосновнымматериаломдляпроизводстваконтейнернойтарыитароупаковочныхизделий,широкоприменяетсявпищевой,химической,машиностроительнойи
60
Показатели
Станы*
толстолистовые
ШСГП
НСХП
Расходметалла,кг/т
1,0–1,27(слябы)
1,35-1,87
(слитки)
1,03–1,07
1,02–1,05
Расходэлектроэнергии,
кВтч/т
40–80
60–70
90-120
Расходтеплананагрев
1тметалла,МДж/т
2,51–3,54
2,1
0,96–1,0
Расходводы,м3/чм3/т
2100–2600
20–30
7000–8000
(настане)
-
Расходвалков,кг/т
0,8-2,5
0,8–1,5
0,8–1,5
Расходзащитногогазаприотжигерулонов
-
-
12
Расходсернойкислотынатравление,кг/т
-
-
10–15
другихотрасляхпромышленности.Основнаядоляприходится
напроизводствобелойжестиэлектролитическоголужения
(70%),освоеныэкономичныевидыхромированнойжести,ещесохраняетсяпроизводствоиприменениегорячелуженнойжести.Белаяжесть,атакжечернаяжесть,выпускаютсявлистахирулонах.Ширинавыпускаемыхлистов512–1000мм.Врулонахжестьвыпускаетсяширинойдо1250мм,массойдо
30титолщиной0,15–0,36мм.ПроизводствожестивУкраине
сосредоточено
на
меткомбинате
«Запорожсталь»,
Магнитогорскомметкомбинате,атакженаЛысвенском
металлургическомзаводе(Россия).НаиболеесовременнымявляетсяцехжестинаКарагандинскомметкомбинатах(КарМК)
(Казакстан)производительностью
750тыс.т/год,гдевведены
вэксплуатациюшестиклетевойстан
максимальнойскоростьюпрокаткипрокатно-дрессировочныйстан1400
бесконечнойпрокаткис
до33м/с,двухклетевойдляпроизводстважести
двойнойпрокаткой,дваагрегатанепрерывногоотжигаитри
агрегатаэлектролитическоголуженияобщеймощностью375
тыс.т/год36.
Рис.4.22.Схемаагрегатапоперечнойрезкиполосыизрулонов:
1-электромагнитныйотгибатель;2-разматыватель;3-правильнаямашина;4-устройстводлячисткиповерхности;5-вертикальныецентрирующиеролики;б-летучиймикрометр;7-откидныерольганги;8-петлеваяяма;9-летучиеножницыдляобрезкиконцов;
10-ограничительнатяжения;11–дрессировочнаяклеть;12-тянущиеролики;13-петлевыеямы;14-дисковыеножницыдляобрезкикромок;15-правильнаямашина;16-летучиеножницы;17-механическиймаркировщик;18-кармандлябракованныхлистов;19-пакетировщикбракованныхлистов;20-пакетировщикгодныхлистов;
21–рольганг.
61
Холодную
прокатку
жести
осуществляют
на
непрерывныхпяти-шестиклетевыхстанахсклетямикварто
(илидвадцативалковымиклетями),накоторыхпрокатываютполосысминимальнойтолщиной0,12–0,15,смаксимальной
скоростьюпрокатки30–40
м/с.ВцехежестиКарМК
установлен
шестиклетевой
стан
1400,
обеспечивающий
получениежестипутембесконечнойилипорулоннойпрокатки
отдельныхилисваренныхвстыкгорячекатаныхтравленыхполос(рис.4.23).Станоборудовандвумяидентичнымиразматывателямибарабанноготипа,накоторыегорячекатаные
травленыерулоныподаются
посредствомзагрузочного
конвейера.
Каждый
разматыватель
оснащен
механизмом
отгибкииподачипереднегоконцаполосывстан.Правильная
машинаимеетподевятьрабочихиопорныхроликов,ипредназначенадляпереднегоизаднегонатяженияконцов
горячекатаныхполос.
Процесс
бесконечной
прокатки
обеспечиваетсяпосредствомстыкосварочноймашиныпосле
обрезкидефектныхконцовнаножницах.Послесваркиполоснаспециальномустройствеудаляютграт.Стыкосварочнаямашинаобеспечиваетсваркуполоспрофилеразмеров1,2–3,0600–
1350.Циклсваркиполостолщинойдо3ммсоснятиемграта
составляетнеболее30с.Натяжноеустройствообеспечиваетнатяжениеполосы.
