Прокатное производство

Схемы технологического процесса прокатки

Современное прокатное производство подразделяется на две стадии: слиток — заготовка и заготовка — готовый продукт.

Общая схема производства в современных прокатных цехах (вариант 1 )Одни из вариантов общей схемы производства в совре­менном прокатном цехе представлен на рис. 58. Первое производственное звено этого цеха — заготовочное отделе­ние— состоит из одного реверсивного блюминга с валками диаметром 1150 мм. Второе производственное звено состоит из трех станов окончательной прокатки, предназначенных для выпуска сортового и листового металла. Непрерывный заготовочный стан отсутствует, так как станы окончатель­ной прокатки не требуют мелкой заготовки. Исходным материалом для этих станов служат крупные заготовки —блюмы и слябы, поступающие с блюминга.

Схема производства  в современных прокатных цехах (вариант 2)

На рис. 59 представлен второй вариант схемы производ­ства в современном прокатном цехе. В отличие от варианта 1 заготовочное отделение этого цеха содержит непрерыв­ный заготовочный стан, прокатывающий мелкие заготовки до сечения 50×50 мм, которые идут на мелкосортные станы.

Схема производства в современных прокатных цехах (вариант 3)

На рис. 60 представлен третий вариант схемы производства в современ­ном прокатном цехе, заготовочное отделение ко­торого состоит из одного реверсивного слябинга с палками диаметром 1100 мм, снабжающего крупными заготовками (слябами) два листопро­катных стана. Прокатка из заготовки повышает производительность ста­нов, способствует боль­шой точности прокатки и повышает качество гото­вого проката.

Главным фактором увеличения производи­тельности станов являет­ся повышение скорости прокатки. Одновременно с этим должна решаться задача осуществления максимальных обжатии на прокатных станах при повышенных скоростях и точно­сти прокатки.

Весьма важным фактором, способствующим повышению производительности прокатных станов, является дифференциация производственного процесса, которая наибольшей степени достигает на непрерывных станах. Непрерывная прокатка начала развиваться в последние 25—30 лет и является по существу современным этапом развития прокат­ной техники, а полная реализация огромных возможностей ее — задача будущего.

Производительность прокатных станов можно значи­тельно повысить и вследствие увеличения массы исходных материалов. Размеры и масса исходных блюмов, слябов и заготовок за последнее время постепенно увеличились с од­новременным повышением скорости прокатки. Дальнейшее повышение скоростей прокатки позволит также увеличить и массу исходных материалов.

Необходимо отметить и такой важный фактор повыше­ния производительности прокатных станов, как механиза­ция и автоматизация производственного процесса.

Развитие прокатного производства сопровождается по­вышением качества выпускаемых изделий, что достигается улучшением конструкции рабочих клетей, материала и кон­струкции вкладышей для обеспечения качественной смазки, использованием валков с короткой бочкой при прокатке сортового металла, применением многовалковых станов при прокатке листов и ленты, развитием холодной прокатки, введением современных методов зачистки полупродуктов, термической обработки, автоматического контроля, регули­рования режима производственных процессов и ир. Разви­тие непрерывной прокатки и полная механизация производ­ственных процессов в прокатных цехах обеспечивают высо­кое качество продукции, резкое сокращение брака, эконо­мичное использование металла и повышение производитель­ности прокатных станов и труда.

За последние годы на отечественных металлургических заводах начали широко применять способ непрерывной раз­ливки стали, осуществляемый с помощью специальной уста­новки. Жидкую сталь из ковша большой емкости непрерыв­но подают в медные водоохлаждающие кристаллизаторы с квадратным или прямоугольным отверстием. При выходе из кристаллизаторов литые заготовки охлаждают водой, раз­резают на мерные длины и направляют на склад или без дополнительного подогрева на станы для дальнейшей про­катки.

