Прокатное производство. План и транспорт прокатных цехов

скачать (1108 kb.)

  1   2

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА УКРАИНЫ



Днепропетровский государственный технический университет железнодорожного транспорта
реферат
«Прокатное производство. План и транспорт прокатных цехов»


выполнил:

студент 447 группы

Астраханцев Дмитрий
проверил:

Березовый Н. И.

Днепропетровск 2001

План


1. Вступление. Основы производства.

2. Описание технологического процесса прокатки на примере алюминиевых сплавов.

3. Устройство цехов.

4. План и транспорт прокатных цехов.

5. Краткий обзор прокатного производства ОАО "НОСТА" (ОХМК)

6. Прокатное производство – отрасль с долгосрочными инвестициями. Выводы.


1. Вступление

Прокатное производство – это третий передел металлургического производства, где слитки или литую заготовку перерабатывают в готовые изделия, т.е. прокат различных форм и размеров. Сущность процесса прокатки состоит в обработке металла давлением для придания ему требуемой формы и размеров, для чего слиток или заготовку пропускают нужное количество раз между вращающимися валками определенного профиля.

Все прокатные изделия можно разделить на ряд основных видов: сортовые профили, лист, трубы и специальные виды проката. К сортовым типам профиля относятся квадрат, круг, уголок, рельсы, двутавры, швеллеры и др. К специальным видам проката относятся шпунты, шары, оси и др.

Длительный период в развитии металлургии прокатный передел считался завершающим в процессе производства. В последнее время все большее распространение получает строительство цехов так называемого четвертого передела: термических, метизных, калибровочных, холодной прокатки, гнутых профилей и других, где совершенствуется форма и физико-химические свойства прокатных изделий, что обеспечивает значительный экономический эффект у потребителей проката.

Прокатные станы отличаются боль­шим разнообразием конструкций и технологических особенностей. Разли­чают станы обжимные (блюминги, слябинги), заготовочные, рельсобалочные, крупно-, средне- и мелкосортные, толстолистовые, тонколистовые, го­рячей и холодной прокатки, и др. По характеру движения металла в про­цессе прокатки различают станы ре­версивные, полунепрерывные и непре­рывные. В последнее время отдается предпочтение непрерывным станам, внедряется новый способ непрерывной прокатки — бесконечная прокатка, когда заготовки сваривают встык в потоке производства и ведут прокатку без перерывов.

Соответственно двум способам раз­ливки стали (в изложницы и непре­рывная) существуют две технологические схемы производства металла. По первой схеме слитки в горячем виде подают в отделение нагревательных колодцев блюминга или слябинга. После нагрева их прокатывают в за­готовку для последующих станов. По второй схеме литая заготовка с МНЛЗ без прокатки на обжимных станах передается непосредственно на станы горячей прокатки.




Мощность нового металлургического завода или блока ранее определялась единичной мощностью слябинга или блюминга, в соответствии с которой определяли состав других основных цехов и общезаводского хозяйства. С внедрением непрерывной разливки стали однозначного решения по мощ­ности металлургического завода, в за­висимости от мощности одного из ос­новных агрегатов, не может быть. В со­временных условиях в каждом кон­кретном случае строительства нового завода требуется экономическое обос­нование его мощности на основе выбо­ра оптимального состава агрегатов и цехов основных производств.


2. Описание технологического процесса прокатки на примере алюминиевых сплавов.

Теорию прокатного производства полезно рассмотреть на «металле 20 века» – алюминии и его сплавах. Сейчас известно большое количество сплавов, позволяющих прокатывать их в листы и полосы для различных нужд народного хозяйства.

К алюминиевому прокату особенно тонколистовому предъявляются особые требования, как по геометрическим размерам, так и по механическим свойствам.

В зависимости от сплавов, технических условий на готовую продукцию и т. д. технологические процессы изготовления листов могут быть различными. Типичную схему производства листов из алюминиевых сплавов можно разбить на следующие стадии: отливка слитков, подготовительные операции, горячая прокатка, холодная прокатка, термическая обработка, отделочные операции.

