Расчет производительности стана

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«Саратовский  государственный технический университет

имени Гагарина Ю. А.»

 

Факультет		Экономики и менеджмента
Специальность			222000 Инноватика
Кафедра	Прикладная экономика  и инноватика

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Промышленные технологии и инновации»

на тему «Расчет производительности стана»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы ИНВТ - 41 д/о

Шичанин А.В.

(Microsoft Office Word 2003)

Руководитель

Родионов И.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Саратов 2012

Оглавление

Введение 4

1 Теоретические основы  и сущность прокатного производства  и производительности прокатного  стана 5

1.1 Характеристика прокатного производства 5

1.2 Классификация прокатных станов по назначению 9

1.3 Технологические процессы прокатки 18

1.4 Производительность прокатного стана 26

2 Расчет производительности стана 35

2.1 Методика расчета производительности стана 35

2.2 Пример расчета производительности стана 37

Заключение 40

Список используемой литературы 41

 

 

 

Лист замечаний

 

 

Введение

Прокатное производство в большинстве  случаев является завершающим звеном производственного цикла на металлургическом предприятии. Прокат составляет основную часть металлургической продукции. Более 90 % выплавляемой стали проходит через прокатные цеха. На заводах цветной металлургии широко применяется прессование, но процесс прокатки все же занимает основное место.

Потребителями прокатной продукции  являются практически все отрасли  народного хозяйства: машиностроение, строительство, транспорт, энергетика, космическая техника и др.

Сортамент прокатной продукции  чрезвычайно многообразен. Это -круглые, квадратные и угловые профили, швеллеры, двутавровые балки, рельсы, толстые и тонкие листы, полосы и ленты, бесшовные и сварные трубы, железнодорожные колеса и множество других; всего выпускается несколько тысяч профилей проката.

Для того, чтобы машина была современна продолжительный срок, она должна обладать более высокими технико-экономическими показателями по сравнению с теми, которые достигнуты на машинах этого назначении в мировой практике.

Современные прокатные и трубопрокатные станы представляют собой полностью  механизированные и автоматизированные линии, и поэтому по сравнению  с другими видами металлургических агрегатов они при изготовлении более трудоёмки и в то же время  металлоёмки.

В данном курсовом проекте будет  дано обоснование методам расчета  производительности прокатного стана  и показан пример её расчета.

 

1 Теоретические основы и сущность прокатного производства и производительности прокатного стана

 

1.  Характеристика прокатного производства

 

 Прокатка – обжатие металла между вращающимися валками с изменением формы поперечного сечения или соотношения геометрических размеров сечения. Слиток или заготовка благодаря действию сил трения втягивается валками в зазор между ними, обжимается по высоте и вытягивается по длине и ширине. При этом заготовка принимает форму зазора между валками, называемого калибром.

По характеру протекания деформации различают продольную, поперечную и поперечно-винтовую прокатку. При продольной прокатке валки вращаются в разные стороны, при поперечной – в одну. В обоих этих случаях оси валков параллельны. При поперечно-винтовой (косой) прокатке заготовка получает вращательное движение от валков, вращающихся в одну сторону и имеющих скрещенные оси. Кроме того, заготовка получает поступательное движение в направлении своей оси, т.е. каждая точка заготовки движется по винтовой линии. При косой прокатке валки имеют бочкообразную или грибовидную форму или форму диска. Косой прокаткой получают пустотелые трубные заготовки.

По форме прокатываемого изделия прокатка делится на листовую и сортовую. В первом случае прокатка проводится на гладких валках, во втором – на валках, имеющих калибры. Продольной прокаткой получают сортовой и листовой прокат. Поперечной прокаткой производят специальные периодические профили, изделия представляющие тела вращения – шары, оси, шестерни.