Основными задачами прн производстве того или друго­го прокатного изделия являются: а) получение готового продукта заданных размеров и формы в максимально воз­можном количестве; б) получение готового продукта высо­кого качества, которое характеризуется не только физико- механическими свойствами этого продукта, но и состоянием поверхности. Эти задачи выполнимы при соблюдении режи­ма всех технологических процессов, подготовки исходного материала и проката; нагрева металла перед прокаткой; прокатки; охлаждения металла после прокатки; отделки го­товового проката, включающей резку, правку, удаление по­верхностных дефектов и др.

Качество исходного продукта влияет на готовое изделие. При этом большое значение имеет качество исходного ме­талла (слитков). Требования к качеству поверхности слитков должны быть высокими. Доказано, что пороки на по­верхности слитков, своевременно не удаленные, переходят в готовую продукцию, переводя ее в ряде случаев в брак. Поэтому удаление пороков с поверхности слитков и заго­товки является важной операцией, обеспечивающей высо­кий выход годного и надлежащее качество продукции.

Нагрев металла перед прокаткой не только обеспечива­ет возможность осуществления самого процесса деформа­ции, но и в ряде случаев предопределяет качество готовой продукции. Температуру и скорость нагрева устанавливают для стали каждой марки в отдельности. Строгое соблюде­ние установленных и проверенных режимов нагрева — важ­ное условие для получения готового проката нужного каче­ства.

Процесс прокатки заключается в деформации исходного продукта (слитков, заготовок), его формоизменении. Это осуществляют в калиброванных валках по различным режи­мам обжатия. Последние, особенно при прокатке слитков, связаны с пластическими свойствами металла, т. е. со спо­собностью к деформации без разрушения. Помимо режима обжатия, устанавливают также и температурные условия прокатки: температуры начала и конца прокатки. Темпера­туру начала прокатки устанавливают, исходя из необходи­мости обеспечить нужные пластические свойства металла и наименьшее для данных условий сопротивление деформа­ции. Температуру конца прокатки выбирают, исходя из этих же факторов, а также учитывая ее влияние на качество го­товой продукции. Это влияние в ряде случаев (например, при прокатке однофазных сплавов, шарикоподшипниковой стали, высокоуглероднстых сталей) имеет решающее зна­чение.

Охлаждение металла после прокатки для многих метал­лов и сплавов является ответственной операцией. Несоблю­дение условий правильного охлаждения в очень многих случаях может оказаться причиной брака готовой продук­ции. Основным показателем этого элемента технологии про­катки является скорость охлаждения металла, которая оп­ределяется продолжительностью охлаждения, а в ряде случаев и определенным температурным интервалом. Не­правильный режим охлаждения может привести к получению готового проката с пороками в виде флокенов и тре­щин или с неудовлетворительными свойствами.

После охлаждения проката производят его отделку: правку; удаление поверхностных пороков; некоторые специ­альные операции, например фрезеровку торцов, сверление дыр рельсов; окончательную термическую обработку, от­делку поверхности и др. После охлаждения осуществляют окончательный контроль готовой продукции. Отделка гото­вой продукции перед ее сдачей обеспечивает нужное каче­ство готовой продукции.

Схема производства от слитка до готового продукта в современных прокатных цехах

На рис. 61 представлена основная схема производства от слитка до готовой продукции в современных прокатных цехах (характерным для этой схемы является горячий всад, т. е. слитки поступают в нагревательные колодцы еще горячими). Если блюмы и слябы служат для получения го­тового продукта, то их режут на части, которые отправля­ют в нагревательные печи или на склад для осмотра и за­чистки. Если блюмы предназначены для получения заго­товки, то после прокатки на заготовочных станах металл отправляют на склад для осмотра, зачистки и лишь в от­дельных случаях в нагревательные печи станов окончатель­ной прокатки. При производстве легированной и высоколегированной стали, когда к качеству поверхности предъявляются особен­но высокие требования, слитки после разливки могут пол­ностью охлаждаться, подвергаться зачистке и вновь посту­пать на нагрев в холодном виде.