Для прокатки листов и плит применяют слитки различной массы от 3 до 8 тонн. Масса слитка и его размеры определяются технологическими свойствами данного металла или сплава при прокатке, размерами и назначением готовых листов, мощностью и размерами основного оборудования и т. д.

Технология получения полос из слитков алюминия и его сплавов состоит из следующих операций:

гомогенизирующий отжиг слитков, обеспечивающий снятие внутренних напряжений и уменьшение неоднородности слитка по структуре и химсоставу. Данная операция обеспечивает резкое возрастание пластических характеристик металла. Гомогенизация представляет собой нагрев слитка до температуры на 20-40 град. Ниже температуры плавления низкоплавких эвтектик и выдержку при этом в течение нескольких часов. В данный период растворимые составляющие переходят в твердый раствор и, благодаря диффузии выравнивается содержание легирующих составляющих. Для гомогенизации применяют электрические шахтные печи. Слитки устанавливают вертикально на некотором расстоянии друг от друга или укладывают в стопы с прокладками между слитками.

Фрезерование поверхностей слитков с целью удаления ликвационных наплывов, включений, плен, шлака, трещин, а также получения сляба с параллельными гранями. Съем металла составляет 5-6 мм на сторону.

Обезжиривание поверхностей с целью удаления механических загрязнений и наложение алюминиевых планшет.

Нагрев перед прокаткой со строгим температурным контролем, необходимым вследствие высокой чувствительности сплавов к пережогу, заключающемуся в оплавлении низкоплавких эвтектик, расположенных по границам зерен, и вызывающему образование трещин и падение механических свойств.

Горячая прокатка слябов: в первых проходах прокатки сплавов производится плакировка слябов листами из чистого алюминия. Благодаря большому давлению происходит приварка этих листов (планшет), создающая высокопрочную связь алюминиевого слоя с основным металлом. Эта операция предохраняет основной сплав от коррозии.

Прокатка листов и плит осуществляется на цилиндрических валках с гладкой поверхностью. Заготовкой является слиток определенного размера. Прокат, который используется вторично, называется подкат. Валки расположены горизонтально, и приводятся принудительно к вращению ролики, которые приводят слиток к движению называются рольганг.

Металл заготовки захватываются вращающимися валками за счет сил трения, возникающих на контактной поверхности между валком и заготовкой. В очаге деформации осуществляется уменьшение толщины заготовки. Толщина проката определяется зазором между валками, на просвет (распор валков). При уменьшении толщины проката незначительно увеличивается его ширина и интенсивно увеличивается его длина по направлению прокатки. Это происходит по закону наименьшего сопротивления, т.к. длина очага деформации значительно меньше, чем длина валка. Прокатка обычно с толщины заготовки до конечной толщины полосы производится за несколько переходов проката.

Различают горячую и холодную листовые прокатки.

Горячей прокаткой называют прокатку, которая происходит при температуре выше температуры рекристаллизации:

Тпр = 0,4 Тпл;

Тпр = (0,7-0,9) Тпл.

Любая пластическая деформация металла сопровождается упрочнением (деформация упрочнения – нагартовка). Однако если нагреть предварительно заготовку до температуры выше температуры рекристаллизации, то в процессе пластической деформации такой заготовки упрочнение ощущаться практически не будет, т. к. в процессе упрочнения одновременно протекают процессы разупрочнения. Для горячей прокатки температура нагрева заготовки определяется - из диаграммы состояния материала определяют максимально допустимую температуру нагрева Тmax = 0,9 Тs, из диаграммы пластичности определяют интервал температур, который соответствует максимальной пластичности для данного сплава (рис.1).



