Прокатный стан представляет собой комплекс оборудования, предназначенного для осуществления пластической деформации металла в валках (собственно прокатки), а также транспортных и вспомогательных операций. В состав прокатных цехов или отделений в общем случае входит оборудование главной линии прокатного стана в составе черновых, промежуточных и чистовых рабочих клетей и передаточных механизмов, а также нагревательные печи, системы для гидросбива окалины, оборудование для транспортировки, резки, термообработки, отделки, правки, смотки, маркировки, упаковки проката и т.д.

Основными задачами прокатного производства являются получение готового проката заданных размеров и формы в требуемом количестве, с минимально возможными затратами, с высоким уровнем физико-механических свойств и качества поверхности.

Сортовые прокатные станы подразделяются на одно - и многониточные.

По расположению валков клети подразделяются на горизонтальные, вертикальные и универсальные, но направлению прокатки - на непрерывные и реверсивные.

В зависимости от параметров выпускаемой продукции сортовые прокатные станы подразделяются следующим образом.

· Среднесортные Круг до?75 мм;

Фасонные профили со стороной до 90 мм

· Мелкосортные Круг до?30 мм;

Фасонные профили со стороной до 40 мм

· Проволочные Катанка?6-10 мм

В современном прокатном производстве повышенные требования к предъявляются получению продукции с требуемыми свойствами, обеспечению компактности, универсальности, экономичности, ремонтопригодности и энергоемкости оборудования.

Наряду с повышением требований к размерной точности проката и качеству его отделки большое внимание уделяется производственной гибкости оборудования, возможности оперативной перенастройки на другой сортамент, сокращению простоев, связанных с ремонтом и обслуживанием.

Существует тенденция литья заготовок с формой и размерами, приближенными к параметрам готовой продукции, что вносит существенные изменения в процесс прокатки: уменьшается число требуемых проходов и прокатных клетей с соответствующим упрощением конструкции, уменьшением габаритов и удельных расходов энергоносителей, однако уменьшение коэффициента вытяжки предъявляет повышенные требования к структуре получаемого проката и обуславливает необходимость в широком применении термической обработки.

Тенденции современного рынка металлопродукции проявляются в уменьшении спектра размеров готового проката и в большем разнообразии марок стали. В любом случае для получения наибольшей производительности необходимо обеспечить минимальную продолжительность процесса переналадки при переходе на прокатку другого типоразмера, профиля или марки стали, а также сократить продолжительность простоев, связанных с обслуживанием оборудования.

Основными видами продукции являются строительная арматура, катанка, проволока, уголки, шестигранники и т.п.

Станы для раскатки полос из черных и цветных металлов методом холодной прокатки

Станы для раскатки полос из черных и цветных металлов методом холодной прокатки представляют собой оборудование для прокатки материала в холодном виде методом холодной деформации. Это означает, что исходный материал перед прокаткой не нагревается в печи.

К данному методу прокатки обращаются в целях получения тонкой полосы или ленты с минимальными значениями по толщине, с ровной блестящей плоскостью, прецизионными размерами по сечению и высокой гомогенностью свойств материала. Во время прокатки холодным способом имеется возможность изменения механических свойств обрабатываемого металла, выбирая необходимые параметры обжатий и температурных воздействий. Прокатка материалов в холодном состоянии методом холодной деформации широко распространена, а холоднокатаная продукция находит сегодня широкое применение почти во всех сферах нашей промышленности.

При получении готового продукта иногда используют полностью полученные при холодной прокатке свойства, как прецизионность размеров полосы толщиной до макс. 0,002 мм, улучшенную в ходе прокатки прочность. Иногда при наклепе толстых полос стремятся к получению улучшенных механических свойств полученной при прокатке полосы. Современные разработки станов холодной прокатки сегодня намного совершеннее, что касается скорости прокатки или повышения способности переносить осевую или радиальную нагрузку у подшипников разного рода опорных и рабочих валков, а также срока их службы. Также появились новые системы измерения и регулирования натяжения прокатываемых полос, создаваемого между клетями, автоматическое регулирование толщины полосы и исключение разнотолщинности.

Вышеназванные разработки можно частично реализовать на уже работающих агрегатах холодной прокатки, вследствие чего будет увеличена продуктивность уже работающих узлов стана без особых финансовых затрат.

Понятие «лента» имеет связь с толщиной полосы, ибо до определенного момента имелись сложности с прокаткой широкой полосы толщиной? 0,2 мм, в этой связи рулоны, которые нужно было прокатать в полосу толщиной? 0,2 мм, нужно было перед прокатыванием подвергнуть роспуску, т.е. продольному делению на несколько полос. После чего продольно разрезанные полосы прокатывались на станах с валками меньшего диаметра и меньшей бочки.

Сегодня при существовании многовалковых прокатных линий, где количество валков может доходить до 20, в продольном роспуске рулона нет смысла, потому что на многовалковом агрегате есть возможность прокатки более тонких и более широких полос. Надо думать, что в ближайшем будущем прокатке будут подлежать полосы шириной мин. 1000 мм и толщиной 0,05 мм. И только после этого полоса пойдет на роспуск, где будет продольно делиться на полоски нужной ширины. Однако совсем тонкие полосы, специальные сплавы и материалы будут подлежать прокатке на узкополосных станах.

В связи с производством чрезмерно тонких полос сильно ужесточились требования к постоянству их толщины, т.е. к её равномерности. Понятие профиля полосы взаимосвязано с понятием о разнотолщинности, где имеется в виду в среднем разница между толщиной полосы в её центре и толщиной в пределах определенного удаления от края полосы или её кромки.

Подразумевается, что профиль холоднокатаной полосы зависит от плоскостности исходного подката с линии горячей прокатки. Например, выпуклый профиль холоднокатаного продукта почти полностью повторяет профиль исходного материала с горячекатаного производства.