Вовремясваркиконцовполосиостановкиразматывателя
происходитпрокаткаполосы,
находящейсявпетлевом
устройстве,вкоторомдлинаполосысоставляет417м.Петлевое
устройствосодержиттележкусдвумяроликамиискоростьюперемещения1,25м/сприрабочемходе105м.Передстаном
установленынатяжныеустройствадлясозданиязаднего
натяженияполосы,агильотинныеножницыиспользуютдляразрезанияполосыприперевалкахивырезкисварныхшвов.
В
линиистана
установлено
шесть
идентичных
четырехвалковыхклетейсопорнымивалкамидиаметром1400
ммирабочимивалкамидиаметром600мм.Клетистана
оборудованы
электромеханическими
и
гидравлическим
нажимнымиустройствами(ГНУ),роликовымипроводкамидля
выпусказаднегоконцаснатяжениемипредотвращениемоковавалков,системойпротивоизгибаидополнительногоизгиба
62
рабочихвалков,системамиавтоматическогоуправлениятех-
нологическимпроцессом.УстановкиГНУобеспечиваютнеоб-
ходимуюскоростьиточностьрегулированиятолщиныполосыпривысокихскоростяхпрокатки.Нижеприведеныосновныетехническиехарактеристикистана:
Размерыподката,(мм):
толщина………………………………1,8–3,0
ширина…………………………………700–1250
массарулона,т………………………<30
Скоростьпрокатки,м/с…………………<33
приразрезанииполосыи
заправкевмоталку…………………….2–8
пропускшва……………………………..<16
выпускзаднегоконца…………………0,7–2,0
Сечениестоек
станины,мм…………………………
Мощностьдвигателяглавногоприводаклети,
кВт………………………………Натяжениеполосыпередстаном,кН………………………Натяжениеполосыза6-йклетью,кН………………………
Размерыпрокатанныхполос,мм
.705800
21600
..<40
..<50
толщина………………………………0,16–0,6
наружныйдиаметррулона…………1100-2200
диаметрбарабана,мм….………………400
Массарулона,т…………………………<30
Точностьпрокатки,ммпритолщинеполосы,мм
0,22-0,25……………………………+0,01-0,02
0,32–0,36……………………………
0,4–0,5…………………………………
0,5–0,6……………………………….
0,02
0,04
0,05
Опорныевалкишестиклетевогостана1400установленыв
гидростатическихподшипникахжидкостноготрения(ПЖТ)супорнымузломкачения,неизменяющихмежвалковыйзазор
63
приизменениискоростипрокатки.
плоскостностиполосывсеклетипротивоизгибаидополнительного
Сцельюрегулирования
оснащеныустройствамиизгибарабочихвалков.
Устройства
противоизгиба
устраняют
волнистость,
а
дополнительногоизгиба–коробоватость.
Выходнаячастьстанаобеспечиваетрезкуполослетучиминожницами,смоткумоталкамииуборкурулоновотстана.
Правильновыбранныйрежимдеформацииобеспечиваетустойчивыйрежимпрокаткииполучениекачественнойжести.Рациональныеобжатиярассчитываюттеоретическиизатем
уточняютопытнымпутемвпроцессеработыстанасучетомособенностейконструкцииклетей,системавтоматики,свойств
подката
и
других
факторов.
Наиболее
удобными
для
использованияявляютсякритерии,регламентирующиестепень
загрузкиклетейстанапосилепрокатки,крутящемумоменту,мощностиглавныхприводов.Анализрежимовобжатий
показал,чторавномернуюзагрузкуклетейпосилепрокатки
обеспечиваетравномерное
распределение
относительных
деформацийполосыпоклетямстана.учитываетсяпри
разработке
режимов
деформации
полос.
Однако
такое
распределениеприпрокаткетонкихполосприводитк
перегрузкепоследнейклетистанапомощностипрокаткив1,5–
2разаотносительнопервыхклетей.
