Производство горячекатанной стали

Содержание

 

Характеристика горячекатаной  стали............................................................................3

Технология производства горячекатаной стали на реверсивных  листовых станах...5

Технологический процесс производства толстых листов.............................................8

Технология производства горячекатаной стали на непрерывных 

и полунепрерывных станах..........................................................................................14

Технологический процесс  на непрерывных и полунепрерывных станах................20

Технико-экономические  показатели производства горячекатаных  листов.............27

Литература.......................................................................................................................29

Характеристика  горячекатаной стали

Горячекатаную сталь  производят на расположенных в одну или две линии одно и двуклетевых  станах, полунепрерывных и непрерывных  станах и станах специальной конструкции (например, планетарных) в горячем  состоянии.

Толстолистовую сталь поставляют толщиной 4—6 мм с интервалом 0,5 мм, 6—30 мм— 1,0 мм, 30—60 мм —2,0 мм, больше 60 мм — 2,0—5,0 мм.

Длина толстолистовой стали  должна быть кратной 100 мм, но не менее 1200 мм. По договоренности с заказчиком толстолистовую сталь можно поставлять по теоретической массе, исходя из номинальной толщины листа.

На современных непрерывных  прокатных станах горячей прокатки можно прокатать листовую сталь  с минимальной толщиной 1,2 мм.

Большая часть листовой горячекатаной стали производится из углеродистой и низколегированной стали.

Толстолистовую котельную  и топочную стали прокатывают  толщиной 8—60 мм из углеродистых сталей Ст2, СтЗ, 15К, 20К, 25К. (ГОСТ 5520—69); их поставляют в горячекатаном или термически обработанном состояниях. Котельную листовую сталь подвергают испытаниям для определения временного сопротивления разрыву, предела текучести и относительного удлинения, а также ударной вязкости и загиба в холодном состоянии.

Для судостроения используют листовую сталь толщиной 0,9—25 мм из углеродистых сталей Ст1С—Ст5С, Ст4Ф и Ст4Л (ГОСТ 5521—76). Эту листовую сталь подвергают испытаниям на растяжение и на изгиб в холодном состоянии.

В судостроении используют также марганцовистую сталь с  содержанием 1,30—1,65% Мg.

Для изготовления сварных мостовых конструкций применяют спокойную углеродистую сталь М16С, а для изготовления клепаных мостовых конструкций — кипящую и спокойную углеродистую сталь СтЗмост. Для мостостроения прокатывают также толстолистовую легированную сталь.

Сталь толстолистовую углеродистую качественную конструкционную прокатывают толщиной 4—60 мм из сталей 08—50. Эту сталь поставляют в термически обработанном состоянии и подвергают испытаниям на растяжение и на загиб в холодном состоянии.

Сталь горячекатаную  углеродистую конструкционную для автостроения поставляют толщиной до 14 мм в термически обработанном состоянии и в травленом виде.

По степени штампуемости различают листы глубокой (Г) и  нормальной (Н) вытяжки. Листы подвергают механическим испытаниям на растяжение и на загиб в холодном состоянии.

Сталь горячекатаную  углеродистую и легированную, качественную, конструкционную для авиастроения прокатывают из сталей 08, 10, 20, 35, 10Г2, 12Г2, 25ХГСА и 35ХГСА. Листы из углеродистой стали прокатывают на толщину до 30 мм, а из легированной стали — до 20 мм. Листы поставляют в термически обработанном состоянии и в травленом виде; их подвергают механическим испытаниям на растяжение и на загиб в холодном состоянии.

В зависимости от состояния  поверхности горячекатаная тонколистовая сталь производится третьей и четвертой групп.

Заготовки для локомотивных рам прокатывают толщиной 100 мм и  более.

Сталь горячекатаную  высоколегированную и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие прокатывают толщиной 0,5—25 мм.   Коррозионностойкую сталь производят из сталей 12Х13, 20Х13; кислотостойкие—из сталей 12Х18Н9, 17Х18Н9, 12Х18Н9Т и  : др.; жаростойкие—из сталей 20Х23Н13, 20Х23Н18.

Листы поставляют в термически обработанном состоянии и травленом  виде.

В зависимости от состояния  поверхности и термической обработки листы подразделяют на три группы: А — листы, термически обработанные, травленые; Б — листы, термически обработанные, не травленые; В — листы, термически не обработанные, не травленые.