Температурные воздействия на полосу, скорость процесса деформации, постоянный зазор в очаге деформации и параметр натяжения полосы соответственным образом воздействуют на разнотолщинность металла по всей длине полосы. Этим воздействие на разнотолщинность не ограничивается, так как при этом немаловажна прецизионность шлифовки бочки опорных валков. От конструктивного исполнения опорного узла и конфигурации цапфы валка (в виде цилиндра или конуса) зависит, какой метод контроля предпочитают при определении точности размеров, достигаемых при шлифовании.

Есть ряд других факторов воздействия на различия в толщине металла по всей длине полосы. Очевидно, что колебания толщины материала могут быть вызваны также изменением скорости при прокатке. А этого избежать просто невозможно, особенно при процессах торможения или разгона агрегата.

Создаваемый между валками и прокатываемым материалом коэффициент трения изменяется, вызывая тем самым колебания толщины. Постоянность в режиме прокатки в большой степени способствует стабильности показаний толщины полосы. Рулоны должны подаваться на стан с минимальными перерывами. Тогда создается почти непрерывный процесс прокатки, что влечет установление необходимого температурного режима, влияющего на профиль валков. Значительные перерывы между рулонами способствуют нарушению установившихся режимов, требуется их корректировка, и параметры готовой полосы оставляют желать лучшего. Разнотолщинность холоднокатаного проката может быть вызвана плохим качеством опорных валков на стане. При шлифовке бочек валков необходимо соблюдение точности шлифовки, что также ведет к сведению параметров разнотолщинности к минимуму. Биение валков в клети также может способствовать присутствию разнотолщинности по всей длине полосы.

Толщина прокатываемого материала и точность прокатки допускают определенную эксцентричность валков и их биение.

К разнотолщинности ведут также невидимые дефекты валков, скрытые внутри. Вследствие этого валок может достаточно сильно прогибаться под большой нагрузкой. На наличие внутренних дефектов валок проверяется ультразвуком дефектоскопа.

Создание достаточной жесткости в клети также способствует уменьшению разнотолщинности холоднокатаного проката. Жесткость можно увеличить, создав предварительное напряжение в клети, оснащая клеть большим количеством валков, валков из твердых материалов и сплавов с маленьким диаметром.

С целью уменьшения разнотолщинности прокатываемого материала станы холодной прокатки оснащают регуляторами толщины, работающими в режиме автоматики, что впоследствии корректирует и профиль полосы. Оказывается воздействие на ГНУ, на изгиб и отрицательный изгиб валков, натяжение полосы, на способы охлаждения валков и скорость прокатки.

Состав оборудования прокатного производства и метод процесса прокатки определяют тип стана.

Это или нереверсивный, или, наоборот, реверсивный, или непрерывный агрегат прокатки.

К нереверсивному стану можно отнести стан с одной клетью (одноклетьевой), схематично представленный на рис.1. Направление вращения валков не меняется. Прокатываемая полоса подается всегда со стороны моталки, и на выходе всегда транспортируется от разматывателя. Такое оборудование используют для прокатки листового материала или полосы в рулонах, когда прокатка может осуществляться в один проход. Это характерно для прокатки алюминиевой фольги или для прокатки на дрессировочном стане (рис.2).

К реверсивному стану можно отнести также стан с одной клетью (одноклетьевой), схематично представленный на рис.3. Направление вращения валков меняется. Полоса прокатывается сначала в одном направлении, затем в другом, делая при этом несколько проходов, которые определяют получение конечных параметров готового проката.

К непрерывному стану относится стан с множеством клетей (многоклетьевой), схематично представленный на рис.4. Клети на стане следуют друг за другом, процесс прокатки идет непрерывно, сразу по всем клетях. Производство холодного проката может состоять из 6 клетей (для жести и тонких полос) или может иметь до 20 клетей при прокатке мелкосортного проката специальных сталей. Направление вращения валков не меняется. Прокатываемая полоса подается всегда со стороны моталки, и на выходе всегда транспортируется от разматывателя.

Сегодня все холодные станы непрерывной прокатки оснащены регуляторами процесса прокатки, работающими в режиме автоматики и позволяющими вести процесс непрерывно, без останова агрегата. В момент удаления готового рулона на выходе на входе идет заправка следующего рулона (рис. 5).

Входная часть таких станов оснащена группой разматывателей, состоящей из 2-х разматывающих устройств, правильно-растяжной машиной 2, ножницами 3, сварочной машиной 4, петлевыми накопителями 5, необходимыми агрегату в момент выполнения сварного шва при замедленной скорости, натяжными S-роликами 6. На выходе непрерывного стана 7 стоят летучие ножницы 8 и две моталки 9.

При достижении рулонов заданной длины летучие ножницы, работающие по принципу гильотины, отрезают полосу, и конец рулона следует на вторую моталку. При работе ножниц скорость прокатки составляет 5 м/сек.

Сегодня большого внимания заслуживают комбинированные линии, состоящие из линии травления и стана холодной прокатки.

Линия травления имеет скорость, согласованную с высокой скоростью обработки материала на линии холодной прокатки. На линии траления и на стане работает качественная система отсоса паров кислоты и эмульсии, что щадящим образом сказывается на оборудовании обеих линий. Накопитель полосы может быть вертикальным, что уменьшает длину комбинированной линии в целом.

Комбинированные линии имеют свои преимущества:

• · сокращение общего состава оборудования;
• · один склад рулонов;
• · сокращение численности персонала.

Конструкция прокатных станов

Рабочие клети лентопрокатного стана.

Требования к холоднокатаной полосе постоянно ужесточаются. Это относится и к прецизионным параметрам толщины, планшетности полосы и чистоте её поверхности. Эти требования составляют основу конструктивного исполнения оборудования прокатных клетей, входа и выхода стана и другого побочного оборудования.

Конструктивные изменения касаются прокатных клетей стана. Для создания предварительного напряжения в клети используются более высокие усилия прокатки, нажимные устройства стали гидравлическими, ПЖТ стали более совершенными и т.д. Система изгиба и противоизгиба рабочих и опорных валков улучшает показатели планшетности полосы и увеличивает срок службы валка между перешлифовками.

В помощь контролю планшетности полосы на прокатных агрегатах устанавливают измерители натяжения, измеряющие натяжение полосы в пределах её ширины. Система ГНУ плюс система изгиба и противоизгиба рабочих и опорных валков, осевая сдвижка также способствуют достижению точности в показателях толщины ленты или полосы.

Двухвалковые станы

Прокатная клеть оснащается определенным количеством валков, которое впоследствии определяет название прокатного агрегата. Для прокатки сортового профильного материала, узких полос и лент, для расплющивания проволоки, для процессов дрессировки подходят двухвалковые клети. Технология этих процессов требует определенного конструктивного оснащения клети с двумя валками. Нагрузка, которая приходится на валки, и скорость процесса прокатки определяют выбор подшипников для оснащения клети: качения, скольжения, роликоподшипников и т.д. Они постоянно конструктивно изменяются, чтобы дольше служить и сократить тепловые потери при трении.

Двухвалковые станы могут быть нереверсивными, реверсивными, непрерывными. На непрерывных двухвалковых станах прокатывают фольгу и расплющивают проволоку. Пример подобного стана изображен на рис. 6. Состав оборудования довольно прост: разматывающее устройство, клеть для прокатки материала и моталка.

Клеть для прокатки материала отображена на рис. 7. Клеть устанавливается на основании 3. Подушки валков, нижние указаны под поз. 5 и верхние под поз. 4, фиксируются вместе с валками таким образом, что подушки со стороны обслуживания зафиксированы по оси основания. С помощью планок, которые, как правило, фиксируются болтами на станине, расположенной справа. На подушках валков имеются выемки, в которые устанавливаются планки. Такая конструкция прочно фиксирует подушку, предотвращая, таким образом, её смещение по оси и придавая клети в целом дополнительную жесткость.

Подушка, как единое целое, смонтированная вместе с подшипниками, дистанционной втулкой, крышкой подшипника, гидравлическим зажимным кольцом, натягивается на цапфу валка. Со стороны привода подушки называются плавающими, так они не остаются незафиксированными. Процедура перевалки валков тем самым осуществляется быстрее, так как демонтаж планок и крепежных элементов приходится делать только со стороны обслуживания. В процессе прокатки, особенно на большой скорости, происходит увеличение температурного баланса, вследствие чего валок удлиняется, и крепление его с двух сторон могло бы приводить к заклиниванию валка. Такая ситуация, в свою очередь, могла бы привести к перегрузке подшипников. Подушки нижних валков устанавливаются не непосредственно на станине, а на прокладки с каленой поверхностью 6. Нижняя часть подушки опирается на плоскость прокладки, и при изгибе валка происходит самоустановка подшипника в подушке.

Полоса заходит в клеть по проводковому столу 7. Стол оснащен боковыми направляющими, установленными на ролики 9. Направляющие могут настраиваться в зависимости от ширины полосы или ленты, на более узкую или более широкую ленту. При транспортировке полоса касается не самих направляющих, а роликов, что предотвращает износ направляющих вследствие постоянного контакта с полосой. На проводковом столе закреплено прижимное устройство 10, которое фиксирует полосу или ленту между промасленными прокладками из фетра и из дерева. Происходит чистка полосы. Перед перевалкой валков винт 11 отвинчивается, и проводковый стол свободно выдвигается за пределы проема станины, чтобы не затруднять демонтаж валка и подушки из станины.

Чтобы на прокатываемый материал не попадала грязь, валки очищает брусок, или шабер 12, который прижат к валку, собирая с него грязь.

Из клети полоса транспортируется к выходу агрегата, попадая сначала на приемочный стол 13, и при поддерживании прижимным роликом 14 направляется к моталке агрегата. Чтобы приподнять валки, готовясь к перевалке, используют винтовой механизм 2.

Нажимные устройства любого прокатного агрегата служат для прецизионного регулирования толщины прокатываемого материала. Они могут быть электрическими или гидравлическими. Так как гидронажимы двухвалковых и четырехвалковых прокатных агрегатов конструктивно выполняются почти одинаково, мы коснемся описания их при ознакомлении с четырёхвалковой клетью.

Все одинаковые для 2-х и 4-хвалковых клетей участки оборудования мы рассмотрим при описании 4-хвалкового стана.

Четырехвалковые станы

На сегодня четырехвалковые станы представляют собой наиболее распространенное прокатное оборудование для производства холоднокатаного материал. В клети 4-хвалкового стана расположены 4 валка: два рабочих и два опорных. Процесс прокатки идет между рабочими валками, а опорные усиливают жесткость в клети, чему способствуют разные виды установки рабочих валков. Обычно опорные валки большего диаметра, чем рабочие. Благодаря этому устраняется прогиб рабочих валков. На четырехвалковых агрегатах обычно только рабочие валки являются приводными.

Чтобы рабочий валок при нереверсивном режиме прокатки прижимался к опорному, что избавляет рабочий валок от прогиба, рабочие валки располагают немного впереди опорных. Валки могут располагаться и без осевого смещения, но тогда опорные имеют двустороннее расположение. Как можно расположить валки в клети, можно увидеть на рис. 8.

По выбору, в зависимости от технологии, те и другие валки на четырехвалковом прокатном агрегате могут быть управляемыми. Лучше делать опорные валки приводными, нежели рабочие. Если соотношение длины валка и диаметра > 5: 1, то выбираются опорные валки в качестве приводных. На таких клетях прокатывают тонкий материал, где содержание С или Si высокое, нержавейку, т.е. где необходимо создать большое усилие прокатки. Стан, на котором приводные валки опорные, мы видим на рис.9. В его клетях прокатывают тонкий материал с высоким содержанием С или Si, нержавейку, сплавы высокого легирования, а толщина прокатываемой полосы может быть до 0,2 мм.

В процессе прокатки более мягкого материала с приводными опорными валками можно достичь более высокого обжатия.

Станина прокатной клети несет основные нагрузки, присутствующие во время прокатки. Станины изготавливаются из стального литья. Фундаментные плиты под станины делаются из стали. Специальные стяжные механизмы соединяют станины и придают им дополнительную жесткость. В проемы станин устанавливают опорные валки.

К станинам крепятся вставки, благодаря которым устанавливается позиция подушек рабочих валков и ГНУ. Валки при каждой шлифовке теряют в диаметре. Поэтому внизу, под подушками опорных валков, расположены механизмы, которые регулируют позицию валка с новым диаметром после шлифовки относительно линии прокатки.

Верхние подушки опорных валков оснащаются измерителями усилия прокатки. ГНУ регулируют зазор между рабочими валками в очаге деформации.

Подшипники прокатных валков выдерживают очень большие нагрузки. Они располагаются в огромных подушках, которые устанавливаются в проём станины. В подушках опорных валков находятся подшипники жидкостного трения (ПЖТ). Подушки рабочих валков работают на роликоподшипниках (цилиндрических).

В зависимости от нагрузки на опорные валки и скорости процесса прокатки для опорных валков подбирают подшипники. На высокопроизводительных станах прокатки рулонного материала с высокой скоростью процесса (10--15 м/с) подшипники качения прослужат недолго. Поэтому увеличивают диаметры опорных валков, чтобы использовать стандартные роликоподшипники или ПЖТ. ПЖТ более предпочтительны:

• · они небольшого размера,
• · диаметр цапфы можно увеличить до 0,75 диаметра опорного валка,
• · не требуют тщательного обслуживания, как роликоподшипники.

Шестивалковые станы

На рис. 10 показана схема расположения валков шестивалкового стана с фрикционным приводом валков типа НС. Приводными в этом стане являются промежуточные валки. Концы промежуточных валков имеют конусную шлифовку: один валок имеет конус со стороны приводы, другой - со стороны оператора.

Промежуточные валки имеют возможность смещения по оси относительно кромок полосы, что способствует улучшению планшетности полосы. Промежуточные валки вращаются в разных направлениях. При высокой скорости прокатки коэффициент трения становится ниже. Поперечная разнотолщинность ленты или полосы со стана типа НС также значительно меньше, чем на четырехвалковых клетях.

прокатные станы

На рис. 11а находятся позиции валков в шестивалковой клети. Преимущество шестивалковых станов перед четырехвалковыми в том, что положение рабочих валков более фиксированное. Так как подушки в большинстве случаев скользящие, то и перевалка рабочих валков протекает с наименьшими затратами по времени.

Недостатки:

• · количество валков в клети (опорных, рабочих, промежуточных) делает их осмотр менее доступным, что лишает возможности тщательно провести визуальный осмотр их поверхности;
• · разница в диаметре опорного валка и рабочего составляет соотношение 2,5:1;
• · чем больше опорных валков в клети, тем сложнее обслуживать клеть, ибо опорные валки должны быть параллельны для нормального режима работы прокатного агрегата;
• · устройства для установки валков перемещает в шестивалковых станах четыре нажимных винта

Чтобы винты установить правильно, имеются клиновые устройства, которые и служат для их установки и установки подушек. Это обеспечивает достижение необходимой параллельности между опорными валками, расположенными сверху и снизу.

При установке валков очень важна высокая прецизионность, ибо она обеспечивает технологически нормальный режима работы стана. Появление осевых усилий дает сбои в функционировании основных узлов прокатного агрегата. Управляющими в шестивалковой клети являются рабочие валки.

Рис. 11.б показывает нам одну из возможных конструкций опорных валков: исполнение может быть сплошными или наборными. В данном случае в качестве опорных валков на ось насажены отдельные ролики (4 - 8 штук) с опорами.

Многовалковые станы

Многовалковые прокатные агрегаты получают в последнее время более широкое распространение, что связано с изменением спроса на рынке металлопродукции. Увеличился спрос на тонкую высокоуглеродистую ленту и ленту из нержавейки и специальных сталей. На обычных станах эти заказы выполнить не так просто: требуется большое количество проходов и промежуточных термообработок.

Благодаря использованию большого количества валков малого диаметра получена возможность прокатки ленты или полосы с минимальной толщиной.

С инвестициями в многовалковые станы связано много преимуществ:

• · уменьшение весовой характеристики прокатного оборудования;
• · экономия металла;
• · удешевление стоимости оборудования;
• · цеховые краны меньшей грузоподъёмности, обслуживающие многовалковые станы;
• · уменьшение при сооружении цеха высоты самого здания;
• · значительное снижение инвестиций, вложенных при сооружении цеха под производство холодного проката в целом.

И основное преимущество многовалковых станов состоит в получении высококачественной полосы или ленты, так как на материале практически отсутствует или присутствует в малой степени поперечная разнотолщинность.

Эти клети могут быть как нереверсивными, т.е. валки постоянно вращаются в одном направлении, так и реверсивными. Здесь приводными являются два рабочих валка с небольшим диаметром, все остальные валки с большим диаметром служат в качестве опорных и являются в процессе прокатки холостыми. Прокатываемые на таких станах ленты или полосы имеют довольно большую длину и сматываются в бунты или рулоны.

Для уменьшения допуска по толщине и улучшения параметров плоскостности поверхности в клети применяют различные устройства с целью регулирования профиля валков:

• · путем нагрева бочки валков;
• · противоизгиба рабочих и опорных валков;
• · подачи смазки по всей ширине прокатываемого материала в сам очаг деформации;
• · дифференцированной подачи эмульсии.

