Прокатный цех (її основне і допоміжне устаткування)

Прокатный цех (основну перевагу й допоміжне оборудование)

Реферат виконав Гундоров В.В.

Специальность 1806 «технічна експлуатація, обслуговування може й ремонт електричного і електромеханічного устаткування», група 05 — 1.

Нижнетагильский гірничо-металургійний коледж імені Е.А. і М.Є Черепановых.

2003 г.

1. Агрегати і механізми головною лінії прокатного стана

Основой прокатного стану є робоча житло, у якій здійснюється власне прокатка металу. Конструкція, розміри і безліч робочих клетей залежить від призначення і спеціалізації прокатних станів, умов процесу прокатки металу, числа робочих валків у самій клети, рівня технічного прогресу в прокатному производстве.

Основными елементами робочих клетей є житло, валки, підшипники, подушки, механізми для встановлення і врівноважування валков.

Станины робочої клети ставляться до відповідальним деталей робочої клети. Дві станини, з'єднані стяжными болтами чи траверсой, утворюють основу робочої клети. Кожна кобура і двох стійкий, і навіть верхньої та нижньої поперечок. Робоча житло кріпиться до плитовине або болтами, або спеціальними гідравлічними затискачами, що дозволяють швидко виробляти заміну станины.

Валки є основним робочим інструментом прокатного стану, у яких безпосередньо здійснюється деформація металу. Прокатні валки класифікують по призначенню, формі бочки валка, конструкції, матеріалу. За призначенням валки бувають сортові і листові, кантующие, розрізні, правильні тощо. За формою бочки валки бувають гладкі чи циліндричні, з калібрами. По конструкції розрізняють валки бувають сталеві, чавунні і з твердих сплавов.

Подшипники. Валки прокатних станів встановлюються в підшипниках, розміщені на шийках прокатних валків. Через підшипники передаються зусилля, які під час прокатці, від валків на станину. Також підшипники утримують валки в заданому становищі. Нині використовують відкриті підшипники ковзання; підшипники жидкостного тертя; підшипники качения.

Подушки. Підшипники прокатних станів розміщуються в подушках, що становлять спеціальні сталеві виливки. Подушки призначені задля збереження точного становища валків і передачі зусилля прокатки від валків до станині робочої клети. Вони переміщаються по котрі спрямовують, прикріпленим до станинам. Щоб запобігти переміщення подушок у бік горизонтальних осей валків застосовуються регулюючі планки і затискачі, які ковзають в пазах подушки і станини. Щоб компенсувати термічне розширення валків подушки закріплюють лише з боку, протилежної приводу, що дозволяє йому кілька переміщатися в осьовому направлении.

Механизм вертикальної і осьової установки валків. У процесі прокатки валки повинні займати певне становище у робочої клети. Для цього він використовуються механізми вертикальної і осьової установки валків. Настановні механізми є сукупність натискного і уравновешивающего механізмів. Нажимной механізм виконує переміщення, а врівноважуючий механізм призначений для вибору зазору у системі нажимной механизм-подушки верхнього валка із метою уникнення ударів. Настановні механізми забезпечують можливість роздільної регулювання становища кожної подушки валка.

Нажимные гвинти. На толстолистовых, тонколистовых і полосовых четырехвалковых станах гарячою й холодної прокатки, де швидкість переміщення валків невелика, застосовуються тихохідні нажимные механізми з приводом від електродвигуна через глобоидные черв’ячні передачі. Останнім часом на листових і обжимных станах застосовуються гідравлічні і комбіновані нажимные устрою, які мають значно меншою инерционностью і мають високу точність встановлення і здатність сприймати великих зусиль прокатки. У гідравлічних натискних пристроях зусилля прокатки сприймають гідравлічні циліндри, під поршні яких подається робоча рідина (олію) під тиском, тому перед прокаткою валки притиснуті друг до друга постійно. У комбінованих пристроях грубе регулювання виробляється электромеханическим пристроєм, а тонке — - гидравлическим.

Уравновешивающее пристрій. Для врівноважування верхнього валка застосовують вантажне, пружинне і гідравлічне устрою. Вантажне уравновешивающее застосовують при переміщенні верхнього валка велику висоту. Пружинне уравновешивающее пристрій застосовується на заготовочных, сортових, дротяних, листових двохі трехвалковых і стрічкових четырехвалковых станах, там де переміщення валків і маса уравновешиваемых деталей невеликі.