Рис. 1. Диаграмма пластичности.
Сочетание степени деформации и температуры могут привести к интенсивному росту зерна. Необходимо установить правильные соотношения между степенью деформации в последнем проходе горячей прокатке и температурой для обеспечения мелкозернистой структуры прокатки. Существует диаграмма рекристаллизации (рис.2).


Рис.2. Диаграмма рекристаллизации.
Горячая прокатка имеет существенное преимущество перед холодной - меньшая энергоемкость, большие суммарные деформации, не требуется промежуточных отжигов. Однако горячая прокатка ограничена толщиной проката. Минимальная толщина горячих катаных листов ~ 3 – 3,5 мм.  Меньшую толщину горячего проката получить нельзя, т.к. из-за интенсивного и неравномерного охлаждения полосы на рольганге невозможно обеспечить равномерное распределение механических свойств по всему объему металла и как следствие заданную разнотолщенность по длине и ширине полосы. Поэтому, алюминиевый прокат меньше 3 мм получают методом холодной прокатки (т.е. от 20-50 градусов).

После обрезки концов полосы и смотки ее в рулон последний подвергается отжигу. Предварительная правка и резка рулонов, где размотанная полоса подвергается правке, обрезки боковых кромок и резке на листы. Сложенные в стопы листы проходят дальнейшие операции в линии отделки (закаленные листы): термическая обработка, сушка, правка, прогладка, растяжка на растяжной машине, обрезка в размер по длине и окончательная правка. После этого листы проходят контроль, маркировку, смазку и упаковку в ящики. Листы являются основным видом полуфабрикатов из алюминия и его сплавов. Благодаря ценному сочетанию механических, физических и технологических свойств алюминий в виде листов из высоколегированных сплавов Амг2 являются в настоящее время основными материалами для сварных силовых конструкций в судостроении, транспортном и вагоностроительном машиностроении, химической промышленности.

Для сохранения высокой коррозионной стойкости неотожженные сварные конструкции из сплавов Амг2 не должны нагреваться выше 100° С ( при 100° С – не более 100 ч). Высоколегированные Al-Mg сплавы находят применение в новых композиционных материалах, например, в производстве многослойных металлов.

3. Устройство цехов.

В условиях современного и планиру­емого на ближайшую перспективу уровня техники в зависимости от сорт­амента продукции определились сле­дующие оптимальные решения по прокатным цехам: непрерывные широко­полосные станы горячей прокатки производительностью 6—8 млн. т, толстолистовые станы производительностью 2—2,5 млн. т, крупносортные и среднесортные станы производительностью 1,5—2 млн. т.

Развитие важнейших отраслей — химической, нефтеперерабатывающей промышленности, машиностроения и других во многом зависит от качества и сортамента труб. По способам изготовления трубы из чер­ных металлов могут быть разделены на четыре класса: горячекатаные бес­шовные стальные, сварные стальные, холоднодеформированные стальные и чугунные литые.

Из общего объема производства труб в СССР на долю бесшовных труб приходится около 40%. Производство бесшовных горячекатаных труб характеризуется большим разно­образием способов их изготовления, например с использованием автоматов-станов, непрерывных трубопрокатных станов, станов пилигримовой прокат­ки, а также процесса прессования. Но­вые трубные заводы по производству бесшовных труб предполагается про­ектировать в основном как передель­ные, работающие на скрапе по схеме: электроплавка — непрерывное литье сплошной заготовки с последующим обжатием или литье полой заготовки.

Основными методами про­изводства сварных труб является элек­тросварка и непрерывная печная свар­ка. Заводы по производству сварных труб намечается проектировать с ис­пользованием привозного рулонного или листового металла.

Широкое применение в различных отраслях народного хозяйства, осо­бенно в машиностроении, находят из­делия метизной промышленности (метизы), которые являются продукцией четвертого передела черной металлур­гии. К ним относятся: проволока, стальные канаты, металлокорд, витая арматура для железобетона, металли­ческие сетки, лента, сварочные элект­роды, порошковая проволока, мелкие пружины, крепежные изделия (болты, шпильки, винты, шурупы, гайки, же­лезнодорожные костыли и др.), противоугоны для рельсов и пр. В настоя­щее время отечественные предприя­тия черной металлургии выпускают около 90 тыс. типоразмеров продук­ции. Заготовкой для производства метизов являются мелкосортный прокат, калиброванная сталь, катанка и про­волока.



