Выбор технологии и состава оборудования для производства проката рельса Р75 из стали 45Г (стр. 2 из 3)

Выплавленную сталь выпускают из плавильной печи в разливочный ковш, из которого ее разливают в изложницы или кристаллизаторы машины для непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). В изложницах или кристаллизаторах сталь затвердевает, и получаются слитки, которые подвергают прокатке, ковке.

Изложницы — чугунные формы для изготовления слитков. Изложницы выполняют с квадратным, прямоугольным, круглым и многогранным поперечными сечениями. Слитки квадратного сечения переделывают на сортовой прокат (двутавровые балки, швеллеры, уголки и т. д.). Слитки прямоугольного сечения с отношением ширины к толщине 1,5—3 переделывают на лист. Из слитков круглого сечения изготовляют трубы, колеса. Многогранные слитки используют для поковок.

Для прокатки отливают слитки массой 200 кг — 25 т; для поковок отливают слитки массой до 300 т и более. Обычно углеродистые спокойные и кипящие стали разливают в слитки массой до 25 т.

Рисунок 2. Схема разливки стали по изложницам

Разливка стали сверху:

1 — ковш с металлом;

2 — изложница;

3 — поддон

Сталь разливают в изложницы сверху, снизу (сифоном) и на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Для обычных углеродистых сталей используют разливку сверху. При разливке сверху сталь поступает непосредственно из ковша в изложницу; после наполнения изложницы отверстие в ковше закрывают, краном перемещают ковш к следующей изложнице, и процесс повторяется.

При таком способе разливки стали поверхность слитков вследствие попадания брызг жидкого металла на стенки изложницы может быть загрязненной пленками оксидов.

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 стане950/800:

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.

Вторая линия рельсобалочного - стана состоит из двух черновых трехвалковых клетей и одной чистовой двухвалковой клети. Черновые трехвалковые клети имеют валки диаметром 800 мм с длиной бочки 1900 мм. Валки этих клетей приводятся во вращение от реверсивного электродвигателя мощностью 8100 кВт с частотой вращения ПО—200 об/мин. Установка реверсивного электродвигателя обеспечивает широкую регулировку числа оборотов валков, захват валками балок больших размеров при сниженных оборотах и быстрый разгон валков до необходимой скорости прокатки, а так же в случае необходимости обеспечивает реверсирование стана. Чистовая двухвалковая клеть имеет валки того же диаметра, что и валки черновых клетей, а в данном случае несколько большего (850 мм), но с длиной бочки 1100—1200 мм. Валки чистовой клети вращаются отдельным электродвигателем мощностью 2100 кВт с частотой вращения 100—220 об/мин. Для прокатки облегченных и широкополочных балок современные рельсобалочные станы оборудованы сменной универсальной клетью, устанавливаемой на место чистовой двухвалковой клети.

4. Расчет производительности последнего в техническом потоке стана (в общем виде)

Производительность сортовых станов

Технически возможная часовая производительность, т/ч, сортового стана А = 3600*G/T, где G – масса слитка, блюма, заготовки, и т.д., т; Т – ритм (темп) прокатки, с. Ритм прокатки на многоклетьевых станах линейного типа зависит от числа клетей и распределения проходов между ними. Он будет тем меньше, чем больше клетей имеет стан и чем равномернее распределена, продолжительность прокатки по клетям. Ритм прокатки будет наименьшим для данного стана, если ни одна из его клетей не будет являться узким местом (явление, при котором производительность или пропускная способность системы ограничена одной или несколькими компонентами или ресурсами).