Прокатным станом называют комплекс машин и агрегатов, предназначенных для пластической деформации металла в валках (собственно прокатки), дальнейшей его обработки (правки, резки и пр.) и транспортирования. Кроме того, в прокатных цехах установлены нагревательные печи и колодцы, печи для отжига и нормализации, устройства для очистки поверхности, лужения и оцинкования полосы, станки для шлифования и нарезки калибров валков и т. д. Все это, а также подъемные краны и другое оборудование не входят в понятие «прокатный стан», однако они необходимы для обеспечения работы прокатного цеха и выпуска готовой продукции требуемого качества.

Оборудование прокатного стана  делят на две группы: основное оборудование, входящее в линии рабочих клетей, и прочее оборудование для транспортировки  и отделки металла. Линию, на которой  располагается основное оборудование, называют главной линией прокатного стана. Основными элементами главной линии являются рабочие клети (с индивидуальным или групповым приводом), передаточные механизмы и двигатель. Валки каждой рабочей клети могут иметь общий или индивидуальный приводы.

Прокатный стан - это машина для  обработки давлением металла  и др. материалов между вращающимися валками, т.е. для осуществления процесса прокатки, в более широком значении - автоматическая система или линия  машин (агрегат), выполняющая не только прокатку, но и вспомогательные операции: транспортирование исходной заготовки  со склада к нагревательным печам  и к валкам стана, передачу прокатываемого материала от одного калибра к  другому, кантовку, транспортирование металла после прокатки, резку на части, маркировку или клеймение, правку, упаковку, передачу на склад готовой продукции и др.

Время и место появления первого  прокатного стана неизвестны. Бесспорно, что раньше прокатчики железа применяли  прокатку цветных металлов - свинца, олова, меди, монетных сплавов и др. Наиболее ранний документ, характеризующий  устройство для прокатки олова, оставлен Леонардо да Винчи (1495). Примерно до конца 17 века привод прокатного стана был  ручным, в 18 веке, - водяным. Промышленная прокатка железа началась примерно с 18 века. В России она особенно широко развивалась на Урале. Прокатные  станы применялись для производства кровельного железа, плющения кричной заготовки в полосу или лист, разделения откованной полосы по длине на более мелкие профили квадратного или прямоугольного сечения (т. н. "резные" станы).

В конце 18 веке для привода прокатный  стан начали применять паровые машины; прокатка становится одним из трёх основных звеньев производственного  цикла металлургических заводов, постепенно вытесняя менее производительный способ ковки. К этому периоду относится  промышленное применение прокатного стана  с калиброванными валками, сконструированного в 1783 Г. Кортом (Великобритания); прокатные  станы постепенно дифференцируются на обжимные, листовые и сортовые. В 30-40-х гг. 19 века в связи с бурным развитием железных дорог в разных странах начинают прокатывать рельсы. В 1856-57 годах в Сааре (Германия) был установлен первый прокатный стан, предназначенный для прокатки крупных балок. Развитие конструкций и специализация этих станов привели к появлению в США в конце 19 века. блюмингов и слябингов. В 1867 году Г. Бедсон (Великобритания) построил непрерывный проволочный стан. В 1885 братья М. и Р. Маннесман (Германия) изобрели способ винтовой прокатки бесшовных труб в Прокатном стане с косо расположенными валками. В 1886 В. Эденборн и Ч. Морган (США) применили быстроходную проволочную моталку с осевой подачей. Первые летучие ножницы (конструкции В. Эдвардса) установлены в 1892 в США. В 1897 для привода прокатного стана с успехом применен электродвигатель (Германия). В 1906 г. Тршинец (ныне Словакия) пущен прокатный стан с реверсивным электродвигателем. Принцип непрерывной горячей прокатки листов нашёл практическое применение в 1892 в г. Теплице (ныне Чехия), где был установлен полунепрерывный стан. Первый непрерывный широкополосный (листовой) стан построен в 1923 в США. Начало холодной прокатки листов относится к 80-м гг. 19 века.; холодная прокатка труб освоена в 1930 в США.

