Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Июня 2013 в 15:22, курс лекций
Основные цехи современного металлургического завода с полным металлургическим циклом - это доменный, сталеплавильный и прокатный.
Схема расположения основных цехов металлургического завода предусматривает движение металлопотока только в одном направлении, начиная от доменного цеха и заканчивая складами готовой продукции прокатных цехов. Через прокатные цехи проходит почти вся сталь, выплавляемая в сталеплавильных цехах, и только небольшое количество - через литейные и кузнечные цехи. Производство проката является заключительной стадией металлургического передела, для чего в прокатных цехах установлены станы различного типа и назначения.
Наиболее совершенными сортовыми станами являются непрерывные. (рис 1.6) Рабочие клети этих станов располагают последовательно одну за другой. Полоса через каждую клеть проходит только один раз, т. е. число рабочих клетей этих станов равно требуемому числу проходов полосы. Расстояние между клетями обычно меньше длины прокатываемой полосы, поэтому полоса прокатывается во всех или нескольких клетях одновременно.
На непрерывных станах
достигается высокая
Непрерывные станы также широко применяют для прокатки толстолистовой и тонколистовой стали. Поскольку листовую сталь непрерывным методом получают в горячем состоянии в виде рулонов, холоднокатаную тонколистовую сталь прокатывают также в рулонах.
К специальным станам, относят станы для прокатки периодических профилей и станы для производства гнутых профилей.
Форма поперечного сечения прокатываемой полосы называется профилем. Совокупность форм и размеров профилей, получаемых прокаткой на данном стане или группе станов, называется сортаментом.
Почти все изделия, изготовляемые прокаткой в Украине, стандартизованы ГОСТ или ДСТУ (На мировом рынке металлопроката действуют стандарты: Американский - ASTM; Европейский – евронорма EN; Германский - DІN; Британский – BS; Японский – JIS; для судостали - Правила Норвежского Веритас, Бюро Веритас (Франция) Английского Ллойда, Германского Ллойда, Американского бюро судоплавания, Российского морского Регистра). Различают стандарты на сортамент проката и на технические условия его поставки.
В стандартах на сортамент приведены размеры, площадь поперечного сечения, масса 1 погонного метра длины профиля, и допускаемые отклонения от номинальных размеров. В стандартах на профили (швеллер, балка, уголок, рельс и др.), применяемые для изготовления различных конструкций, кроме указанных данных, приведены также справочные величины: момент инерции, момент сопротивления, радиус инерции и др.
Во всех стандартах на сортамент проката приведены также данные о длине поставляемых полос, допускаемые отклонения по длине.
Прокатку осуществляют с плюсовыми и минусовыми допусками так как вследствие колебаний усилия прокатки при изменения температуры прокатываемого металла и по мере износа валков размеры калибра, а следовательно и размеры профиля также изменяются. Кроме того, при прокатке длинных полос невозможно обеспечить постоянство размеров профиля даже по длине одной полосы (температурный клин).
В стандартах на технические условия содержатся: требования, предъявляемые к химическому составу стали, механическим свойствам, термической обработке, макро- и микроструктуре стали, поверхности прокатанного металла и другим качественным показателям прокатной продукции, а также указаны правила приемки, методы испытания, маркировки и пр.
Все прокатные изделия в зависимости от формы можно разделить на 4 основные группы: 1- сортовую сталь; 2- листовую сталь; 3 - трубы; 4 - прочие виды проката.
Сортовая сталь - один из важнейших видов проката, ее сортамент является наиболее обширным. Часть сортовой стали является готовой продукцией, а другая - представляет собой полуфабрикат, подвергающейся дальнейшей обработке: штамповке, волочению, механической обработке.
В зависимости от назначения сортовую сталь делят на профили общего назначения с простой геометрической формой (круг, квадрат, шестигранник, полоса) и фасонные профили общего, отраслевого и специального назначения.
Круглая сталь выпускается диаметром 5-250 мм на сортовых и рельсобалочных станах. Круглая сталь диаметром 5-9 мм включительно прокатывается на проволочных станах, называется проволокой или катанкой и поставляется в бунтах.
Квадратная сталь со стороной 5-250 мм прокатывается на тех же прокатных станах, что и круглая.
Шестигранную сталь обычной и повышенной точности прокатывают на сортовых станах из конструкционной и легированной стали.
Не меньшее распространение имеет полосовая сталь, которую прокатывают шириной 10-200 мм и толщиной 4-60 мм в зависимости от толщины. К полосовой стали следует также отнести ленту шириной 20-500 мм и толщиной 1,5-3,5 мм и штрипс.
К фасонным профилям общего назначения относят угловую равнобокую и неравнобокую стали, балки и швеллеры.
К профилям отраслевого назначения относят рельсы для железнодорожного транспорта и профили, применяемые в автомобильной промышленности, тракторостроении, вагоностроении, судостроении, сельскохозяйственном, энергетическом, химическом и нефтяном машиностроении и др. отраслях народного хозяйства.
Листовую сталь получают холодной
и горячей прокаткой в
Трубы разделяют: на бесшовные (цельнокатаные) и сварные. Бесшовные изготавливают холодной и горячей прокаткой и волочением.
К прочим видам проката можно отнести: гнутые и периодические профили, колеса, бандажи и пр. профили получаемые продольной и поперечно-винтовой прокаткой.
Рис. 2.1 – Сортовая сталь:
а) профили общего назначения с простой геометрической формой:
1 – квадратный; 2 – круглый; 3 – полосовой; 4 – шестигранный;
б) фасонные профили общего назначения:
5 – неравнобокий угловой; 6 – равнобокий угловой; 7 – швеллер; 8 – двутавр; 9 – зетовый
Рис. 2.2 - Фасонные
профили отраслевого
1 – сталь зетовая для вагоностроения; 2 – рессорный желобчатый; 3 – шпунтовая свая; 4 – для шахтных креплений; 5 – для автоободов; 6 – для тракторных шпор; 7 – трехгранный; 8 – клиновой; 9 – овальный; 10 – ромбический
Рис. 2.3 – Гнутые профили:
1 – равнобокий угловой; 2 – специальный угловой; 3 – швеллер;
4 – Г - образный; 5 – корытообразный; 6 – С - образный; 7 –оконнорамный; 8 – для ограждений; 9 – для транспортного машиностроения
Стали различают: по способу производства, качеству, химическому составу и назначению.
По способу производства делят на мартеновскую, конвертерную и электросталь. Способ производства оказывает влияние на свойства стали. От него зависит содержание постоянных примесей (марганец, кремний, фосфор, сера и газы - водород, кислород, азот) и их распределение в металле. Наиболее чистой по содержанию вредных примесей (фосфор, сера) является электросталь, поэтому в электропечах выплавляют легированную высококачественную сталь.
Стали, имеющие в своем составе серы до 0,04% и фосфора 0,035% - это стали повышенного качества; менее 0,03% - высококачественные. Стали высококачественные и повышенного качества делятся на 3 группы: А,Б,В. Сталь группы А предназначена для изделий, которые не предназначены горячей обработке и, следовательно, структура и свойства, которые сталь получила в прокатном цехе, сохраняются и у производителя. Т.о, сталь поставляется с гарантируемым уровнем механических свойств.
Сталь группы Б поставляется с гарантированным химсоставом. Стали этой группы обычно заказываются в случае если у потребителя они подвергаются механической или термообработке.
Сталь группы В выплавляют в мартеновских печах и конверторах и поставляются с гарантированными мехсвойствами и дополнительными требованиями по химсоставу.
