Устаткування прокатних станів - студопедія

7.1. Типи прокатних станів

Комплекс машин і механізмів для отримання виробів методом прокатки і їх обробки в потоці називається прокатним станом.

З цього визначення випливає, що крім основної операції - пластичного формотворення гуркоту, на стані виконують і ряд інших.

У теорії організації виробництва окремі операції, необхідні для здійснення технологічного процесу, поділяють на основні супутні і допоміжні. Відповідно до цього розрізняють основне, супутнє і допоміжне обладнання.

Стосовно до прокатці до основних відносяться операції по здійсненню пластичної деформації металу, тобто власне прокатку, і відповідно до основного обладнання відносять прокатну кліть, електропривод і передавальні пристрої.

До супутніх відносять операції, в процесі яких може змінюватися фізичний стан і / або розміри розкату, але без зміни форми і площі поперечного перерізу. Це нагрівання, охолодження, порізка на мірні довжини, правка, зачистка прокату та ін. І відповідне устаткування: нагрівальні пристрої, холодильники, правильні машини, засоби порізки, обробки та ін.

До допоміжних відносяться операції, при яких не змінюється ні форма, ні розміри, ні фізичний стан металу, що прокочується. Це операції і відповідне обладнання для поздовжнього і поперечного переміщення гуркотів, (рольганги, шлеппери, вантажопідйомні механізми), їх кантування і таврування, змотування в бунти і рулони, обв'язки прокату, перевалки валків та ін. В побуті, однак, супутні і допоміжні операції і обладнання зазвичай називають допоміжними.

Лінія, на якій розташовано основне обладнання, називається головною (робочої) лінією прокатного стану (рис.7.1). Основними її елементами є: робоча кліть з валками (1), шпинделі з муфтами (2), шестернева кліть (3), корінна муфта (4), редуктор (6), головна (моторна) муфта (7) і двигун (5) .

Валки (рис.7.2) складаються з бочки (1) діаметром d і довжиною l, двох опорних шийок (2) і хвостовиків (3). Розміри і кількість валків в кліті визначають тип кліті і прокатного стану. Сортові стани характеризуються номінальним діаметром бочки валка (наприклад, стан 280), а листові - її довжиною (наприклад, стан 3600). Якщо сортовий стан складається з декількох клітей з різними діаметрами валків, тип стану зазвичай визначають по валянням чистової кліті.

Прокатні стани класифікують за такими ознаками: по режиму роботи, за призначенням, по кількості і розташуванню валків в кліті, по кількості і розташуванню клітей.

По режиму роботи прокатні стани діляться на нереверсивні (частота і напрямок обертання валків постійні) і реверсивні (прокатку здійснюють в прямому і зворотному напрямку за рахунок зміни напрямку обертання валків). До других відносять блюмінги, слябінги, заготівельні і товстолистові стани.

За призначенням стани підрозділяються на стани для виробництва напівпродукту і стани для виробництва готового прокату. До перших відносять блюмінги, слябінги, заготівельні стани. До других відносять:

- рельсобалочного стану (діаметр валків 750-900 мм);

- великосортні стани (500-700 мм);

- середньосортного стану (350-500 мм);

- дрібносортна стани (250-330 мм);

- дротові стани (150-280 мм);

- штрипсовие стани (300-400 мм);

- товстолистові стани (довжина бочки валків до 5500 мм);

- широкосмугові стани гарячої прокатки (до 2500 мм);

- широкосмугові стани холодної прокатки (до 2800 мм);

- трубні стани різних типів;

- інші стани (колесо-бандажні, осепрокатние, шаропрокатних і ін.)

За кількістю і розташуванням валків в кліті розрізняють:

- Двохвалкові (дуо) кліті (див. Рис.1.1). Широко використовують в реверсивному і нереверсивного режимах.

- Тривалкові (тріо) кліті, сортові (7.3 а) і листові (рис. 7.3 б). Використовують для прокатки заготовок, сорти і листів.