Толщина кромки полосы всегда отличается от толщины полосы в середине. На станах дуо или кварто, где используются валки большого диаметра, и оборудование создает повышенную жесткость в клети, более легко соблюдают строгие допуски по толщине продукта.

На многовалковых же станах, например, прокатывают ленту или полосу шириной 1220 мм при толщине 0,125 мм с допуском на толщину ±3%. При этом длина полосы в рулоне или ленты в бунте составляет около или более 10 000 м.

Однако многовалковые станы, в особенности, где количество валков достигает 20 и больше, имеют ряд недостатков в сравнении со станами дуо или кварто, на которых применяются валки большего диаметра. Недостатки эти состоят в следующем:

• · низкие показатели усилия прокатки в очаге деформации;
• · ограниченная скорость прокатки и связанная с этим низкая производительность;
• · высокая температура при прокатке и сложность отвода тепла из клети;
• · повышенная сложность в эксплуатации стана;
• · сложная настройка;
• · требуется прецизионность при подготовке валков, в частности, при их шлифовке;
• · большие затраты по электроэнергии, связанные с работой приводных систем.

Однако выбор типа прокатного агрегата и его дальнейшее проектирование зависит напрямую от потребностей и спроса рынка и удовлетворения запросов покупателей.

На станах холодной прокатки изготавливают трубы диаметром от 4 до 450 мм

с толщиной стенки от нескольких десятых долей миллиметра до 30 мм и более.

В зависимости от используемой схемы прокатки различают две группы станов: продольной и поперечной прокатки. Наибольшее распространение в промышленности получили станы продольной прокатки как более производительные и эффективные в массовом производстве. Станы поперечной прокатки используют в специальных целях для изготовления небольших партий прецизионных труб и тонкостенных труб большого диаметра. Станы продольной прокатки труб подразделяют на валковые и роликовые. Валковые станы получили название станов ХПТ, роликовые - ХПТР. Станы поперечной прокатки труб называют станами ППТ.

По температурному режиму различают два способа прокатки: первый - с охлаждением зоны деформации - холодная прокатка; второй - с подогревом заготовки до 300...450 °С перед зоной деформации - теплая прокатка.

Процесс прокатки на станах ХПТ имеет периодический характер, так как труба прокатывается отдельными участками по ее длине при возвратно- поступательном движении клети.

Станы холодной прокатки принято классифицировать следующим образом: по характеру движения инструмента (валков) - станы с неподвижными осями валков (ХПТС, НХПТ); с вращающимися осями валков (ХПТВ и планетарные); с поступательным движением осей валков (ХПТ);

по числу одновременно прокатываемых труб - одно-, двух- и трехниточные; по длине рабочего конуса прокатываемых труб - короткоходовые, длинно- ходовые (с углом поворота калибра вокруг собственной оси свыше 180°);

по температурным условиям процесса - станы холодной и теплой прокатки (с индукционным нагревом заготовки);

по типу прокатываемых труб - для труб постоянного и переменного сечения (в обозначении типа стана с добавкой индекса П: например, ХПТ 120 П);

по типу загрузки - станы с торцевой и боковой загрузкой. Кроме того, станы ХПТ различают по исполнению основных механизмов: главного привода, рабочих клетей и распределительно-подающих устройств;

по типу приводного устройства клети - без уравновешивания, с уравновешиванием на рабочей клети, с уравновешиванием на кривошипном валу, с уравновешиванием на валу двигателя;

по типу уравновешивающего устройства - пневматическое, грузовое с возвратно поступательным движением противовеса, грузовое с качающимся дисбалансом, с вращающимися противовесами;

по типу рабочей клети - двухвалковые с подвижной клетью, четырехвапковые с подвижной клетью, с подвижной валковой кассетой и силовыми направляющими, со стационарной (неподвижной) клетью;

по механизму подачи и поворота заготовки - рычажного типа, редукторного типа с муфтами свободного хода, редукторного типа с дифференциальной передачей, зубчатого типа с мальтийским механизмом; дифференциального типа с периодическим торможением эпицикла и водила, с планетарно-гипоциклоидным преобразователем, с упругими элементами, со стационарным патроном;

по способу работы патронов заготовки - с периодическим возвратом (на всю длину), непрерывного циклического действия (с трастовым механизмом и механизмами со стационарным патроном), с совмещенным возвратом (два патрона работают с перехватом);

по расположению главного пульта - правые (справа от стана по ходу прокатки), левые.

В нашей стране станы ХПТ изготовляет АО ЭЗТМ. В конце 50-х годов. был разработан роликовый способ холодной прокатки труб, на основе которого были созданы станы холодной прокатки роликами (ХПТР) для прокатки прецизионных труб.

За рубежом крупнейшим производителем станов ХПТ является фирма "Mannesmann", которая выпустила более 300 одно-, двух- и трехниточных станов (табл. 2.9).

Станы для холодной прокатки труб предназначены для производства труб весьма широкого сортамента с особо точными геометрическими размерами.

Представляет интерес и четырехклетевой стан 400 холодной прокатки листа и ленты, установленный на Магнитогорском калибровочном заводе.

Подкатом для непрерывных станов холодной прокатки являются горячекатаные травленые рулоны со смазанной поверхностью.

Поскольку станы холодной прокатки предназначены для передела сортамента листовой стали, получаемой на станах горячей прокатки , то и длины бочек валков на них аналогичны.

Обычно эти станы устанавливают вслед за многоклетевыми станами холодной прокатки и являются как бы их продолжением...

Вполне возможно, что новые тонколистовые станы холодной прокатки будут устанавливаться с аналогичным расположением клетей на фундаменте.

Для примера рассмотрим трехклетевой стан 1450 холодной прокатки листа Магнитогорского металлургического комбината.

Производительность станов холодной прокатки . … Станы холодной прокатки листов работают также по непрерывному графику.

Упругая деформация станины в вертикальном направлении на современных станах холодной прокатки составляет 0,3-0,5 мм...