По химическому составу стали делят на углеродистые и легированные. Свойства углеродистых сталей зависят от содержания углерода, в зависимости от этого их подразделяют на низко - (до 0,25%С), средне -(0,25-0,60) и высокоуглеродистые (0,60-2). Легированными, называют, стали, в состав которых входит 1 или несколько легирующих элементов. Различают низко - (до 2,5%) , средне (2,5-10%) и высоколегированные стали (более 10% легирующих элементов).
По назначению - на конструкционные (углеродистые Ст.3, сталь 40 и легированные 40Х), инструментальные (углеродистые У7-У13 и легированные для режущего Р9-Р18 и мерительного инструмента, для штампов) и специальные.
ТЕМА 3
ОСНОВЫ ТЕОРИИ КАЛИБРОВКИ ВАЛКОВ
Для придания металлу необходимой формы в валках (рис. 3.1) вытачивают специальные кольцевые вырезы (1) либо выступы (2), которые постепенно придают металлу эту требуемую форму. Вырез (выступ), относящийся к одному валку, называется ручьем, а сочетание двух или более соответственных вырезов (выступ) на деформирующих металл валках образуют калибр.
Рис. 3.1 – Калибры, образованные ручьями в виде вырезов (1) и выступов (2)
КАЛИБРОВКОЙ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ называется определение формы, размеров и числа калибров, размещаемых на валках, обеспечивающих получение готового профиля по рассчитанному режиму обжатий.
На сортовых станах в каждом калибре производится, как правило, один пропуск. На обжимных станах можно производить несколько проходов в одном калибре, изменяя раствор между валками.
Калибровка валков должна обеспечивать:
Для удовлетворения указанных требований необходимо иметь:
3.1 виды калибров
Применяемые при прокатке калибры классифицируют по форме, расположению в валках и назначению.
По форме – калибры простой формы (прямоугольный или ящичный, ромбический, квадратный, шестигранный, овальный, круглый) и фасонные (уголок, швеллер, балка, рельс).
Рис 3.2 – Формы калибров
По назначению существуют следующие четыре основных типа:
1. Обжимные или вытяжные. Назначение - уменьшение площади поперечного сечения раскатов.
2. Черновые или подготовительные. Назначение - дальнейшее уменьшение сечения и грубая обработка профиля.
3. Предотделочные или
4. Отделочные или чистовые
калибры, придающие профилю
По расположению калибров в валках калибры делятся на открытые, закрытые, полузакрытые и диагональные.
Рис 3.3 –Классификация калибров по расположению в валках:
а – открытый; б – закрытый; в – полузакрытый; г - диагональный
В тех случаях, когда линии разъема валков проходят вне пределов калибра последний называется закрытым.
В тех случаях, когда линии разъема валков находятся в пределах калибра - калибр называется открытым.
3.2 Элементы калибров
ЗАЗОР МЕЖДУ ВАЛКАМИ. Глубина вреза калибра в валки делается с таким расчетом, чтобы между их буртами был некоторый зазор, величина которого принимается с учетом пружины клети во время прокатки. По данным Б.Б.Диомидова и Н.В.Литовченко зазор рекомендуется принимать следующим:
Рис. 3.3 –Ручей ящичного калибра: 1 – до переточки; 2 – после переточки
ВЫПУСК КАЛИБРА. Боковые поверхности калибров обычно делают с некоторым наклоном к оси валков. Тангенс угла этого наклона называют выпуском. Чаще всего выпуск калибра выражают в процентах:
Чем больше выпуск калибра, тем меньше величина съема валков по диаметру при переточках (при восстановлении размеров изношенных калибров). Облегчается задача полосы в калибр. Есть возможность восстановления первоначальных размеров калибра (по сравнению с калибром без выпуска)
НЕЙТРАЛЬНАЯ ЛИНИЯ КАЛИБРА (НЛК) – линия, относительно которой моменты сил, приложенных со стороны верхнего и нижнего валков равны между собой. В простых калибрах (круглых, квадратных, овальных, ромбических и т.д.) нейтральная линия калибра совпадает с осью симметрии этих калибров.