Величиныобжатийвпервойипоследнихклетяхстананаиболеесущественновлияютнастабильностьпроцесса
холоднойпрокаткиикачествополучаемойлистовойстали.В
первой
клети,
сцельюустраненияпродольной
разнотолщинности
исходного
подката,
величина
относительногообжатиядолжнабытьвпределах25–30%в
зависимостиотстепенисуммарнойдеформацииполосыи
мощностиустановленногоглавного
привода.Указанные
обжатия,
совместнос
рациональнойшероховатостью
поверхностейрабочихвалковпервойклети(4–5мкмRа),
способствуют«выкатываемости»поверхностныхдефектов
механическогопроисхождения(царапины,потертости,мелкиевдавлиныит.п.).
Привыборевеличиныобжатийвпоследующейклети
станаследуетучитывать,чтовеличинаобжатиясущественно
64
влияетнаэффективностьработысистемавтоматического
регулированиятолщины,формыи
ширинеполосы.
напряженийнатяженияпо
Рис.4.23.
Схематехнологическогопроцессапроизводства
жести:1–рулоны;2–агрегатнепрерывноготравленияполосы;3–
шестиклетевойстан;4–агрегатэлектролитическойочисткиповерхности;5–колпаковыепечидляотжига;6–агрегатнепрерывногоотжига;7–станповторнойпрокатки;8–дрессировочныйстан;9–агрегатдляподготовкиполосыклужению(обрезкатолстыхконцов,кромокит.п.);10–агрегатэлектролитическоголужения;11–агрегатхромирования;12–агрегаталюминирования;13–агрегатдлярезанияналисты;14–стенддляпакетированиялистов;15–машинадлятранспортированияпродукции.
Приэтом,увеличениеобжатияспособствуетповышению
эффектарегулированияуказанныхпараметров.Крометого,применениебольшихобжатийвпоследнейклетиобусловливает
большуютолщинуполосыпередклетью,котораяобладаетбольшимзапасомпластичностиивменьшейстепени
подверженапорывамвовремяпрокатки.Так,нашестиклетевомстане1400КарМКувеличениетолщиныполосыпередшестой
65
клетьюот0,25–0,27ммдо0,38–0,42ммприпрокаткежести
толщиной0,25ммуменьшилоколичествопорывовполосболеечемв2раза[36].
Наоснованиивыполненныхисследованийиучета
особенностейдеформациитонкойполосывалкамибольшогодиаметраразработанырежимыдеформации(табл.4.6),в
которых
предусматриваются
значительныеаномальные
обжатиявчистовой(шестой)клети-0=35–60%.
Технологическиесмазки,применяемыедляхолодной
прокаткижестидолжныэффективноснижатьсилывнешнеготренияиохлаждатьвалки,иметьвысокуюстабильность
свойств,минимальнозагрязнятьповерхностьметаллаилегкос
нееудалятся,обладатьспособностьюкрегенерации[25,35].
Смазканетолькоуменьшаеткоэффициенттрения,нотакжеснижаетизносвалков,предотвращаетналипаниеметалла
навалкииулучшаеткачествоповерхностиполосы.
Внастоящеевремянаиболеераспространеннойсмазкойприпроизводствежестиявляетсяпальмовоемасло.На
большинствестановоноподаетсянаполосупередвходомв
валки
в
виде
механической
водомасляной
смеси
с
концентрациеймасла10–30%.Приэтомрасходпальмового
масласоставляет2–6кг/тпроката.СистемаохлаждениявалковпредусматриваетсекционнуюподачуСОЖнаотдельные
участкидлинырабочихвалковсцельювыполненияопера-
тивногорегулированиягорячегопрофиляихобразующих.
Температураохлаждающейводыобычносоставляет40-50C,а
валков50-70Cсперепадомтемпературыподлине
20C.
Послепрокаткинаповерхностиполосжестиостается
частьсмазки,содержащейпродуктыизносавалковиполосы.
Общаязагрязненностьполосыпослехолоднойпрокатки
составляет200–800мг/м2.Всвязисэтимпередрекрестализациейполосыобезжириваютиочищаютметодом
электролитической
очистки
с
применением
щелочного
раствора.Схемаагрегатанепрерывногоотжига(АНО)жести
представленанарис.4.24.ПроизводительностьАНОжестидостигает60т/ч.СовременныйАНОсодержитголовную,
среднюю(печную)ихвостовуючасти.Оборудованиеголовной
частиобеспечиваетприемку,разматываниерулонов,обрезку
66
дефектныхконцовполос,сваркуначалапоследующейсконцом
предыдущейполосвнахлест,очисткуиобезжириваниеповерхностиполосы,созданиезапасаполосыдляобеспечения
непрерывностипроцесса.
