Расчет производительности последнего в технологическом потоке стана

 

Содержание

 

		Назначение и механические характеристики стали 40Г……………………..			4
2.1		Выбор типа печного оборудования………………………………………….... Способы разливки указанной стали…………………………………………...			5 7
3.		Технологический     процесс     и     состав     оборудования последних     двух   станов технологического потока производства рельс Р75…………...			9
4.		Расчет производительности последнего в технологическом потоке стана (в общем виде)…………………………………………………………………. Список используемой литературы………………………………………….			14 17

 

1. Назначение и механические характеристики стали

 

СТАЛИ И СПЛАВЫ КОНСТРУКЦИОННЫЕ

 

Таблица 1. Характеристика стали 40Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Выбор типа печного оборудования

 

Дуговая плавильная печь

 

 
 
Рис 1. Схема дуговой плавильной печи

 
       Дуговая печь  питается трёхфазным переменным  током. Имеет три цилиндрических  электрода  9 из графитизированной массы, закреплённых в электрододержателях 8, к которым подводится электрический ток по кабелям 7. Между электродом и металлической шихтой 3 возникает электрическая дуга. Корпус печи имеет форму цилиндра. Снаружи он заключён в прочный стальной кожух 4, внутри футерован основным или кислым кирпичом 1. Плавильное пространство ограничено стенками 5, подиной 12 и сводом 6. Съёмный свод 6 имеет отверстия для электродов. В стенке корпуса рабочее окно 10 (для слива шлака, загрузки ферросплавов, взятия проб), закрытое при плавке заслонкой. Готовую сталь выпускают через сливное отверстие со сливным желобом 2. Печь опирается на секторы и имеет привод 11 для наклона в сторону рабочего окна или желоба. Печь загружают при снятом своде.

Вместимость печей составляет 0,5…400 тонн. В металлургических цехах используют электропечи с основной футеровкой, а в литейных – с кислой. 
В основной дуговой печи осуществляется плавка двух видов: 
а) на шихте из легированных отходов (методом переплава), 
б) на углеродистой шихте (с окислением примесей).

 

       Плавку на шихте из легированных отходов ведут без окисления примесей. После расплавления шихты из металла удаляют серу, наводя основной шлак, при необходимости науглероживают и доводят металл до заданного химического состава. Проводят диффузионное раскисление, подавая на шлак измельченные ферросилиций, алюминий, молотый кокс. Так выплавляют легированные стали из отходов машиностроительных заводов.

       Плавку на углеродистой шихте применяют для производства конструкционных сталей. В печь загружают шихту: стальной лом, чушковый передельный чугун, электродный бой или кокс, для науглероживания металлов и известь. Опускают электроды, включают ток. Шихта под действием электродов плавится, металл накапливается в подине печи. Во время плавления шихты кислородом воздуха, оксидами шихты и окалины окисляются железо, кремний, фосфор, марганец, частично, углерод. Оксид кальция из извести и оксид железа образуют основной железистый шлак, способствующий удалению фосфора из металла. После нагрева до 1500…1540 ⁰C загружают руду и известь, проводят период «кипения» металла, происходит дальнейшее окисление углерода. После прекращения кипения удаляют шлак. Затем приступают к удалению серы и раскислению металла заданного химического состава. Раскисление производят осаждением и диффузионным методом. Для определения химического состава металла берут пробы и при необходимости вводят в печь ферросплавы для получения заданного химического состава. Затем выполняют конечное раскисление алюминием и силикокальцием, выпускают сталь в ковш. 
       При выплавке легированных сталей в дуговых печах в сталь вводят легирующие элементы в виде ферросплавов.

       В дуговых печах выплавляют высококачественные углеродистые стали – конструкционные, инструментальные, жаростойкие и жаропрочные.

2.1 Разливка стали

 
       Из плавильных  печей сталь выпускают в ковш, который мостовым краном переносят  к месту разливки стали. Из  ковша сталь разливают в изложницы  или кристаллизаторы машины для  непрерывного литья заготовок.  В изложницах или кристаллизаторах  сталь затвердевает и получают слитки, которые подвергаются прокатке, ковке.

       Изложницы – чугунные формы для изготовления слитков. 
Изложницы выполняют с квадратным, прямоугольным, круглым и многогранным поперечными сечениями.