- Подвійні двохвалкові кліті (подвійне дуо). Рідко використовують, в основному для прокатки дрібного сорту з легованих сталей (рис.7.4).

- Четирехвалковую кліті (кварто). Використовують в основному в листовому виробництві (ріс.7.5). Робочі валки (2) меншого діаметру, опорні (1) - більшого для підвищення жорсткості системи.

- Шестівалковие кліті (рис. 7.6) використовуються рідко. Варіант розташування валків - в одній вертикальній осьовій площині. Приводні валки робочі.

- Багатовалкові кліті - 12-ти і 20-ти валкові. Використовують для прокатки найтонших смуг (до 2 мкм) в рулонах (рис. 7.7.- 7.8). Діаметр робочих валків до 50 мм. Приводними є опорні валки.

- Універсальні кліті - для прокатки листів крім горизонтальних оснащують двома вертикальними приводними валками; для прокатки широкополочних балок холості вертикальні валки розташовують в одній вертикальній площині з горизонтальними (ріс.7.9).

За кількістю і розташуванням клітей прокатні стани підрозділяються на одно- і многоклетьевие. Одноклетьевим - блюмінги, слябінги, листопрокатні, обтиску-заготівельні та ін. Стани (ріс.7.10).

Многоклетьевие стани - лінійного типу, безперервні, напівбезперервні і з послідовним розташуванням клітей.

Стани лінійного типу (рис.7.11) використовують для прокатки заготовок, дрібно-, середньо- і великосортних профілів. Недоліком таких станів є великі витрати ручної праці, низькі швидкості прокатки і продуктивність. Частково цих недоліків можна уникнути розміщенням клітей в кілька ліній (ріс.7.12.).

Більш досконалими є безперервні стани з клітями, розташованими один за одним (ріс.7.13). Такі стани працюють за принципом: «в кожній кліті - один прохід». Гуркіт одночасно може перебувати в кількох клітях. Тому необхідно дотримуватися правила так званих секундних обсягів, тобто через кожну кліть в одиницю часу має проходити однакову кількість металу:, де V і F - швидкості і площі поперечного перерізу розкату по клетям, відповідно. При порушенні цієї умови між клітями можуть виникнути розтягнення гуркоту або петля. Тому в безперервному режимі катають переважно прості профілі.

Принцип безперервної прокатки використовують на безперервно-заготовочних станах, середньо- і дрібносортних, дротових, штрипсових станах, широкосмугових станах гарячої і холодної прокатки листів і ін.

Для прокатки більш складних профілів застосовують напівбезперервні стани і стани з послідовним розташуванням клітей. Напівбезперервні стани використовують для прокатки дрібного сорту. Вони поєднують безперервну чорнову і лінійну чистову групи клітей (ріс.7.14).

У станів з послідовним розташуванням клітей (ріс.7.15) чорнова група може бути безперервною, а наступні кліті розташовані один за одним на відстані, що перевищує довжину розкату. Для скорочення загальної довжини стану кліті розташовують в декількох паралельних лініях. У цих коморах відпадає необхідність дотримуватися правила секундних обсягів. Такі стани використовують в основному для прокатки середнього і крупного сорту.

Різновидом таких станів є стан із шаховим розташуванням клітей (ріс.7.16)

7.2 Основне і допоміжне обладнання прокатних станів.

Робоча кліть складається з двох станин, валків з підшипниками, механізмів для установки і фіксації положення валків у вертикальній і горизонтальній площинах, валковой арматури, пристроїв для змащування і охолодження валків.

Станини відкритого або закритого типів (ріс.7.17) відливають зі сталі марки 30 ... 35Л двотаврового або прямокутного перетину.

Станини закритого типу у вигляді цільної рами, витримують великі зусилля прокатки, але менш зручні в експлуатації: утруднена перевалка валків, діаметр їх обмежений шириною вікна.

