Производство блюмов и слябов

Блюмы - это крупные заготовки квадратного или прямоугольного сечения, а станы, предназначенные для прокатки блюмов, называют блюмингами.

Блюминги - это крупные обжимные реверсивные станы с валками диаметром 850... 1500 мм. Они предназначены для прокатки слитков в заготовки больших размеров различной формы (блюмы, слябы, фасонные заготовки). Наибольшее распространение получили одноклетьевые реверсивные блюминги с валками диаметром 1150... 1300 мм. Основным направлением в развитии этих станов являлась производительность в первую очередь за счет увеличения массы слитков, которые при прокатке слябов достигают 50 т. Развитие блюмингов сопровождалось также увеличением сечения выпускаемого полупродукта, увеличением мощности главных двигателей станов, механизацией и автоматизацией вспомогательных операций.

На блюмингах прокатывают слитки в блюмы сечением от 140x140 до 450x450 мм, а также слябы с поперечным сечением 100... 250x1000... 1500 мм. Такой стан называют блюмингом- слябингом. Прокатка мелких заготовок на крупных станах (блюмингах) неэкономична, так как при этом снижается производительность станов и значительно возрастает расход электроэнергии.

Рабочая линия стана состоит из рабочей клети, двух шпинделей и двух двигателей. Для современных блюмингов характерно отсутствие шестеренной клети, гак как индивидуальный привод валков более выгоден, когда требуются двигатели большой мощности.

Рабочая клеть блюминга 1300 является основным элементом оборудования прокатного стана, так как в ней осуществляется процесс прокатки. Она состоит из двух стальных станин закрытого типа, валков с подушками, устройством для их установки и станинных роликов. Станины рабочей клети представляют собой массивные стальные отливки, установленные на две плиговины. Каждая плитовина соединена с фундаментом анкерными болтами. Сверху и снизу станины соединены стяжными болтами.

Диаметр рабочих валков 1300 мм и длина бочки 2800 мм. Валки изготовлены из кованой хромоникелевой стали. По мере износа поверхности валки подвергаются многократным переточкам; при этом суммарное уменьшение диаметра не должно превышать 10... 12 % от номинального (первоначального) размера. В последнее время применяют валки с наплавленной поверхностью, что значительно увеличивает срок их службы. Валки установлены в текстолитовых подшипниках скольжения, смонтированных в подушках. Нижние подушки неподвижны, а верхние перемещаются по направляющим планкам, закрепленным в окнах станин.

Прокатные валки блюмингов существуют с ручьевой бочкой и с бочкой, имеющей гладкую и ручьевую части. Ручей - эго врез в тело валка. Просвет, образованный двум ручьями в плоскости, проходящей через оси валков, называют калибром.

При прокатке блюмов во всех калибрах происходит лишь уменьшение его поперечного сечения. Поэтому прокатку слитков в блюмы удобнее осуществлять в прямоугольных калибрах. Каждый такой калибр можно применять для нескольких проходов, опуская верхний валок после каждого прохода на величину обжатия. Перед началом прокатки слитка верхний валок при помощи нажимного устройства устанавливают в верхнее положение, в этом случае раствор между валками будет наибольшим.

Большое распространение на металлургических заводах получили системы калибровки валков блюминга, представленные на рис. 3.7.

Варианты монтажа калибров на валках блюминга при последовательном (а) и симметричном (б) расположении

Рис. 3.7. Варианты монтажа калибров на валках блюминга при последовательном (а) и симметричном (б) расположении: I - III - номер калибров; Б - гладкая бочка

По первому варианту (рис. 3.7, а) калибры располагаются на бочке валков в соответствии с порядком прокатки в них раската, начиная с калибра «гладкая бочка».

Такое расположение калибров на бочке валков называют последовательным, и его преимуществом является то, что при прокатке раскат передается в одном направлении и этим обеспечивается высокий теми прокатки. Однако при гаком расположении калибров усилие прокатки между опорами распределяется неравномерно, в результате чего происходит неравномерный износ подшипников и преждевременный их выход из строя. Кроме того, высока вероятность попадания печной окалины, которая интенсивно осыпается в первых проходах, на шейку валков со стороны первого калибра, что также приводит к повышенному износу и выходу из строя подшипника.

Второй способ (рис. 3.7, 6) предусматривает расположение первого калибра «гладкая бочка» посередине бочки валков. Такое расположение калибров называют симметричным-, оно создает наиболее благоприятные условия при прокатке слябов. Кроме того, при гаком расположении калибров усилие прокатки в наиболее нагруженных первых проходах относительно равномерно распределяется на шейки валков. Это, во-первых, способствует равномерному износу подшипников, а, во-вторых, увеличивает общий срок службы подшипников, так как меньше вероятность попадания окалины на шейки валков. Кроме того, максимальное использование диаметра бочки валков в первом калибре (гладкая бочка) улучшает условия захвата металла валками и позволяет применять максимальные обжатия в первых проходах.

Выбор первого или второго способа расположения калибров определяется конкретными условиями и в первую очередь сортаментом прокатываемых на стане профилей. Если в сортаменте стана имеется большое количество слябов, то применяют второй способ расположения калибров. И наоборот, если слябы в сортаменте стана отсутствуют, го целесообразно использовать последовательное расположение калибров, как требующее меньшее количество манипуляции при перемещении раската от калибра к калибру в процессе прокатки.

Во время пауз между проходами верхний валок опускается на величину обжатия в следующем проходе. Установка и перемещение верхнего валка по вертикали выполняется нажимным механизмом (устройством), привод которого осуществляется от двух электродвигателей постоянного тока. На блюмингах для передачи вращения валкам применяют универсальные шпиндели, головки которых работают по принципу шарниров Гука. Эго позволяет универсальным шпинделям передавать крутящий момент при угле наклона оси их шарнира к оси валков до 8... 10°, тем самым обеспечивать значительное перемещение валков по вертикали.

Непосредственно в рабочей клети с входной и выходной сторон смонтированы станинные приводные ролики (но одному или по два с каждой стороны), которые задают полосу в валки со скоростью, близкой к окружной скорости валков, и принимают прокатанную полосу с окружной скоростью, равной скорости выхода полосы. Привод роликов осуществляется непосредственно от индивидуальных электродвигателей.

С передней и задней сторон блюминги и слябинги оборудованы рольгангами, которые предназначены для подачи слитка к валкам, перемещению раската взад и вперед в процессе прокатки, транспортировки раската к ножницам и от них на склад. В соответствии с выполняемыми операциями различают рольганги следующих типов: приемные, рабочие и транспортные.

На блюмингах и слябингах слитки спокойной стали из отделения нагревательных колодцев поступают на приемный рольганг головным концом вперед, а в валки, как правило, задают донным концом. Для поворота слитка применяют поворотный стол.

Прокатка блюмов осуществляется за несколько проходов, число которых зависит от размеров исходного слитка и конечных размеров блюма. После каждого прохода меняется направление вращения валков, т.е. осуществляется реверс валков. Обычно слиток прокатывают до заданных размеров блюма за 11-15 проходов. При прокатке на блюминге приходится перемещать раскат между проходами от калибра к калибру вдоль оси валков. Перемещение металла осуществляется линейками манипуляторов, установленными с входной и выходной сторон рабочей клети блюминга. В случае если раскат искривляется, го линейками манипуляторов его выпрямляют. Для обжатия полосы по высоте и по ширине в целях интенсивного уменьшения поперечного сечения раскат между проходами разворачивают (кантуют) вдоль продольной оси на 90°. Кантовку раската осуществляют кантователем, установленным на манипуляторе. Обычно работает один кантователь на входной стороне рабочей клети, но иногда, при прокатке слитков из легированных марок сталей, устанавливают и второй кантователь на выходной стороне, что позволяет варьировать порядок канговок в любой последовательности.

При прокатке на блюминге узких слябов в первых двух проходах слиток прокатывают в положении «на ребро» для удаления окалины, снятия конусности и получения необходимой ширины слябов, после чего прокатку производят плашмя.

Возможен и другой вариант прокатки, при котором ребровые проходы производятся после 6-12 проходов плашмя.

Обжатие за проход при прокатке узких слябов ограничивается большей частью условиями захвата полосы валками. При прокатке широких слябов лимитирующим фактором в большинстве случаев является мощность двигателя, и потому в основу расчета величины обжатий принимаются максимальные обжатия, определяемые по допустимому моменту двигателя.

За рабочей клетью блюмингов и слябингов в технологическом потоке устанавливают ножницы для резки раската на мерные длины. Поперечная резка блюмов и слябов осуществляется на ножницах с параллельными ножами. Образующаяся при этом обрезь углеродистых сталей обыкновенного качества составляет 3... 5 %, а при порезке качественной углеродистой и легированной стали достигает 20... 25 % и более от массы слитка. Для выборочного взвешивания блюмов и слябов за ножницами устанавливаются весы.

После резки на ножницах блюмы и слябы, поступающие по транспортному рольгангу на склад, клеймят в торец на ходу автоматическим рычажным клеймигелем с дистанционной сменой клейм. На складе для блюмов установлены холодильники, оборудованные толкателями. Для слябов имеются стеллажи, оборудованные сгалки- вагелями и укладчиками.

Ввиду того, что из слитка одной массы прокатывают заготовки нескольких сечений, необходимо стремиться к возможной унификации режима в начальных проходах. В табл. 3.1 в качестве примера представлен режим обжатий при прокатке слябов на блюминге.

Работа современного блюминга полностью автоматизирована. Автоматизация управления нажимным устройством обеспечивает точное перемещение верхнего валка в соответствии с заданным режимом обжатия слитка по проходам. Автоматизация управления главными двигателями блюминга обеспечивает реверсирование валков, повышает скорость вращения двигателей после захвата металла валками и снижает скорость вращения при буксовании валков в момент захвата раската, регулирует скорость выхода металла из валков для сокращения пути при обратной подаче раската в валки.

Таблица 3.1

Режим обжатий при прокатке на блюминге сляба 150x1100 мм из слитка кипящей стали (565... 660)х(1150... 1200)х2000 мм

Номер

прохода

Номер

калибра

Размер сечения полосы после прохода

Ah, мм

ДЬ, мм

е, %

X

а, град

h, мм

Ь, мм

А, мм7

0

-

1200

600

720000

-

-

-

-

-

1

I

1150

600

690000

50

0

4,15

0

19,5

2

I

1100

605

605500

50

5

4,35

0

18,5

3

I

540

1100

594000

65

0

10,75

1,05

20,5

4

1

480

1105

530000

60

5

11,1

1,12

20,5

5

1

420

1110

466000

60

5

12,5

1,14

20,5

6

I

360

1116

415000

60

5

14,0

1/12

20,5

7

I

300

1125

337500

60

10

16,7

1,23

20,5

8

I

240

1136

273000

60

10

20,0

1,23

20,5

9

I

190

1145

217500

60

10

20,8

1,25

18,5

10

II

1097

190

208500

48

0

4,2

1,04

18,0

11

I

150

1100

165000

40

3

21,0

1,27

17,5

После получения на блюминге требуемых размеров заготовок дальнейшую прокатку блюмов осуществляют на заготовочных станах, а слябов - на листовых. Заготовки различных размеров (от 50x50 до 150x150 мм), которые прокатывают на заготовочных станах, являются исходным материалом для дальнейшей прокатки на сортовых и проволочных станах.

Заготовочный стан располагается на одной оси с блюмингом. Эго позволяет прокатывать заготовки из слитков с одного нагрева, что экономически выгодно.

Раздельная прокатка слитков в заготовки на блюмингах и заготовочных станах оказалась целесообразной, так как чем больше конечное сечение блюмов, тем больше производительность блюминга. Станы, изготовляющие готовый прокат, гем проще по конструкции и производительнее, чем меньше поперечное сечение заготовок. Кроме того, производство проката из заготовок выгодно с точки зрения повышения его точности и качества.

Заготовки прямоугольного сечения, у которых ширина в 3-12 раз больше толщины, называются слябами. Слябы служат заготовкой для прокатки листа, и их сортамент определяется характеристикой листовых станов. Станы, предназначенные для прокатки слябов, называют слябингами.

На рис. 3.8 приведена схема расположения оборудования одно- клегьевого слябинга 1150 (1250).

Схема расположения оборудования слябинга 1150 (1250)

Рис. 3.8. Схема расположения оборудования слябинга 1150 (1250):

  • 1 - нагревательные колодцы; 2 - система кольцевой подачи слитков;
  • 3 - приемный рольганг; 4 - весы для слитков; 5 - манипулятор с кантователем; 6 - рабочая клеть; 7 - машина огневой зачистки;
  • 8 - ножницы; 9 - конвейер уборки обрезков; 10 - клеймитель;
  • 11 - весы для слябов; 12 - устройство для уборки слябов

Расположение оборудования и его состав в основном аналогичны расположению оборудования и составу блюминга 1300.

При больших масштабах производства листовой стали слябинг является основным заготовочным станом. Слябинг - мощный обжимной реверсивный прокатный стан, предназначенный для производства полупродукта - слябов сечением от 100x500 мм до 350x2000 мм и длиной 2500... 10500 мм из слитков массой до 40...45 т со скоростью до 5 м/с.