       Слитки с квадратным сечением переделывают на сортовой прокат: двутавровые балки, швеллеры, уголки. Слитки прямоугольного сечения – на листы. Слитки круглого сечения используются для изготовления труб, колёс. Слитки с многогранным сечением применяют для изготовления поковок.

       Спокойные и кипящие углеродистые стали разливают в слитки массой до 25 тонн, легированные и высококачественные стали – в слитки массой 0,5…7 тонн, а некоторые сорта высоколегированных сталей – в слитки до нескольких килограммов. 
       Сталь разливают в изложницы сверху (рис. 2а), снизу (сифоном) (рис.2.б). 
 
 
Рис.2 Разливка стали в изложницы:   а – сверху;   б – снизу (сифоном) 
       В изложницы сверху сталь разливают непосредственно из ковша 1. При этом исключается расход металла на литники, упрощается подготовка оборудования к разливке. К недостаткам следует отнести менее качественную поверхность слитков, из-за наличия пленок оксидов от брызг металла, затвердевающих на стенках изложницы. 
       Применяется для разливки углеродистых сталей.

       При сифонной разливке одновременно заполняются несколько изложниц (4…60). Изложницы устанавливаются на поддоне  6, в центре которого располагается центровой литник 3, футерованный огнеупорными трубками 4, соединённый каналами 7 с изложницами. Жидкая сталь 2 из ковша 1 поступает в центровой литник и снизу плавно, без разбрызгивания наполняет изложницу 5.

       Поверхность слитка получается чистой, можно разливать большую массу металла одновременно в несколько изложниц.

       Используют для легированных и высококачественных сталей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Технологический процесс и состав оборудования последних двух станов технологического потока производства рельса Р75

Блюминг

       Блюминг (англ. blooming), высокопроизводительный прокатный стан для обжатия стального слитка большого поперечного сечения массой до 12 т и более в Блюм. В некоторых случаях Б. используют для прокатки Слябов, а также фасонных заготовок (для крупных двутавровых балок, швеллеров и др.). На металлургических заводах Б. — промежуточное звено между сталеплавильными и прокатными цехами, выпускающими готовую продукцию. На современных заводах Б. работают совместно с непрерывными заготовочными станами, которые выпускают заготовку для сортовых станов.

Б. характеризуются  диаметром прокатных валков и  бывают:

одноклетьевые — а) реверсивные  двухвалковые (табл.) — дуо (большие 1300—1150 мм, средние 900—950 мм и малые 800—750 мм) и б) нереверсивные трёхвалковые — трио 800—750 мм; сдвоенные — из двух последовательно расположенных дуо-клетей с валками 1150 мм в первой клети и 1000—900 мм во второй; непрерывные — несколько последовательно расположенных нереверсивных дуо-клетей с валками 1000— 800 мм; специализированные (одноклетьевые реверсивные дуо) 1400—1350 мм, выпускающие заготовку для широкополочных балок.

Рисунок 3. Макет  блюминга: 1 — рабочая клеть; 2 —  верхний валок; 3 — манипулятор; 4 — универсальные шпиндели; 5 —  главные электродвигатели.

         В состав собственно Б. (рис. 3) входят: рабочая клеть, главные электродвигатели и механизмы, приводящие во вращение Валки прокатные. В состав цеха Б. входит вспомогательное оборудование (мостовые краны, слитковоз, манипуляторы, рольганги) и ножницы для резки выходящей из Б. полосы на заданные размеры. Рабочая клеть состоит из двух литых стальных станин массой 60—105 т, которые установлены на фундаментных плитах (плитовинах); прокатных стальных валков и их подшипников; механизма для установки (подъёма и опускания) верхнего валка и механизма для смены валков. Общая высота рабочей клети достигает 7—9 м. Вращение валков осуществляется от электродвигателей постоянного тока. У Б. с одним электродвигателем механизм, передающий вращение валкам, состоит из двух универсальных шпинделей, шестерённой клети с двумя зубчатыми шестернями, расположенными одна над другой, и коренной муфты, сцепляющей ведущий вал шестерни с валом электродвигателя. В Б. новейшей конструкции каждый рабочий валок снабжен индивидуальным электродвигателем; в этом случае вращение передаётся через приводные валы и универсальные шпиндели.