Применяются следующие  виды термической обработки: высокий отпуск до температуры 680—730° С; отжиг при температуре 760—780° С; закалка в воде или на воздухе (температура 1050— 1500° С в зависимости от марки стали).

Сталь трехслойная для  отвалов плугов прокатывается толщиной 5,0; 6,0 и 7,0 мм.

Горячекатаная сталь может поставляться также в рулонах шириной от 200 до 2300 мм и толщиной 1,0—10 мм.

Сталь рулонная горячекатаная  подразделяется по состоянию поверхности (травленая, нетравленая), виду кромки (обрезная, необрезная, катаная), точности прокатки (повышенной и нормальной точности).

Технология  производства горячекатаной стали  на реверсивных листовых станах

Характеристика станов

Станы бывают одно- и двуклетевые. Сортамент листов станов   линейного типа обусловлен требованием производства листов толщиной выше 16 мм (менее 16 мм — сортамент непрерывных -Г станов) и большой ширины.

На старых металлургических заводах еще имеются одноклетевые толстолистовые трехвалковые станы (трио Лаута), на которых обычно прокатывают листы толщиной 4—25 мм.

Недостатки указанных станов (небольшие обжатия за проход, наличие тяжелых подъемно-качающихся столов, большая разно-толщинность листовой стали по ширине) привели к тому, что в настоящее время эти станы не строят.

Широкое распространение  получили одноклетевые четырехвалковые станы, применяемые обычно для прокатки толстолистовой стали большой ширины.

Одним из вариантов одноклетевых станов является стан, имеющий клети с вертикальными валками перед четырехвалковой клетью и за ней. Такие станы могут совмещать функции слябинга и листового стана.

Крупным толстолистовым станом является стан 5335/4065. Он предназначен для прокатки стальных листов толщиной 4,8—45 и плит толщиной до 380 мм, шириной 760—5080 мм: и длиной до 38 м.

Особенность этого стана  — возможность перемещения каждой станины по направляющим плитовин на расстояние 635 мм симметрично оси прокатки.

Имеются двуклетевые  станы для прокатки толстого листа; с расположением рабочих клетей одна за другой (первая клеть — черновая, а вторая — чистовая).

Двуклетевые станы бывают нескольких типов: 1) черновая и чистовая клети трехвалковые Лаута; 2) черновая двухвалковая, чистовая — трехвалковая Лаута; 3) черновая — трехвалковая лл Лаута, чистовая — четырехвалковая; 4) черновая — двухвалко- Ц вая, чистовая — четырехвалковая; 5) черновая и чистовая клети — Ц четырехвалковые.

Производительность двуклетевых  станов больше, чем одноклетевых. Качество листов лучше, так как чистовая клеть  работает ни на подкате, очищенном от окалины в черновой клети.

В последнее время  в качестве чистовой клети начали применять клети четырехвалковые, обеспечивающие прокатку листовой стали с малой разнотолщинностью по ширине, высоким качеством поверхности и большими обжатиями за проход.

Чистовые универсальные  клети применяют значительно  реже, чем четырехвалковые клети, так как вследствие поперечного прогиба при прокатке широких и сравнительно тонких листов они не обеспечивают эффективного обжатия кромок.

Все большее распространение  за рубежом получают комбинированные обжимные листовые станы, на которых осуществляется прокатка в два нагрева, т. е. слябов из слитков в рабочей двухвалковой клети, а затем толстых листов из слябов в той же рабочей клети, но с четырьмя валками. Такие станы наиболее эффективно используют при выполнении небольших заказов широкого сортамента.

Толстолистовые станы  оборудуют рабочими клетями различного типа: четырехвалковыми с неподвижными станинами закрытого типа для обеспечения максимальных обжатий за проход, минимальной разнотолщинности и высокой скорости прокатки; четырехвалковыми высокой жесткости с устройствами противоиз-гиба валков; четырехвалковыми с передвижными станинами и, следовательно, с различной длиной бочки валков для прокатки листов с большим диапазоном по ширине и максимальной шириной листов 4000 мм; четырехвалковыми, обеспечивающими повышенную точность толстолистовой стали — бесстанинного типа; комбинированными двух- и четырехвалковыми клетями с двумя — тремя комплектами валков для прокатки слябов и толстых листов с двумя нагревами.