Рис 3. Схематичный план прокатного цеха с сортовым производствам. Стрелками показа­ны автомобильные подъезды.

1 — склад огнеупоров; 2 — отделение нагревательных колодцев, 3 — кольцевая слиткоподача; 4 — блюминг 1300 с непрерывно-заготовочным станом 900/700/500, 5 — склад заготовки. 6 — мелкосортный стан 250; 7 — проволоч­ный стан 250, 8 — отделение трубной заготовки, 9 — среднесортный стан 350, 10 — склад готовой продукции, железнодорожные пути, 11—подачи огнеупоров, 12—движения слитковоэных составов, 13—погрузки заготовки (слябов), 14—погрузки обрези
На рис. 3. приведен схематиче­ский план прокатного цеха в составе блюминга с непрерывно-заготовочным станом, мелкосортными и проволоч­ными станами. Горячие слитки на те­лежках из отделения раздевания слитков поступают в отделение нагре­вательных колодцев, где их снимают специальными кранами и помещают в колодцы для нагрева до требуемой температуры. После нагрева слитки теми же кранами кладут на слитковоз, который транспортирует их к клети блюминга. Современные блюминги оборудуются, как правило, кольцевой слиткоподачей, что обеспечивает бо­лее высокую производительность и на­дежность работы на этом участке.

Транспортировка заготовки с блю­минга на непрерывно-заготовочный стан и оттуда на склад заготовки осу­ществляется рольгангами. На складе заготовки, который решен в виде пя­типролетного здания, оборудованного мостовыми кранами, кроме транспорт­ных операций выполняется выбороч­ная зачистка и сортировка заготовки. После этого с помощью кранов и рольгангов заготовка попадает в на­гревательные печи, а оттуда на соот­ветствующий стан для последующей прокатки. В ряде случаев предусмат­ривается отгрузка заготовки со скла­да в вагоны для последующей отправ­ки на внешнюю сеть.

Готовая продукция прокатных ста­нов складируется на складе, откуда отгружается потребителям.

4. План и транспорт прокатных цехов.

Краткое ознакомление с основами прокатного производства позволяет определить следующие основные участки работы транспорта:

1) перевозка слитков при разлив­ке стали в изложницы или литой заго­товки при разливке на МНЛЗ.

2) транспортировка заготовки;

3) перевозка готовой продукции;

4) перевозка скрапа, окалины, огнеупоров, оборудования, валков и дру­гих грузов, которая выполняется обычно железнодорожным или авто­мобильным транспортом. В последние годы для этих перевозок все более ис­пользуется автомобильный транспорт.

Объем перевозок основных грузов в прокатных цехах в значительной сте­пени зависит от вида производства и типа стана. Объем работы транспорта прокат­ных цехов по перевозке заготовки и отходов производства (скрап, окалина, недокат и др.) определяется коэффициентом расхода металла в прокат­ных цехах. Средний коэффициент расходов металла приведен в таблице 1 (расходные коэффициенты приведены на один передел).

Таблица 1.

Средние расходные коэффициенты металла в прокатных цехах на 1 т проката.

Наименование станов и цехов

Расходный коэффициент


Блюминги и слябинги (при разливке стали в изложни­цы)

1,15—1,20

Рельсобалочные и балочные

1,08—1,10

Крупносортные

1,07

Мелкосортные и проволочные

1,04

Толстолистовые

1,13—1,25

Широкополосные

1,02—1,07

Цехи холодной прокатки

1,04—1,33
  1   2



Рефераты Практические задания Лекции
Учебный контент

© ref.rushkolnik.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации