Технологический процесс и оборудование стана. Схема расположения оборудования

Технологический процесс и оборудование стана. Схема расположения оборудования. Холодная прокатка трансформаторной стали на отечественных заводах осуществляется на одноклетевых реверсивныхрис.1, трехклетевых и пятиклетевом непрерывных и многовалковых станах. Обязательным условием прокатки трансформаторной стали с большим обжатием является наличие мощного прокатного оборудования пятиклетевых непрерывных либо одноклетевых многовалковых станов и применение высокоэффективных технологических смазок.

Сопоставление данных о силовых условиях деформации трансформаторной и малоуглеродистой сталей на одном и том же стане при относительно одинаковых условиях прокатки позволяет сделать вывод, что давления и расход энергии при прокатке трансформаторной стали на 10 15 больше, чем при прокатке малоуглеродистой стали.

При увеличении содержания кремния в стали значительно повышается сопротивление металла деформации. Удельное давление металла на валки при холодной прокатке стали с содержанием 4 Si в четыре раза, а с содержанием 3,5 Si в 2,5 раза больше, чем при прокатке стали 1 Si. Принятые при холодной прокатке трансформаторной стали интенсивные обжатия в первом пропуске 35 45 в результате значительной деформации обеспечивают нагрев полосы до 100 150 С, что благоприятно влияет на процесс прокатки рулона в последующих пропусках, так как нагрев полосы до такой температуры в результате деформации приводит к значительному снижению сопротивления деформации при прокатке.

Для обезжиривания полосы после холодной прокатки могут быть применены различные способы, в том числе электролитический, химический, ультразвуковой. В настоящее время для обезжиривания рулонов химическим способом применяют растворы следующего состава, гдм3 Сода кальцинированная 50 Тринатрийфосфат 20 Каустическая сода 5 Эмульгатор ОП-7 3 Решающее влияние на качество холоднокатаной трансформаторной стали оказывает термическая обработка предварительный, промежуточный и окончательный высокотемпературный отжиги.

Изменения магнитных характеристик трансформаторной стали при термической обработке вызываются а изменением формы углерода лучшие свойства получаются, когда углерод находится в виде графита б выгоранием углерода и дегазацией металла в увеличением размеров зерен г рекристаллизацией наклепанной стали при которой происходит снятие внутренних напряжений, изменение величины зерен и их ориентация, Промежуточный рекристаллизационный отжиг холоднокатаной трансформаторной стали необходим для снижения твердости ленты после первого передела холодной прокатки.

Опыт работы показал, что такой отжиг трансформаторной стали в колпаковых печах с различной защитной атмосферой практически не влияет на снижение содержания углерода в стали. Высокотемпературный отжиг холоднокатаной трансформаторной стали проводится в колпаковых печах при 1100 1200 С в вакууме или в сухом водороде.

При высокотемпературном отжиге происходит укрупнение зерен феррита, коагуляция включений, изменение формы углерода и уменьшение количества вредных примесей в стали. В последние годы для обезуглероживания и окончательного отпуска трансформаторной стали строили башенные и горизонтальные печи, характеризующиеся высокой производительностью, позволяющие проводить значительноеобезуглероживание металла. Рис. 21. Линия термической обработки трансформаторной стали с башенной печью а камера нагрева б камера выдержки в камера регулируемого охлаждения г камера ускоренного охлаждения д камера обдувки 1 разнатыватель 2 гильотинные ножницы 3 тянущие ролики 4 сварочная машина 5 струйно-щеточные машины С ванна электролитического обезжиривания 7 сушилка 8 петлевые ямы 9 башенная печь 10 установка Для нанесения защитного покрытия 11 моталка.

На рис. 21 24 показаны агрегаты для термической обработки трансформаторной стали, а на рис, 132 отделение электроизоляционного покрытия цеха холодной прокатки трансформаторной стали.