Прокатні валки - основний деформуючий інструмент - працюють в жорстких умовах: різкі теплозмін, великі тиску, абразивне тертя тощо. Тому вони повинні бути не тільки високоміцними, а й термо- і зносостійкими.

За матеріалом валки підрозділяються на сталеві (литі, ковані) і чавунні. Сталеві валки мають досить високу міцність і пластичністю, тому їх використовують в коморах, що зазнають великі зусилля прокатки. Чавунні валки менш міцні, але більш зносостійкі. ніж сталеві. Тому частіше їх використовують в предчістових і чистових клітях.

Матеріалом валків служать вуглецеві, низьколеговані і леговані стали (Ст. 50 ... 55, 50 ... 60ХН, 9ХФ і ін.), Леговані і нелеговані чавуни (СШХН-60, ЛПХН-60 і ін.). Букви С, Л позначають сортові та листові валки; Ш, П - чавун з кулястим або пластинчастим графітом; Х, Н - леговані хромом і нікелем, відповідно; 60 - твердість, одиниць по Шору.

При завалці в кліть і в процесі експлуатації положення валків необхідно регулювати. Для цього служать механізми установки валків.

До них відносяться нажимное пристрій, що врівноважують пристрій і пристрій для регулювання положення валків в осьовому напрямку.

Нажимное пристрій служить для регулювання положення валків у вертикальній площині. Воно складається з гайки (фосфористая бронза), укріпленої у верхній поперечині станини, і натискного гвинта (коване залізо 40 ... 45 ХН).

Привід натискного гвинта - ручний на станах з невеликим переміщенням верхнього валка (50-100 мм), електромеханічний - на станах з частими і великими

переміщеннями верхнього валка (швидкість переміщення до 200 мм / сек) і електрогідравлічний для точного встановлення верхнього валка (швидкість переміщення до 40 мм / сек, точність установки до 1 мкм).

Щоб уникнути зазорів в системі валок-нажимное пристрій, які є причиною динамічних ударів при захопленні смуги валками, подушки верхнього валка повинні бути постійно притиснуті до нажимному гвинта. Для цього служать врівноважують пристрою. У клітей з ручним натискним пристроєм це пружина; у клітей з механічним або гідравлічним приводом натискного пристрою - вантажне або гідравлічне врівноважує пристрій.

Осьове регулювання валків частіше здійснюють болтами в стійках станини, що проходять через спеціальні планки або фланці подушки.

Подушки валків зазвичай литі, сталеві, мають циліндричні проточки для установки підшипників. Підшипники частіше кочення або рідинного тертя, рідше - текстолітові, ковзання.

Валковая арматура (ріс.7.18) служить для точної завдання і виведення гуркоту з валків, а також утримання в потрібному положенні гуркоту в калібрі.

Для передачі обертання від двигуна до робочих валянням - безпосередньо або через редуктор і шестеренних кліть, - служать муфти і шпинделі. Використовують пружинні, зубчасті, трефові і ін. Муфти. Трефові муфти (ріс.7.19) відливають з чавуну, а шпинделі - виготовляють з кованої або катаної сталі. Недоліком згаданих муфт є обмежений кут перекосу - 1 ... 2 0. При великому перекосі (10 ... 12 0) використовують універсальні шпинделі. Виготовляють їх з кованої сталі марки 40 ... 45ХН та ін.

В якості нагрівальних пристроїв використовують колодязі, методичні та кільцеві печі, печі з викатним подом і ін.

Транспортні засоби для передачі заготовок і гуркотів по технологічному ланцюжку представлені слітковоза і передавальними візками, рольгангами, електромостового кранами, шлеперами та ін. Транспортні засоби по масі становлять 40 ... 60% від маси механічного обладнання прокатного стану.

Для порізки прокату на мірні довжини, видалення решт тощо. Використовують гільотинні та дискові ножиці (ріс.7.20), дискові пилки салазкового або маятникового типів, летючі ножиці та ін.

Правку прокату здійснюють в ролікоправільних машинах з прямо-і / або косорасположеннимі валками (ріс.7.21).