Трехклетевые станы холодной прокатки получили свое развитие на основе исследований о возможностях использования пластических свойств металла при холодной прокатке .

Станы для прокатки станы станы холодной прокатки листов.

Станы для прокатки толстолистовой стали. Все одноклетевые станы работают по принципу реверсивности. … Двуклетевые станы холодной прокатки листов.

В конце 50-х годов появились станы для прокатки балок крупного сечения. … В 80-х годах прошлого века были построены первые станы для; холодной прокатки листа.

Народное хозяйство страны в основном потребляет металл в виде готового... на станах холодной прокатки 40-50 м/с, на проволочных станах 60 м/с и более...

Непрерывные станы применяют как заготовочные, листовые (горячей и холодной прокатки ), сортовые и проволочные.

Различают горячую и холодную прокатку . … Для цехов горячей прокатки характерно наличие блюминга, слябинга или заготовочного стана .

Общее обжатие на современных станах холодной прокатки составляет 70-90%, что способствует повышению механических свойств и обеспечивает лучшее качество поверхности...

Трехклетевые станы холодной прокатки листов. Трёхклетевой стан 1450 холодной прокатки листа Магнитогорского металлургического комбината.

Современные непрерывные станы горячей прокатки позволяют получать листы высокого качества, предназначенные для холодной прокатки ...

При этом увеличивается масса рулона, что значительно повышает производительность станов холодной прокатки .

Сортаментом продукции станов холодной прокатки является тонкая полоса в рулонах и лист толщиной менее 1,5 мм, тонкий лист с точными размерами по толщине и ширине, и наконец, тонкий лист с заданными механическими свойствами. На станах холодной прокатки в качестве заготовки используют горячекатаные рулоны толщиной до 6,0 мм, поступающие с широкополосного стана горячей прокатки. На поверхности горячекатаного подката при нагреве образуется окалина, нарушающая стабильное течение прокатки и разрушающая валки. Поэтому первой операцией перед прокаткой полосы является травление в специальных кислотных растворах.

Для повышения производительности станов концы рулонов горячекатаной заготовки непрерывно свариваются между собой, что обеспечивает непрерывность травления в травильных агрегатах и при последующих обработках на станах, в машинах очистки, отжига, резки и т. п. Для снятии внутренних напряжений и получения необходимой структуры после холодной прокатки применяют отжиг. Предварительно для получения качественной поверхности полосу подвергают электролитической очистке в щелочных растворах. Также применяется прокатка с небольшими обжатиями - дрессировка, повышающая уровень механических свойств и штампуемости полосы.

Холодная прокатка рулонной полосы осуществляется в непрерывных трех-, четырех-, пяти- и шестиклетевых и реверсивных четырехвалковых и многовалковых станах.

Рисунок 1 - Схемы станов холодной прокатки

На рисунки 1, а показана схема непрерывного стана холодной прокатки с неменяющимся направлением прокатки. Лента с разматывателя 1 проходит через несколько клетей 2 и наматывается на моталке 3. Измеритель натяжения 4 следит за натяжением полосы. В случае реверсивного стана (рисунок 1, б ) направление прокатки меняется за счет изменения направления вращения разматывателя 1, валков 2 и моталки 3. В указанных станах применен индивидуальный привод каждой клети.

Цех холодной прокатки с реверсивным пятиклетевым четырехвалковым станом 1700 (рисунок 2) предназначен для прокатки листов и полос в рулонах толщиной 0,4-2,0 мм и шириной до 1550 мм из стали с временным сопротивлением до 650 МПа (горячекатаная полоса толщиной до 6,0 мм и шириной до 1550 мм). К непрерывному травильному агрегату горячекатаные полосы поступают в рулонах массой до 23 т. На стане рулон цепным транспортером 1 подается на наклонный стол 2, где с помощью подъемной тележки 3 он перекатывается на подъемный стол. Подъемный стол перемещается вправо и устанавливает рулон по оси разматывателя. После зажима рулона в разматывателе его конец отгибается скребковым отгибателем 5. Минуя левую моталку 6 , конец рулона заводится в первую клеть 7 и после выхода из последней клети заводится в захватное устройство моталки 6. Начинается прокатка рулона. Для дальнейшей прокатки изменяется вращение валков клети на обратное; моталки заменяются разматывателями. После окончании прокатки готовый рулон взвешивается, маркируется и обвязывается. Затем рулон вилочным снимателем с помощью подъемника рулонов 8 передается на склад (стеллаж) готовой продукции.

Рисунок 2 - Реверсивный четырехвалковый пятиклетевой стан 500/1300×1700 холодной прокатки

Непрерывный стан 2000 состоит из пяти клетей 630/1600 х 2000. Загрузочное устройство стана состоит из шагового транспортера на пять рулонов, с которого тележка подъема вертикально перемещает и подает рулон на ось разматывателя. Здесь же расположены тянуще-правильные ролики для центрования полосы и создания заднего натяжения. После зажима рулона в разматывателе конец ленты заводится в первую клеть и далее перемещается до выхода из последней клети. Затем конец ленты зажимается в приемной моталке. Все рабочие клети имеют одинаковую конструкцию. Рабочие валки установлены на конических четырехрядных подшипниках, опорные валки - на ПЖТ в комбинации с двухрядными коническими роликоподшипниками. Диаметр нажимного винта 560 мм. Для регулирования точности толщины полосы все клети снабжены механизмом противоизгиба. Привод клети образуют два двигателя и редуктор.

Диаметр и конструкция барабана моталки зависит от толщины листа. При прокатке ленты толщиной свыше 1,5 мм используется барабанная моталка с захватной щелью и зажимом конца полосы. Непрерывность процесса прокатки обеспечивает стыкосварочное устройство осуществляющее постоянную сварку нового рулона с рулоном, находящимся в процессе прокатки. В момент сварки при неподвижных барабанах «питание» стана осуществляется выборкой полосы из петлевого аккумулятора.