В СССР первым достижением станостроения  явилось сооружение Ижорским заводом  двух блюмингов, которые в 1933году введены  в эксплуатацию на Макеевском и Днепродзержинском металлургических заводах. В 1940-60-х гг. Всесоюзным научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом металлургического машиностроения (ВНИИМЕТМАШ) создан ряд прокатных станов для новых технологических процессов, обеспечивающих производство прокаткой многих изделий, которые ранее изготовлялись другими, менее эффективными способами (тонкостенные безрисочные трубы, листы переменной толщины по длине, профили круглого периодического сечения, шары, втулки, винты с крупным шагом, ребристые трубы и др.). В 1959-62 ВНИИМЕТМАШем и Электростальским заводом тяжёлого машиностроения созданы принципиально новые трубные станы с бесконечным редуцированием труб (как при печной сварке, так и при радиочастотной), а также станы для непрерывной прокатки бесшовных труб (стан 30-102) производительностью на порядок выше по сравнению с действующими (около 550 тыс. т/год). В эти же годы пущены разработанные ВНИИМЕТМАШем, Научно-исследовательским институтом автомобильной промышленности и Горьковским автомобильным заводом первые станы для прокатки цилиндрических и конических колёс.

В 60-е гг. в СССР, США, ФРГ и  Италии начато создание литейно-прокатных  агрегатов, в которых совмещены  процессы непрерывного литья и прокатки в едином неразрывном потоке. Такие  агрегаты уже получили широкое применение для производства катанки из алюминиевых  и медных сплавов, листов из алюминиевых  сплавов и заготовок из стали.

 

2.  Классификация прокатных станов по назначению

 

Обжимные станы

На большинстве металлургических заводов головным прокатным станом является обжимной стан – слябинг  или блюминг, предназначенный для  обжатия крупных слитков в  черновые заготовки – полупродукт, из которого на последующих прокатных  станах получают готовую продукцию (листовой и сортовой прокат). Блюминг – обжимной стан для переработки стальных слитков сечением более 125x125 мм. Слябинг – обжимной универсальный стан для переработки крупных стальных слитков в слябы шириной более 700 мм и толщиной более 75 мм. Блюминг-слябинг – обжимной универсальный стан для переработки стальных слитков в блюмы и слябы, отличающийся высоким подъемом верхнего валка (до 1200 мм) с целью осуществления ребрового прохода при обжатии боковых кромок слябов.

Заготовочные  станы

Заготовочными называют станы, снабжают заготовками сортовые, проволочные  и трубопрокатные станы.

Непрерывный заготовочный стан, характеризуемый последовательным расположением клетей, предназначен для непрерывной прокатки из блюмов заготовок квадратного и прямоугольного сечений от 50x50 мм до 150 х 150 мм.

Трубозаготовочный стан предназначен для прокатки из блюмов заготовок сплошного круглого сечения диаметром 70…350 мм, необходимых для производства бесшовных труб, а также квадратных заготовок толщиной 75…125 мм.

Сортовые станы

Рельсобалочный (сортовой) стан с валками диаметром 500…950 мм предназначен для производства круглого профиля диаметром 80…300 мм, двутавровых балок до № 60, швеллеров до № 40, рельсов до № 18, а также других тяжелых профилей.

Крупносортный стан с валками диаметром 500…750 мм для производства квадратных и круглых профилей размером 80…200 мм, двутавровых балок и швеллеров до № 30 и др.

Среднесортный стан с валками диаметром 300…500 мм для производства квадратных и круглых профилей 30…100 мм, швеллеров до № 12; используют также для прокатки профилей простого сечения.

Мелкосортный стан с валками диаметром 250…350 мм для производства круглых профилей диаметром до 20 мм, квадратных профилей со стороной до 18 мм, полос толщиной до 25 мм и уголков до № 5. Проволочный стан для прокатки катанки диаметром от 5 до 10 мм.