2. Агрегати і механізми потокових технологічних ліній прокатних цехов

Вспомогательное устаткування — агрегати і механізми потокових технологічних ліній прокатних цехів поділяють на дві основні групи: транспортну, виконує операції по переміщенню металу, подачі його до робітників клетям та її кантовку і обробну, робота якої пов’язані з операціями по опорядженні проката.

2.1 Транспортна группа

К транспортної групі агрегатів та правових механізмів ставляться слитковозы, рольганги, холодильники, маніпулятори, кантователи, поворотні і підйомні механізми. До обробній групі агрегатів та правових механізмів ставляться ножиці, пилки, правильні механізми і преси, моталки, разматыватели та інших.

Слитковозы. У час на обжимных станах прийнято дві схеми подачі зливків: човникова і кільцева. На сучасних станах здійснюється кільцева слиткоподача, що дозволяє забезпечити високу його продуктивність, складову 5−6 млн. тонн і більше на рік придатного прокату. Кільцева слиткоподача називається так оскільки рух слитковозов здійснюється за замкненому кільцю.

Рольганги. Рольганги призначений транспортування металу до прокатному стану, завдання металу у валки, прийняття з вовків і пересування до ножицям, пилам, правильним та інших пристроям і механізмам. Загальна довжина рольгангов досить значна, а маса їх іноді досягає 20−30% від безлічі механічного устаткування всього прокатного цеху. З власного призначення рольганги поділяють на робітники і транспортні. Робітники рольганги розташовані в робочої клети стану і служать для завдання прокатываемого метала в валки і прийняття з валків. Решта рольганги називають транспортними. По способу приводу роликів рольганги бувають з груповим і індивідуальним приводом і з холостими роликами. Груповий привід застосовують рідко й лише рольгангов, працюючих у важких умовах. При індивідуальному привід кожен ролик наводиться від окремого електродвигуна. Така конструкція простіше їх виготовляти і експлуатації. Рольганги з холостими роликами застосовують як транспортні. Їх мають з гаком ухилом до горизонталі й переміщення металу відбувається під впливом власної ваги металу. Ці рольганги називають гравітаційними. Ролики виготовляють цельноковаными, литими або з труб.

Холодильники. Холодильники є ланцюгом між прокатним станом і агрегатами для обробки прокату. Питома маса холодильника загалом устаткування прокатного цеху значна і як від 35 до 50%. На холодильники здійснюється прийом прокатанного металу, його охолодження, передача на вивідний рольганг, транспортування металу до оздоблювальним агрегатам. Для охолодження прокатанного металу на сортопрокатных станах застосовуються реечные і роликові холодильники. Реечные холодильники набули найбільшого поширення та бувають однеі двосторонні: за кількістю одночасно прийнятих ниток прокатанного металу. На реечном холодильнику охолодження смуг відбувається на рухливих зубчастих рейках, які роблять качательно-поступательное рух. Важливим гідністю цих холодильників є можливість правки прокатанного металу у процесі охолодження. Прокатана метал, вступаючи по рольгангу, за одночасного підйомі клапанів, скидається на гребінку, розташовану поруч із роликами рольганга по всієї довжині холодильника. З гребінок прокатана метал забирають системою «крокують» рейок і перекладаються на нерухомі рейки. Подальше просування металу ввозяться результаті качения рейок, при переміщенні по холодильника метал охолоджується до 80−120 градусів, передається на викрадення рольганг, що веде до ножицям для холодної різання на мірні довжини. Довжина холодильника становить 125 м., ширина — 16 м. Роликові холодильники, які з роликів діаметром 100−120мм., розташовані з точки 35−40 0 до осі подводящего рольганга. Ролики наводяться у обертання від однієї електродвигуна через редуктор і конічну шестеренную передачу, передавальну обертання кожному роликові. При одночасному обертанні всіх роликів прокатана метал переміщається у бік від подводящего рольганга до отводящему. Перевагою такого холодильника є рівномірний охолодження металла.

Шлепперы. для переміщення заготовок і крупносортных профілів впоперек цеху від рольганга до рольгангу, до уборочному кишені чи сусідній проліт цеху застосовується канатні чи ланцюгові шлепперы. Канатний шлеппер складається з 6−8 канатів, котрі тягнуть між поруч приводних барабанів, і поруч натяжних блоків. На всіх канатах до одного ряд закріплені шлепперные візки із упертими пальцями. При ході візків вперед наполегливі пальці переміщають метал від рольганга до рольгангу. При зворотному ході візки пальці «утапливаются» і проходять під металом. При безупинної реверсивну роботу зі швидкістю переміщення візки 1−2 м/с канатний шлеппер відрізняється маневреністю і дозволяє накопичувати на стелажах і переміщати дуже багато металу за одночасного його охолодженні. Ланцюговий шлеппер застосовують тим ж цілей, як і канатний, ланцюга більш теплоустойчивы при переміщенні гарячого металу, ніж канати, проте нормально можуть працювати при натягу їхні сусіди лише до однієї бік, тому ланцюгові шлепперы є нереверсивными і менше маневреними.