Стан оборудован месдозами для измерения усилия прокатки, усилия на нажимных винтах, измерителями температуры и давления масла. Готовые рулоны обвязываются, взвешиваются, отжигаются и отправляются на склад готовой продукции, а также к правильной машине или в отделение отжига. В отделении отделки используются ножницы для обрезки боковых кромок листов. После обрезки рулон пропускается через 13-ти или 17-ти роликовую правильную машину. Для правки могут использоваться правильные машины с растяжением. После этого листы маркируют, промасливают и транспортируют на склад готовой продукции.

Стальной холоднокатаный лист, получаемый в процессе холодной прокатки, характеризуется высоким качеством поверхности и точностью геометрических размеров. Подобная прокатка рекомендована при обработке листов малой толщины.

1 Лист холоднокатаный – ГОСТ и общие сведения

Холодная прокатка используется в тех случаях, когда требуется получить тонкие (менее 1 миллиметра) и высокоточные по параметрам листы и полосы стали, что недостижимо при применении горячекатаной технологии. Также прокат в холодном состоянии обеспечивает высокое качество физико-химических характеристик и отделки поверхности изделия.

Указанные достоинства обуславливают активное использование данного вида тонколистового проката и в цветной, и в черной металлургии наших дней (примерно половина тонколистового проката сейчас – это именно холоднокатаные листы).

Недостатком такой схемы является то, что она намного более энергоемка, нежели горячая прокатка. Вызвано это явлением наклепа (иначе говоря – деформации) стали в процессе проката, снижающего пластичные параметры конечного продукта. Для их восстановления приходится дополнительно осуществлять отжиг металла. Кроме того, описанный тип проката имеет технологию с немалым количеством различных переделов, для выполнения которых требуется использовать многообразное и технически сложное оборудование.

В цветной металлургии холоднокатаный процесс незаменим для выпуска медных, полос и лент малой толщины. Чаще же всего он применяется для обработки конструкционных низкоуглеродистых сталей шириной до 2300 мм и толщиной не более 2,5 мм, без которых не может обойтись современное автомобилестроение. Прокаткой холодного типа производят практически все виды жести, а также:

• конструкционные низколегированные стали (в частности, трансформаторная и динамная электротехническая и нержавеющая сталь) – 45, 40Х, 09Г2С, 20, 65Г, 08кп, 08пс и др.;
• кровельные листы;
• травленый и отожженный декапир (металл для изготовления эмалированных изделий).

Согласно ГОСТ 9045–93, 19904–90 и 16523–97 тонколистовая продукция делится на различные типы в зависимости от:

• плоскостности: ПВ – высокая, ПО – особо высокая, ПН – нормальная, ПУ – улучшенная;
• точности: ВТ – высокая, АТ – повышенная, БТ – нормальная;
• качеству поверхности: высокая и особо высокая, а также повышенная отделка;
• виду кромки: О – обрезная, НО – необрезная;
• виду отпуска потребителям: в рулонах и в листах.

2 Как изготавливается холоднокатаный листовой прокат?

Такой прокат получают из (их толщина может достигать 6 мм, минимум – 1,8 мм), которые подаются в рулонах на участок холодной прокатки. Исходный материал на своей поверхности имеет оксиды (окалину). Их требуется удалять в обязательном порядке, так как оксиды снижают качество поверхности х/к листа за счет вдавливания в него. Также окалина вызывает ранний выход из строя прокатных валков. Понятно, что первым этапом технологической операции выпуска холодного проката становится удаление с горячекатаных листов этой самой окалины по одной из двух методик:

• механической: суть метода заключается в применении дробеструйной обработки поверхности полосы либо осуществлении ее пластической деформации;
• химической: окалину растворяют в кислотах.

Как правило, сейчас оба указанных метода используются комбинированно. Сначала проводится механическая обработка листов (предварительный этап) в агрегатах пластического растяжения, затем – химическая (основной) в травильных ваннах, содержащих соляную или серную кислоту. Более эффективным выглядит травление с применением соляной кислоты. Она быстрее справляется с вредными оксидами, обладая большей активностью. Да и качество поверхности металла после ее использования получается намного лучше. Кроме всего прочего, в промывных ваннах она полнее и легче удаляется с полос, что снижает себестоимость холоднокатаного листового проката.

После протравки рулонный материал подается на непрерывный стан (с четырьмя либо пятью клетями) холодной прокатки, в составе которого есть:

• разматыватели;
• ножницы;
• моталки;
• петлеобразующий механизм;
• стыкосварочный агрегат;
• летучие ножницы.

На цепном транспортере стальные рулоны отправляются в разматыватель, где они затягиваются в тянущие ролики. Оттуда полосы уходят на валки клети, оснащенной комплексом регулирования толщины полосы и нажимной гидромеханической установкой (гидроцилиндры, нажимной винт, толщиномер, месдоза, насос, регулирующее и управляющее устройство).

Полосы проходят через все клети, предусмотренные на стане, в которых выполняется их обжатие по заданным параметрам, а затем отправляются на барабан моталки (намотка на него осуществляется при помощи захлестывателя). После этого оборудование начинает функционировать на полную мощность со скоростью прокатки не менее 25 метров в секунду (все предыдущие операции производятся на скорости до 2 м/с, которую именуют заправочной). Когда в разматывателе остается не более двух витков полосы, стан вновь переводится в режим заправочной скорости.

Чтобы восстановить пластичность стали и устранить наклеп на холоднокатаных листах (он после процедуры холодной деформации неизбежен), выполняют рекристаллизационный отжиг при температуре около 700 градусов Цельсия. Процедура проходит в протяжных печах (они работают по непрерывной схеме) либо в колпаковых.