Станы обеспечиваются устройствами для противоизгиба валков: 1) гидравлическими домкратами, при этом усилия домкратов, распирающие шейки валков, совпадают с усилием прокатки; 2) гидравлическими домкратами с приложением усилий, направленных так, что они противоположны усилиям прокатки; 3) противоизгиб опорных валков.

Нажимные механизмы  рабочих четырехвалковых клетей толстолистовых станов в большинстве случаев электромеханического типа с приводом от электродвигателя постоянного тока. Кроме того, в качестве нажимных устройств применяют механизмы гидромеханического типа.

Для удаления окалины  с поверхности металла перед  прокаткой, а также в процессе прокатки устанавливают системы гидросбива, работающие при давлении воды до 10—20 МПа.

Станы для производства толстых листов имеют комплекс оборудования для транспортировки, правки, резки и термической обработки металла.

С целью исключения повреждения  нижних поверхностей раската в технологической  линии толстолистовых станов применяют транспортные средства шагающего типа. В качестве холодильников применяют холодильники с неподвижными решетками и цепными шлепперами, а также с шагающими и роликовыми холодильниками.

Вид транспортного оборудования (рольганги, шлепперы, крановые приспособления) зависит от принятой схемы технологического потока металла. Конструкции основных видов оборудования, транспортирующего металл, описаны ранее.

Для правки листовой стали  в холодном и горячем состояниях применяют многороликовые правильные машины. Скорость правки принимается  обычно равной 1—5 м/с. Для правки толстолистовой стали в горячем состоянии правильную машину устанавливают на продолжении рольганга за чистовой клетью, обычно на расстоянии не более 60 м. Иногда конструкция этой машины позволяет отодвигать ее в сторону по специальным направляющим с установкой на этом месте секции рольганга.

Для правки листов из легированных сталей в связи с их высокими механическими свойствами применяют правильно-растяжные машины.

Охлаждение толстолистовой стали на современных листовых станах происходит при транспортировке по рольгангам, роликовым цепным транспортерам и стеллажам-холодильникам со скоростью 0,2—0,5 м/с.

Так как  толстые листы иногда поставляют с поверхностью, очищенной от окалины, то в современных цехах предусматривается установка для травления или дробеструйное устройство.

В современных листопрокатных цехах, выпускающих качественную углеродистую и легированную листовую сталь, широко применяют термическую обработку. Наиболее распространенным видом термической обработки углеродистой и низколегированной листовой стали является нормализация, которая улучшает пластические свойства металла и способствует получению мелкозернистой структуры.

На некоторых толстолистовых станах печи для нормализации горячекатаной толстолистовой стали установлены непосредственно в основном технологическом потоке.

Некоторые станы оборудованы  печами и устройствами для проведения операций отпуска и закалки с  отпуском.

Отделка готовой продукции  сопровождается дробеструйной очисткой поверхности листов и антикоррозионной покраской. Участки отделки листов оборудуются установками ультразвукового контроля.

Цехи по производству толстолистовой стали имеют также  оборудование для зачистки поверхности  листов. Для выборочной или сплошной зачистки применяют машины с абразивным кругом, установленные на самоходных тележках).

Технологический процесс производства толстых листов

Нагретые, в методических печах или в печах с выдвижным  подом исходные заготовки подают к стану для прокатки по рольгангам или краном.

Толстые листы на станах линейного типа можно прокатывать различными способами в зависимости от ширины слябов, из которых прокатывают листы. В тех случаях, когда ширина сляба равна ширине листа с необрезными кромками, сляб прокатывают вдоль до необходимой толщины и длины листа.

Часто толстолистовую сталь прокатывают на станах линейного типа из слябов, ширина которых меньше ширины листов. В таких случаях процесс прокатки состоит из трех стадий. В первой стадии (протяжка), а) слябы прокатывают вдоль для улучшения формы раскатов. Во второй стадии, б) слябы прокатывают поперек для получения требуемой ширины листа. Эту стадию процесса прокатки обычно называют разбивкой ширины листа. Сляб после первых 2—4 проходов поворачивают на 90° и прокатывают поперек его длины. После получения необходимой ширины начинается третья стадия прокатки — получение необходимой толщины (при этом условие получения необходимой длины определено фабрикацией). Для этого раскат снова поворачивают на 90° и прокатывают его вдоль.