Манипуляторы і кантователи. Маніпулятори призначені для пересування металу по роликам рольганга паралельно їх бочці з наступного правильного напрями металу у валки. Одночасно лінійки маніпулятора выправляют прокатываемый метал, коли він викривився при прокаті. Маніпулятори застосовують на обжимных заготовочных і толстолистовых станах при прокатці зливків і щодо товстої заготівлі. Кантователи служать для повороту прокатываемой смуги щодо подовжньої осі на 90 0 перед завданням в наступний калібр для забезпечення рівномірного обжатия металу з усього перерізу. На обжимных станах маніпулятори встановлюють з передній і задньою сторін робочої клети. Прокатываемый метал, спрямований в валки передній пари лінійок, з іншого боку клети приймається задньої парою лінійок, та був пересувається ними до наступному калібру валків. Кантователи застосовують крюкового типу. У лінійці маніпулятора передбачені направляючі пази, у яких можуть вертикально пересуватися кантующие гаки. Підйом гаків і опускання здійснюється поворотом валу, у якому закріплені важелі, шарнірно з'єднані з гаками. Вал відносини із своїми підшипниками змонтовано на лінійці маніпулятора і повертається при переміщенні штанги. У вихідному становищі кантующие гаки перебувають між роликами рольганга. При кантовке гаки піднімаються, захоплюють нижню частина блюма і повертають його. На сортових станах для кантовки заготівлі в процесі лікування застосовують звані кантующие чопи. Кантовка смуги виробляється після виходу їх із попередньої клети під час руху смуги по рольгангу і для входом їх у наступну житло. Кантующая втулка є разъемную деталь, яка повертається навколо нерухомій точки з допомогою кривошипно-шатунного приводу для повороту розкату на 45 чи 90 0, рушійної по рольгангу зі швидкістю 0,5−0,8 м/с. Час кантовки розкату на 90 0 одно 1,3 з. При вході в втулку розкату втулка повертається на поставлене кут, а після виходу повертається у початкове положення. Кантователи застосовують на інспекційних рольгангах для візуального огляду якості поверхні сортового і листового прокату; при виправленню рейок на пресі; для кантовки рулонів з горизонтального положення у вертикальне і з вертикального в горизонтальне і т. буд.

Подъемно-качающиеся столи. Їх застосовують на листових, сортових трехвалковых і тонколистовых двухвалковых станах лінійного типу. На листових трехвалковых станах подъемно-качающиеся столи встановлюють по обидва боки робочої клети. З передній боку стану підйомний стіл служить на підйом прокатываемой смуги і цілком завдання між верхнім та середнім валком. З задньої боку стану підйомний стіл служить прийому котра виходить з валків смуги, опускання і завдання її між середнім і нижнім валками. На сортових трехвалковых станах з діаметром валків менш 600 мм столи встановлюють з одного передній боку. З задньої боку встановлюють кантувач, який є прийому і опускання смуги. На нереверсивных двухвалковых станах підйомні столи служать на шляху подання аркушів через верхній валок набік завдання для повторної прокатки.

2.2 Агрегати і механізми для порезки проката.

Ножницы з паралельними ножами. Для порезки готового прокату на мірні довжини і обрізки кінців встановлюють ножиці для гарячою та холодною різання з паралельними ножами. Ножиці може мати нижній чи верхній рез. Ножиці з верхнім резом мають просту конструкцію. У процесі різання нижній ніж нерухомий, а верхній, укріплений в суппорте, з допомогою гідравлічного чи кривошипного приводу рухається донизу й розрізає метал. Щоб перешкодити повороту смуги при резе, встановлюють спеціальний притиск, опускающийся на смугу з верхнім ножем. Ножиці з нижнім резом отримали більш як широке застосування. Перед початком розрізування ножиці розкрито і метал проходить з-поміж них по рольгангу: нижній ніж у своїй перебуває нижче роликів рольганга і заважає руху металу. Потім метал зупиняється з допомогою пересувного упора і перевезення верхнього ножа відпускається до зустрічі з металом. Подальше просування верхнього суппорта припиняється й починає рухатися перевезення нижнього ножа, у своїй здійснюється різання металу.