Рис. 22. Протяжная печь для нормализации рулонов трансформаторной стали 1, 2 камеры нагрева и охлаждения соответственно. В современном производстве подката из трансформаторной стали предусматривается технологический передел слитков большой массы в слябы на блюмингах или слябингах либо получение слябов с установок непрерывной разливки стали с использованием стали, содержащей 2,9 3,2 Si. При производстве катаных слябов слитки в колодцевые печи загружаются горячим всадом с температурой поверхности слитков при посадке 800 950 С. Продолжительность нагрева слитков в зависимости от температуры всада 7 10 ч, имея в виду, что не менее 75 общего времени должно расходоваться на томление слитков при температуре выдачи.

Прокатанные слябы в потоке обжимных станов подвергаются зачистке на машинах огневой зачистки, после чего подвергаются термической обработке отжигу при температуре 750 С с загрузкой слябов в печь горячим всадом.

Охлаждение садки после отжига должно быть замедленным со скоростью 40 50 С. Регламентированный режим нагрева и охлаждения слябов кремнистой стали исключает образование трещин из-за значительных термических напряжений. При необходимости дополнительной зачистки поверхностных дефектов на слябах ее осуществляют на остывших слябах на адъюстаже. Слябы перед прокаткой на широкополосном стане нагреваются в зависимости от химического состава трансформаторной стали до 1200 1400 С. Преимуществом использования полунепрерывных станов для прокатки рулонного подката является возможность Рис. 23. Башенная электрическая печь для обезуглероживания и отжига трансформаторной стали камерами нагрева, выдержки и регулируемого охлаждения 1 роликовый затвор 2 бак для замачивания в воде регулирования числа проходов и величины обжатия в зависимости от химического состава стали, температуры сляба и толщины рулонного подката.

Перед чистовой группой клетей температура раската толщиной 18 25 мм должна быть в пределах 950 1050 С, температура конца прокатки не ниже 850 С и температура полосы при смотке на моталку не выше 600С. Толщина рулонного горячекатаного подката определяется режимом его прокатки на стане холодной прокатки и конструкцией стана.

Обычно толщина подката равна 2,5 мм. 3. Материал и профилировка валков станов холодной прокатки. Валки станов холодной прокатки испытывают воздействие очень высоких контактных давлений, которые, как правило, в несколько раз превышают величину предела текучести деформируемого металла при комнатной температуре.

В связи с этим валки должны обладать соответствующей прочностью и твердостью. Второе, что необходимо учитывать это повышенные требования к качеству поверхности холоднокатаных листов. Чтобы удовлетворить их, валки должны иметь определенный микрорельеф поверхности тем более недопустимы различные макроповреждения и дефекты. Рабочие валки станов холодной прокатки изготавливают из высокоуглеродистых сталей, легированных хромом, ванадием, вольфрамом и другими элементами.

Чаще всего применяют валки из сталей 9Х, 9ХФ, 9Х2, 9Х2В, 9Х2СФ, 9Х2МФ, 9Х2СВФ, 60Х2СМФ. После отливки и ковки валки подвергаются сложной термической обработке, на заключительной стадии - поверхностной закалке с отпуском. Твердость бочки рабочих валков обычно находится в пределах 90-102 HSD по Шору, твердость шеек 30-55 HSD Толщина закаленного поверхностного слоя валков должна быть не менее 3 радиуса валков.

Для рабочих валков большого диаметра порядка 500-600 мм рациональная толщина закаленного слоя составляет примерно 10-12 мм. В последние годы рабочие валки многовалковых станов, предназначенных для прокатки особо твердых и тонких лент, иногда изготавливают из твердых металлокерамических сплавов на основе карбида вольфрама 85-90 карбида вольфрама и 10-15 кобальта. Методом горячего прессования и спекания удается получать цельные валки диаметром до 80 мм, длиной до 1500 мм. Твердость таких валков достигает 115-125 HSD Их износостойкость в 30-50 раз превышает стойкость валков из легированных сталей.