Таблица4.6.Режимыобжатийприпрокаткежестисh
мм
0,23
Переднее
натяжениедвигателей
Послесваркиконцовбесконечнаяполосаспомощью
тянущихроликов,подаетсявустановкуэлектролитическойочистки,имеющейдвеванныструйногообезжириваниявертикальноготипа.Обезжиривающийрастворимеет20–40г/лNaOHи20–40г/лNaPO4(тринатрийфосфат)итемпературу
70-90C.Послехимическогообезжиривания
полоса
подвергаетсяобработкесобеихсторонвращающимися
капроновымищетками,прижатымикполосесусилием
60Н.
Послещеточно-моечныхмашинвванне5,полосаподаетсяв
блокваннэлектролитическогообезжириваниядляудаленияоставшихсяжировыхзагрязненийспомощьющелочногоэлектролита(t=70-90C),азатемвваннугорячейпромывкиполосыивсушильнуюкамерудляобработкиповерхностисt
100C.
Просушеннаяполосаподается
в
накопитель
6
вертикальноготипа.Нижниероликинакопителяустановлены
стационарнонараме,аверхниероликиукрепленынатележкахподвешенныхспомощьютросовнапротивогрузах.
67
№клетей
,
%
Р,МН
Переднеенатяжениполосы,кН
Ток
главногопривода,кА
1
25–30
8–11
250–270
0,2–0,6
2
30–40
8–12
130–150
0,6–1,0
3
30–40
8–11
100–120
0,8–1,2
4
30–40
8–10
70–80
1,2–1,5
5
30–40
8–12
50–60
1,4–1,6
6
35–60
10–13
20–30
1,4–1,8
Запетленакопителемустановленапечнаясекциядля
светлогоотжигажестипритемпературах580–730Cи
охлаждения
до
температуры
60-70C.
Отжиг
жести
осуществляетсявзащитнойатмосфереводорода(4–6%)иазота
(94–96%).Скоростьтранспортированияполосыпоагрегату
может
изменяться
в
пределах
4,7–7,5
м/с.
Скорость
транспортированияполосывлияетнаеемеханическиесвойства.
Дрессировкужестиосуществляютнаодноклетевыхи
двухклетевых
станах.Рабочиевалкипервойклетиимеют
диаметр400-420
мм,вовторойклети570-600мм,
максимальнуюскорость40м/с,идопускаемуюсилунавалки20
МН.
Посколькудрессировка
жести
осуществляется
непосредственно
перед
лужением,
применение
техно-
логическойсмазкинедопустимо.Сцельюповышениякачества
поверхностиполосыприводнымиявляютсяопорныевалки.СуммарнаявеличинаобжатиявдвухклетяхсоставляетεΣ=2-
3%иприэтомвклети№1обжатиеравно1=(0,7–0,85)
.В
процессе
дрессировки
жести
возрастаютпоказатели
механическихсвойств(твердостьи
пластичность)инесколько
снижаютсяпоказателиштампуемости.
Последрессировкиповерхностьполосыжестипокрываютолвом,хромом,алюминием,лаком.Восновномпроизводятжестьсоловяннымпокрытием.Известнодваспособалуженияжести:вваннахгорячеголуженияиэлектролитическоелужение(АЭЛ).Пригорячемлужениинахолоднуюповерхностьлиста(полосы)наноситсяслойоловатолщиной2,5–3мкмприрасходеолова15–20кг/т.Нановыхзаводахприменяютнепрерывноеэлектролитическоелужение,прикоторомтолщинаслояоловасоставляет1,0–1,5мкмприрасходеолова5–7кг/т.Однакоэлектролитическилуженаяпокоррозионнойстойкости
уступаетжестигорячеголужения.Поэтому
белуюжесть,
полученнуюнаАЛЭ,частопокрываютлаком.Тончайшую
жестьсh=0,08-0,10ммполучаютпутемвторойпрокаткихолоднокатанойотожженнойжестинадвухклетевыхпрокатно–
дрессировочныхстанах(рис.4.23,поз.7).Втораяхолодная
прокаткажести,вотличииотдрессировки,осуществляетсясприменениемтехнологическойсмазки,вкачествекоторойиспользуютсяпальмовоемасловвидеводомаслянойсмесис
68