Затем сталь подвергается дрессировке – небольшое (от 0,8 до 1,5 процентов) финальное обжатие, необходимое для придания х/к листам заданных параметров. Полосы толщиной от 0,3 мм дрессируются в один пропуск. Данная операция характеризуются следующими положительными свойствами:

• увеличение прочности стали;
• снижение коробоватости и волнистости металлических полос;
• создание качественного микрорельефа поверхности;
• уменьшение (незначительное) предела текучести.

Самое же главное, что после дрессировки на поверхности листов не появляются линии сдвига (в противном случае они обязательно проступают в процессе штамповки).

3 Возможные дефекты при производстве листов методом холодной прокатки

Изъяны х/к листов отличаются разнообразием, зачастую они присущи определенному типу холоднокатаной продукции. В связи с тем, что толщина таких листов существенно меньше, чем у горячекатаных, чаще всего их дефекты связаны с волнистостью, продольной и поперечной разнотолщинностью, коробоватостью и некоторыми другими факторами, обусловленными несоблюдением точности форм и параметров проката. Разнотолщинность, в частности, вызывается следующими причинами:

• прокатка без требуемого натяжения конца полосы;
• изменение (из-за нагрева) сечения валков и температуры заготовки;
• неоднородная структура валков.

Нередко встречается и такой дефект, как нарушение сплошности стали (появление плены, трещин, дыр, расслоений, рваной кромки). Он обычно обусловлен невысоким качеством начальной заготовки. Также достаточно часто фиксируются отклонения по физико-химическим параметрам и структуре металла, которые возникают из-за нарушения режимов термообработки листов.

\Типовая должностная инструкция Вальцовщика стана холодного проката труб 3-го разряда

Должностная инструкция Вальцовщика стана холодного проката труб 3-го разряда

Должность : Вальцовщик стана холодного проката труб 3-го разряда
Подразделение: _________________________

1. Общие положения:

Подчиненность:
• Вальцовщик стана холодного проката труб 3-го разряда непосредственно подчиняется........................
• Вальцовщик стана холодного проката труб 3-го разряда выполняет указания....................................................

(указания этих работников вы выполняются только в том случае, если они не противоречат указаниям непосредственного руководителя).

Замещение:

• Вальцовщик стана холодного проката труб 3-го разряда замещает.................................................................................
• Вальцовщика стана холодного проката труб 3-го разряда замещает...............................................................................

Прием и освобождение от должности:
Вальцовщик стана холодного проката труб назначается на должность и освобождается от должности руководителем отдела по согласованию с руководителем подразделения.

2. Требования к квалификации:

Должен знать:

• технологический процесс холодной прокатки труб
• устройство, принцип работы и правила технической эксплуатации обслуживаемого оборудования
• требования государственных стандартов на холоднокатаные трубы
• марки стали и их свойства при прокатке
• сортамент труб
• применяемый прокатный инструмент
• слесарное дело.

3. Должностные обязанности:

• Ведение технологического процесса прокатки труб с внешним диаметром до 15 мм на одном роликовом стане холодного проката труб.
• Управление станом.
• Перевалка сменного прокатного инструмента.
• Наблюдение за качеством прокатываемых труб, смазкой валков.
• Управление обрезным устройством.
• Перевалка калибров на валковых станах холодной прокатки труб.
• Наладка стана.
• Выполнение текущего ремонта стана.

стр. 1 Должностная инструкция Вальцовщик стана холодного проката труб
стр. 2 Должностная инструкция Вальцовщик стана холодного проката труб

4. Права

• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право давать подчиненным ему сотрудникам поручения, задания по кругу вопросов, входящих в его функциональные обязанности.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право контролировать выполнение производственных заданий, своевременное выполнение отдельных поручений подчиненными ему сотрудниками.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право запрашивать и получать необходимые материалы и документы, относящиеся к вопросам своей деятельности и деятельности подчиненных ему сотрудников.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право взаимодействовать с другими службами предприятия по производственным и другим вопросам, входящим в его функциональные обязанности.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право знакомиться с проектами решений руководства предприятия, касающимися деятельности Подразделения.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право предлагать на рассмотрение руководителя предложения по совершенствованию работы, связанной с предусмотренными настоящей Должностной инструкцией обязанностями.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право выносить на рассмотрения руководителя предложения о поощрении отличившихся работников, наложении взысканий на нарушителей производственной и трудовой дисциплины.
• Вальцовщик стана холодного проката труб имеет право докладывать руководителю обо всех выявленных нарушениях и недостатках в связи с выполняемой работой.

5. Ответственность

• Вальцовщик стана холодного проката труб несет ответственность за ненадлежащее исполнение или неисполнение своих должностных обязанностей, предусмотренных настоящей должностной инструкцией - в пределах, определенных трудовым законодательством Российской Федерации.
• Вальцовщик стана холодного проката труб несет ответственность за нарушение правил и положений, регламентирующих деятельность предприятия.
• При переходе на другую работу или освобождении от должности Вальцовщик стана холодного проката труб ответственен за надлежащую и своевременную сдачу дел лицу, вступающему в настоящую должность, а в случае отсутствия такового, лицу его заменяющему или непосредственно своему руководителю.
• Вальцовщик стана холодного проката труб несет ответственность за правонарушения, совершенные в процессе осуществления своей деятельности, - в пределах, определенных действующим административным, уголовным и гражданским законодательством Российской Федерации.
• Вальцовщик стана холодного проката труб несет ответственность за причинение материального ущерба - в пределах, определенных действующим трудовым и гражданским законодательством Российской Федерации.
• Вальцовщик стана холодного проката труб несет ответственность за соблюдение действующих инструкций, приказов и распоряжений по сохранению коммерческой тайны и конфиденциальной информации.
• Вальцовщик стана холодного проката труб несет ответственность за выполнение правил внутреннего распорядка, правил ТБ и противопожарной безопасности.

Настоящая должностная инструкция разработана в соответствии с (наименование, номер и дата документа)

Руководитель структурного