Благодаря очень высокому модулю упругости, карбидвольфрамовые валки сплющиваются в очаге деформации в 3 раза меньше, чем стальные валки. Вместе с тем надо иметь в виду, что карбидвольфрамовые валки имеют большую стоимость и повышенную хрупкость. Последнее затрудняет их использование при ударной нагрузке и значительных прогибах. Опорные валки бывают трех типов цельнокованые, литые и составные бандажированные.

Наиболее распросгранены цельнокованые опорные валки. Их изготавливают из сталей 9Х, 9Х2, 9ХФ, 75ХМ, 65ХНМ. Для изготовления осей составных валков используют более простые, менее легированные марки сталей 70, 55Х, 50ХГ, 45ХНВ, 45ХНМ. Бандажи по своему химическому составу соответствуют цельнокованым валкам. Твердость бочки опорных валков обычно составляет 60- 85HSD. На практике установлено, что работоспособность новых валков, особенно рабочих, прошедших сложную термическую обработку, значительно повышается при вылеживании их в течение 5-6 месяцев это способствует снятию внутренних напряжений в валках.

Важной операцией является подготовка поверхности валков к прокатке. Применяются рабочие валки со шлифованной, полированной и насеченной поверхностью. Шлифование валков до 7-9 класса чистоты поверхности является наиболее распространенной операцией она выполняется на специальных вальцешлифовальных станках. Инструментом для обработки служат шлифовальные круги из карбида кремния, карбида бора, электрокорунда, синтетических алмазов и других материалов.

При шлифовании сначала производится обдирка с целью удаления накопившихся поверхностных дефектов, а затем - чистовая обработка с профилированием бочки валка и доводкой поверхности до заданного класса чистоты. Съем поверхностного слоя за одну плановую перешлифовку при отсутствии глубоких повреждений для рабочих валков составляет примерно 0,05-0,1 мм на диаметр.

Полированные рабочие валки 10-12 класса чистоты поверхности применяются на многовалковых станах, в частности при прокатке нержавеющей стали, а также очень часто при прокатке некоторых видов цветных металлов, например фольги. Полирование осуществляется также на вальцешлифовальных станах с применением мелкозернистых корундовых кругов на бакелитовой связке с графитовым наполнителем, графитовых и войлочных кругов. На поверхность войлочных кругов наносится полировальная паста типа ГОИ. Насеченные, шероховатые рабочие валки применяются в первой и последней клетях непрерывных станов в первой клети - для улучшения условий захвата, в последней клети - с целью предотвращения сваривания витков рулонов или листов в пачках при отжиге.

Насеченные валки применяются и в некоторых других случаях, когда необходимо получить шероховатую поверхность продукции. Операция насечки выполняется на специальных дробеструйных установках. Рабочим телом служит чугунная или стальная колотая дробь, иногда резаная стальная проволока сечка. В настоящее время для получения высококачественной, износостойкой поверхности валков с любой требующейся шероховатостью все более широко используется электроискровая и электроэрозионная обработка.

Под действием больших усилий, возникающих при холодной прокатке, валки претерпевают значительную упругую деформацию они прогибаются и сплющиваются. Образующаяся в процессе прокатки тепловая выпуклость валков не компенсирует в полной мере их упругую деформацию. В связи с этим для получения листов и полос с минимальной, допустимой поперечной разнотолщинностью приходится применять выпуклую начальную станочную профилировку валков.

При этом часто профилируется только верхний рабочий валок, а остальные три валка клети кварто нижний рабочий и два опорных шлифуются цилиндрическими Величина задаваемой выпуклости зависит, естественно, от типа стана, размера валков, свойств металла, толщины и ширины прокатываемых полос, режима обжатий и т.д. Чаще всего величина выпуклости по разности диаметров находится в пределах 0,05-0,5 мм. На бочках опорных валков иногда делают краевые скосы длиной до 250 мм. с уменьшением диаметра до 3 мм. Это способствует более равномерному распределению давлений и износа вдоль бочек.

Практика свидетельствует, что для нормальной эксплуатации станов холодной прокатки необходимо иметь минимум пять комплектов рабочих валков и три комплекта опорных. 4.