Ножницы з похилими ножами. Ножиці цього називаються гильотинными. Конструктивно бувають двох типів: відкритого і закритого. Ножиці відкритого типу мають короткі ножі й одне станину з бічним просвітом, з якого подається разрезаемый метал. Цей тип ножиць застосовують для порезки сутунки і сортового прокату на холодному стані. У разі форма ножів відповідає профілю перерізу разрезаемого металу. Верхній рухомий ніж має кут нахилу 2 — 50. ножиці закритого типу мають дві станини, з'єднані знизу траверсой. У просвітку між станинами переміщається вагон з ножем. Ці ножиці застосовують для поперечної різання широких смуг річок і листів на холодному, полуостывшем чи гарячому состоянии.

Летучие ножиці. Для різання металу під час руху його із швидкістю використовуються леткі ножиці. У прокатних цехах експлуатуються ножиці різних конструкцій: барабанні, рычажно-кривошипные, планетарні і маятникові і др.

Барабанные леткі ножиці. Ножиці цього отримали широке застосування різання широких смуг завтовшки до 30 мм, холодної різання смуг завтовшки до 3 мм й одержання гарячої різання дрібних сортових профілів. На барабанах ножиць закріплені за одним чи з кілька ножів. Смуга рухається безупинно і подається до ножицям подаючими роликами із постійною швидкістю. Під час зустрічі ножів верхнього й нижнього барабанів відбувається різання смуги. Ножиці прості за конструкцією, надійні в експлуатації й дозволяють різати метал зі швидкістю понад п’ятнадцять м/с.

Рычажно-кривошипные леткі ножиці. При порезке товстих смуг застосовують рычажно-кривошипные леткі ножиці з поступально рухливими ножами. Ножі роблять складну эллипсовидную траєкторію, але в ділянці реза ця траєкторія збігаються з горизонтальним рухом смуги, зближаючи по вертикали.

Планетарные леткі ножиці. Для порезки заготовок і сортових профілів застосовуються планетарні леткі ножиці. Вони призначені для порезки в процесі лікування заготовок перерізом 80×80 і 120×120 зі швидкістю 7,0 і 3,1 м/с відповідно, і навіть пласких заготовок перерізом 100×120 — 100×150 мм круглих заготовок діаметром 100−140 мм. Ножиці можуть працювати у режимі без пропуску реза і з перепусткою реза. Працюючи з перепусткою реза кривошип наводиться у обертання від редуктора пропуску реза з кутовий швидкістю, вдвічі меншою кутовий швидкості барабанів. Наприкінці першого обороту барабанів сонячні й планетарні шестерні з допомогою шарнирно-рычажной системи повернуться в протилежних напрямах, забезпечуючи можливість вільного проходу заготівлі між розсунутими ножами. Наприкінці другого обороту барабанів станеться різання заготівлі на подвійні длины.

Дисковые ножиці застосовують для обрізки крайок смуги і цілком різання широких смуг в подовжньому напрямку трохи більше вузьких полос.

Дисковые пилки. Для порезки профільного прокату застосовуються дискові пилки з метою підвищення якості реза. Дискові пилки поділяються на дві групи: для гарячого різання (зубчасті диски) й у холодного різання (гладкі диски). У пив з гладенькими дисками різання відбувається внаслідок розплавлювання металу при терті быстровращающегося диска.

2.3 Правильні агрегаты.

В прокатних цехах застосовують правку металу вигином, розтяганням і прокаткою з гаком обжатием. Правку виробляють як і гарячому, і у холодному стані на правильних й у роликових правильних машинах.

Правильные преси бувають горизонтальні і вертикальні. На вертикальних пресах профіль встановлюють двома роликових опорах, розташованих на нерухомому столі. Правку здійснюють додатком зусилля посередині між опорами шляхом переміщення верхнього повзуна в вертикальної площині. На горизонтальних пресах схема правки аналогічна, але повзун, передавальний зусилля правки, розташований горизонтально переміщення його ввозяться горизонтальній плоскости.

Листоправильные машини поділяються на дві групи: з паралельним розташуванням роликів і похилим. На машинах з паралельним розташуванням роликів правлять товсті листи (понад 12 мм). На машинах з похилим розташуванням роликів правлять тонкі листи і шпальти (до запланованих 4 мм).

Сортоправильные машини з профільованими роликами бувають двох типів: з відкритою консольным розташуванням роликів і з закритим розташуванням роликів на валах між двома опорами останніх. Правильні машини з консольными однорідними роликами більш зручні в експлуатації, тому їх застосовують як для правки малих акціонерів та середніх, а й великих профілів, наприклад, рельсов.

2.4 Механізми для сматывания і розмотування металла.

Для сматывания прокатанного металу у рулони (смуга, стрічка, штрипс) та бунти (катанка, мелкосортные профілі) застосовують моталки. За призначенням і конструкції їх поділяють на: ролико-барабаные моталки для гарячої смуги; барабанні моталки для холодної смуги: свертывающие машини для гарячої смуги — штрипса: моталки для сматывания в бунти гарячих мелкосортных профілів (коло, квадрат) і катанки. Для приймання й центрирования рулонів, отгибания переднього кінця рулону із єдиною метою напрями смуги в прокатний стан (чи агрегат різання, отжига, покриття і т.д.) і шляхом створення натягу смуги при розмотуванні рулону призначені разматыватели.

Моталки. Для сматывания гарячих смуг застосовуються роликові барабанні моталки. Смуга подається від стану по рольгангу до подає роликам, що спрямовують смугу між формуючими роликами і барабаном моталки. При сматывании тонкої смуги (1−4 мм) після освіти 2−3 перших витків формують ролики відводяться від рулону й подальше змотування здійснюється з натягом смуги барабаном моталки. При змотування гладшою смуги після захоплення переднього кінця смуги барабаном формують ролики залишаються щільно притиснутими до полосы.

Барабанные моталки застосовують для сматывания холодної смуги, одночасно повідомляючи смузі натяг. Барабанні моталки застосовуються на реверсивних і нереверсивных станах.

Свертывающие машини використовують із гарячого і холодного згортання широких смуг в рулони. У машинах цього смугу згортають не так на барабан, а шляхом вигину в роликах. Свертывающие машини встановлюють серед стану, швидкість сматывания залишається постійної та залежною від діаметра рулона.

Моталки для сматывания в бунти катанки діаметром від 6 до 10 мм круглої стали діаметром до 40 мм. Застосовують барабанні моталки два види: з обертовим бунтом і з нерухомим бунтом. Моталки першого типу застосовуються для сматывания катанки при швидкостях лише до 10 м/с. Їх перевага полягає у цьому, що, крім катанки і круглої стали, них можна змотувати й дрібні профілі квадратного перерізу. При сматывании катанки застосовуються також моталки з нерухомим бунтом, перевагою якого є відсутність обертання бунту і сматывания металу за будь-якої швидкості її подання, сягаючої 20 м/с і более.

Разматыватели широко застосовують при холодної прокатці листової сталі. Вони входять до складу агрегатів безперервного травлення, отжига, лудіння рулонів та інших. у складі разматывателя входять: устрою для установки рулону у безвихідь для розмотування і пристосування для отгибания переднього кінця рулону і завдання його в які подають ролики.

2.5 Агрегати обробки проката.

Получение готового прокату високої якості можливо тільки тоді ми, коли усім стадіях технологічного процесу у прокатному цеху здійснюється контроль якості металу, усунення дефектів і оздоблення прокату на механізованих потокових лініях. За виробництва готового прокату на зараз у прокатних цехах експлуатується агрегати обробки прокату. Сляби подаються на підйомне — опускающийся стіл, зіштовхуються сталкивателем на рольганг, вирівнюється направляючими лінійками і чинять на транспортер, який транспортує їх крізь групу шлифовально — обдирочных верстатів. За один прохід через верстати з верхньої поверхні слябів знімається шар металу завтовшки 0,5 мм. Потім сляба кантується на 1800 кантователем і зачищается інший бік сляби.

2.6 Агрегати термічної обробітку грунту і охолодження проката.

Термическая обробка готового прокату призводить до суттєвого підвищення його механічних властивостей. На металургійних заводах для термічного зміцнення застосовуються агрегати і лінії для термічної обробки аркушів, пристрої і лінії для термічного зміцнення арматурной сталі та дрібних фасонных профілів серед станів і буд. р.

Список литературы

.

1. «Технологія гарячої обробки матеріалів» Під ред. М. М. Челнокова, М, 1972 г.

2. «Прокатне виробництво.» Полухин П.І., Федосов М. М., Корольов А. А., Матвєєв Ю.М. М., 1982 г.

3. «Загальна металургія» Бурдаков Д. Д., Бурдаков Ю. Д., Володін С.А., Жилкин М. К., 1971 г.

4. «Виробництво прокату» Зотов В. Ф., 2000 г.