В отличие от блюминга, слябинг является универсальным двухвалковым реверсивным станом. Рабочая клеть стана имеет пару горизонтальных и пару вертикальных валков. Горизонтальные валки имеют цилиндрические бочки диаметром 1150 мм и длиной 2300 мм. Они вращаются от индивидуальных электродвигателей постоянного тока каждый мощностью 4300 кВт и частотой вращения 0-50-80 об/мин. Высота подъема верхнего валка 2100 мм. В связи с этим длина шпинделя при максимально допустимом угле наклона 10° составляет 12 м, а масса примерно 40 т. Для уменьшения угла наклона верхнего шпинделя и создания более или менее одинаковых условий работы нижний шпиндель также устанавливают иод углом меньшим, чем верхний.

Вертикальные валки имеют диаметр 900 мм и длину бочки 1950 мм, раствор валков 700...2100 мм. Вертикальные валки вращаются от двух вертикальных электродвигателей постоянного тока мощностью каждый 2300 кВт и частотой вращения 0-75-120 об/мин через длинные вертикальные (наклонные) универсальные шпиндели.

Стан предназначен для прокатки слитков массой до 28 т в слябы толщиной 150...300 мм, шириной 1000... 1550 мм, длиной до 9,5 м и массой до 23 т (после обрезки концов). Производительность стана порядка 5,5 млн т/год.

В отличие от блюмингов, в слябинге нагревательные колодцы расположены в два ряда (слева и справа от оси стана), что уменьшает путь слитковозов при подаче слитков от дальних колодцев. Вследствие большой производительности слябинга подача слитков осуществляется двумя слитковозами. Скорость слигковоза достигает 6 м/с. От первого слигковоза слитки подаются к рабочей клети приемным рольгангом, расположенным по оси прокатки; от второго слитковоза слитки подаются на боковой рольганг, а с него на рольганг-тележку, передвигающуюся по рельсам и соединяющую оба рольганга.

Между секциями подводящего рольганга установлены весы для взвешивания слитков перед прокаткой. У каждого рабочего рольганга 14 роликов: два первых от рабочей клети ролика приводятся индивидуальными электродвигателями; остальные 12 роликов приводятся от четырех электродвигателей через цилиндрические шестерни и удлиненные зубчатые муфты.

Вертикальные валки на современных слябингах устанавливаются с выходной стороны клети, поскольку прокатка в этом случае заканчивается в вертикальных валках, следовательно, полоса имеет более ровные боковые кромки. Кантовка слитка осуществляется только в первых проходах, а последующая деформация боковых граней раската - вертикальными валками. Манипуляторы на слябинге установлены по обе стороны рабочей клети. Кантователь всегда размещен со стороны вертикальных валков.

В отличие от слябинга 1150, на слябинге 1250 за рабочей клетью с горизонтальными валками на общей гшитовине с ней установлена клеть с вертикальными валками. Максимальная скорость вращения валков 4,8 м/с. Масса каждой станины клети 80 т. Технические характеристики валкового узла такие же, как и на слябинге 1150.

Для иллюстрации в табл. 3.2 приведен типовой режим обжатий при прокатке слябов 150x1520 мм из слитка 760x1580 мм.

После прокатки слябы подвергаются огневой зачистке для удаления поверхностных дефектов. Огневая зачистка полосы с максимальным поперечным сечением эффективна при скорости 0,5...0,6 м/с. При этом сгорает поверхностный слой толщиной 0,5...2 мм в зависимости от скорости движения раската. Потери металла примерно равны потерям при ручной зачистке, но достигается значительно лучшее качество поверхности. После огневой зачистки слябы разрезают на ножницах и по рольгангу передают на склад для охлаждения и дополнительной зачистки.

Таблица 3.2

Режим обжатий при прокатке на слябинге слябов 150x1520 мм из слитка 760x1580 мм

Номер

прохода

Вертикальные валки

Горизонтальные валки

Размеры полосы после прохода, мм

Размеры полосы после прохода, мм

h

b

Д/г

Ь

Д/г

Д/г

1

760

1565

16

725

1568

35

3

2

690

1565

6

690

1571

35

3

3

690

1560

5

650

1564

40

4

4

610

1560

8

610

1568

40

4

5

610

1550

10

570

1555

40

5

6

530

1550

10

530

1560

40

5

7

530

1545

6

490

1550

40

5

8

445

1545

11

445

1556

45

6

9

445

1540

5

405

1546

40

6

10

360

1540

13

360

1553

45

7

11

360

1535

5

320

1542

40

7

12

275

1535

16

275

1550

45

8

13

275

1530

5

235

1538

40

8

14

200

1530

16

200

1545

35

7

15

200

1525

5

175

1530

25

5

16

160

1525

7

160

1532

15

2

17

160

1518

7

150

1520

10

2

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >