ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОКАТНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Через прокатные цехи проходит почти вся сталь, выплавляемая в сталеплавильных цехах, и только небольшое ее количество - через литейные и кузнечные цехи.

Методом прокатки получают изделия самой разнообразной формы: тонкие и толстые листы, профили квадратного и круглого сечений, уголки, швеллеры, двутавровые балки, рельсы, трубы и многое другое. При прокатке листов применяются валки, рабочая часть (бочка) которых имеет форму круглого цилиндра без каких-либо вырезов и выступов. Прокатку в таких валках часто называют прокаткой на гладкой бочке.

При производстве рельсов, швеллеров, двутавровых балок и другого проката различной конфигурации применяют калиброванные валки, которые имеют вырезы по форме прокатываемого продукта. Такая прокатка называется прокаткой в калибрах.

Технологический процесс получения готового проката является завершающей стадией металлургического производства. Основной задачей этого процесса является получение проката заданных размеров и формы в максимально возможном количестве и с наименьшими затратами, а также высокого качества, которое характеризуется не только его физико-механическими свойствами, но и состоянием поверхности. Эго может быть выполнено только при точном соблюдении режима всех технологических операций при производстве проката данного вида.

Число операций, входящих в технологический процесс прокатки, зависит от требований, предъявляемых к точности профиля, физикомеханическим свойствам, состоянию поверхности, макро- и микроструктуре. Чем выше эти требования, тем сложнее и из большего числа операций состоит технологический процесс.

Основными операциями технологического процесса прокатного производства являются: подготовка исходных материалов к прокатке; нагрев этих материалов перед прокаткой; прокатка; отделка, включая резку, охлаждение, правку, удаление поверхностных дефектов, термическую обработку и др.

На рис. 1.1 приведены основные схемы производства проката из углеродистой и легированной стали в современных прокатных цехах.

Рис. 1.1. Схема производства готового проката в прокатных цехах

Исходный материал для прокатного производства - слитки и литые заготовки, которые имеют поперечное сечение квадратной или прямоугольной формы, и в некоторых случаях - круглой (при производстве груб, колес и бандажей). Сталеплавильные цехи в этом случае являются непосредственным поставщиком исходного материала для большинства прокатных станов.

Экономические соображения заставляют сталеплавильные цехи отливать крупные слитки большой массы, что невыгодно для некоторых типов прокатных станов. В связи с этим сталеплавильщики передали роль поставщика исходного материала для каждого отдельного стана прокатному цеху. В прокатном цехе при переходе на крупные слитки увеличилась производительность стана и выход годной заготовки, стал ниже угар металла при нагреве вследствие того, что окисляющаяся поверхность у больших слитков меньше. Таким образом, возникла необходимость установки мощных заготовочных станов, на которых поперечное сечение крупных слитков уменьшается до размеров исходного материала применительно к станам, выпускающим готовый прокат.

С 1970-х годов на металлургических заводах начали широко применять способ непрерывного литья, осуществляемый с помощью специального агрегата - машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Жидкую сталь из расположенного наверху ковша большой емкости непрерывно подают в два-четыре медных водоохлаждаемых кристаллизатора с квадратным или прямоугольным сквозным отверстием (рис. 1.2).

По выходе из кристаллизатора слитки вторично охлаждаются водой, их разрезают на мерные длины (6... 12 м) и направляют в виде блюмов или слябов на склад или без дополнительного подогрева - на станы для дальнейшей прокатки.

Действующие МНЛЗ имеют от одного до восьми ручьев, чаще всего 2-4. Максимальные размеры сечений отливаемых заготовок: для слябов - до 350x2500 мм, для квадратных профилей 350x350 мм. Скорость выхода полосы составляет 0,5... 5 м/мин; производительность МНЛЗ в пересчете на один ручей 300... 500 г/ч.

Большие преимущества производства заготовок методом непрерывного литья перед слитками, отлитых в изложницах, заключаются в следующем:

• - значительно сокращается весь производственный цикл, в плавильных цехах ликвидируется парк изложниц;
• - устраняется сложное и дорогостоящее оборудование блюминга, слябинга и заготовочного стана;
• - на 10... 20 % увеличивается выход годного, так как устраняется концевая обрезь раскатов при прокатке слитков на обжимных станах;
• - структура отливаемых заготовок получается более плотной и однородной, чем структура крупных слитков; в связи с этим повышаются и становятся более равномерными механические свойства изделий, прокатываемых из непрерывно-литой заготовки;
• - получаемые на МНЛЗ заготовки по качеству поверхности значительно превосходят слитки, отливаемые в изложницы.

Рис. 1.2. Схема машины непрерывного литья заготовок радиального типа: 1 - ковш с жидким металлом; 2 - промежуточный ковш;

• 3 - медный водохлаждаемый кристаллизатор; 4 - система вторичного охлаждения; 5 - поддерживающие и тянущие ролики; 6 - непрерывно литой слиток; 7 - изгибающий ролик; 8 - правильно-тянущие ролики;
• 9 - передвижное устройство для поперечной резки горячей заготовки

Вопросы для самопроверки

• 1. Какие виды прокатной продукции производятся на металлургических предприятиях?
• 2. Назовите основные задачи, которые ставятся на завершающей стадии получения готового проката?
• 3. Что является исходным материалом для производства прокатной продукции?
• 4. Что представляет собой машина непрерывного литья заготовок?
• 5. Какие заготовки льются на МНЛЗ и чем они предпочтительнее заготовок сталеплавильного передела?