       Технологический процесс прокатки в цехе Б. включает: доставку горячих слитков на ж.-д. платформах из сталеплавильного цеха к нагревательным колодцам; подогрев слитков в вертикальном положении в колодцах до 1100—1300°С (в зависимости от марки стали); подачу каждого слитка на слитковозе к приёмному рольгангу Б.; взвешивание слитка и подачу его по рольгангу к валкам Б.; прокатку в 11—19 проходов с обжатием 40—120 мм за проход и промежуточными кантовками на 90° (кантовка и перемещение полосы вдоль валков осуществляются манипулятором). У полосы, поступившей к ножницам, отрезают передний и задний концы, после чего она передаётся на заготовочные станы (См. Заготовочный стан). Часто полосу разрезают на отдельные блюмы или слябы, которые передаются рольгангами на холодильник и затем на склад. Выход блюмов и слябов составляет 85—90% массы слитков. Применение Б. позволяет разливать сталь в крупные слитки, повышает качество готового проката.

 

 

 

Общий вид рабочей линии блюминга 1150:

Рисунок 4. Общий  вид рабочей линии блюминга 1150:

1 - устройство  для смены валков; 2 - рабочая клеть; 3- устройство для уравновешивания верхнего валка; 4 - универсальный шпиндель; 5- устройство для уравновешивания верхнего шпинделя; 6 - промежуточный вал; 7- главный электродвигатель.

Схема расположения оборудования блюминга 1150:

Рисунок 5. Схема  расположения оборудования блюминга 1150:

1 - нагревательные  колодцы; 2 - слитковоз; 3 - поворотный стол для слитков; 4 - главные электродвигатели; 5 - рабочая клеть; 6 - яма для окалины; 7 - ножницы; 8 - конвейер для обрезков; 9 - сталкиватель; 10 - холодильник для блюмов; 11 - подъемный стол-укладчик для слябов.

Рельсобалочные  станы

       Рельсобалочные станы металлургических заводов обычно реверсивные двухвалковые с расположением рабочих клетей в одну линию. Прокатка рельсов и балок на этих станах осуществляется без промежуточного нагрева блюмов. На крупных металлургических заводах установлены современные рельсобалочные станы. Эти станы расположены в две или три линии и состоят из 4—5 двухвалковых и трехвалковых рабочих клетей. Перед этими станами установлены методические печи для нагрева блюмов.

На рис. 6 изображено расположение оборудования в современном рельсобалочном стане 950/800:

 

Рисунок 6. Расположение оборудования в современном рельсобалочном стане 950/800:

1 - загрузочная  решетка для блюмов; 2 - рольганг; 3 - нагревательные печи; 4 - черновая  двухвалковая клеть 950x2350 мм; 5 –  яма для сбора мусора и выгрузки  окалины; 6 - подъемно-качающиеся столы  у трехвалковых клетей; 7 - две трехвалковые клети 800х1900 мм; 8 – чистовая двухвалковая клеть 850х1200 мм; 9 – дисковые пилы; 10 - клеймовочная машина; 11 - гибочная машина; 12 - холодильник; 13 - колодцы для замедленного охлаждения рельсов; 14 – неормализационные печи; 15,17 - фрезерные и сверлильные станки; 16 — поточные линии отделки рельсов; 18 — правильные машины для рельсов; 19 – инспекторские стеллажи; 20 – дисковая пила; 21 - правильный пресс.

       На рис. 6 представлена схема расположения оборудования современного рельсобалочного стана 950/800 конструкции УЗТМ (Уральский завод тяжелого машиностроения) с размещением рабочих клетей в две линии. Для этого стана характерно расположение реверсивной черновой двухвалковой клети в самостоятельной линии. Реверсивная черновая клеть имеет валки диаметром 950 мм и длину бочки 2350 мм. Валки этой клети приводятся во вращение от электродвигателя постоянного тока мощностью 5000 кВт (0—70—110 об/мин) через зубчатую муфту, шестеренную клеть и универсальные шпиндели. Установка реверсивной черновой двухвалковой клети позволяет разгрузить блюминг, который в этом случае прокатывает блюмы сечением более 250x250 мм, кроме того, разгружаются чистовые клети от черновых проходов. Увеличение поперечного сечения блюмов приводит к повышению производительности стана и уменьшению потерь металла в обрезь.