Производство горячекатанной стали

При прокатке толстых  листов из слябов с шириной меньше ширины листа разбивка ширины листа может и не производиться, если ширина его будет получаться из длины сляба, а длина — из ширины сляба. Это достигается прокаткой сляба в поперечном направлении.

Прокатку таким способом широко не применяют. В этом случае длина сляба ограничивается длиной бочки валка, что ведет к значительному снижению массы сляба и, следовательно, производительности стана.

На старых станах линейного  типа, производящих толстый лист из слитков, для получения необходимой  ширины листа прокатку часто ведут на угол. В этом случае в первых проходах слиток прокатывают вдоль для снятия конусности и обеспечения одинаковой толщины по длине, после чего проводят прокатку на угол. Для получения раската прямоугольной формы при прокатке на угол его задают в валки то одним углом, то другим. При задаче на угол усилие прокатки металла на валки нарастает постепенно, что для старых станов с нерегулируемой  скоростью валков важно, так как иначе могут возникать сильные удары. На современных станах, на которых захват металла можно осуществлять при небольших скоростях, это обстоятельство не является определяющим.

На двуклетевых листовых станах линейного типа около 80% обжатия  осуществляется в черновой клети  и лишь около 20% —в чистовой, что  обеспечивает одинаковую загрузку этих клетей по времени. В зависимости от конечной толщины листа и сляба толщина подката, поступающего в чистовую клеть, различна. Например, при прокатке на этих станах листов толщиной 4—25 мм толщина подката составляет 15—50 мм.

Режим обжатия на толстолистовых станах рассчитывают из условия максимальных обжатий, которые не превышают допустимых усилий прокатки металла на валки, момента прокатки и углов захвата.

Температуру прокатки контролируют фотоэлектрическими пирометрами, данные измерений записываются на ленте.

Для получения удовлетворительной структуры металла после прокатки листы охлаждают на рольгангах холодильника с ребристыми роликами, установленными за чистовой клетью стана. Над роликами и внизу между ними находятся  коллекторы с форсунками, присоединенными к цеховым магистралям воды и воздуха. Горячие листы, находящиеся на рольганге, могут охлаждаться водяной пылью из форсунки до 600—700° С.

Профиль валков выбирается таким, чтобы в результате прокатки получить готовый лист с минимальной разнотолщинностью. На рабочих клетях, оборудованных устройством для противоизгиба валков, имеется возможность регламентировать профиль зазора между рабочими валками, при этом листы получаются более ровными с минимальной разнотолщинностью.

Для правильной эксплуатации валков необходимо при остановках стана отключать охлаждающую жидкость, после перевалки валки необходимо укладывать на прокладки, разогрев новых, заваленных в стан валков производится по заданному инструкцией режиму.

Настройка клетей толстолистовых станов или черновых клетей полунепрерывных комбинированных станов (станов, имеющих в качестве черновой клети двух- или четырехвалковую клеть и в качестве чистовой — непрерывную группу клетей) заключается в установке уровня верхней образующей нижнего рабочего валка по отношению к уровню рольгангов; выверке и установке стрелки циферблата, показывающей раствор валков с учетом «пружины» клети.

Уровень верхней образующей нижнего рабочего валка должна - на 30—35 мм превышать уровень рольгангов. Это достигается установкой прокладок соответствующей толщины под подушки нижнего валка.

Горизонтальность нижнего  валка проверяют по уровню и устанавливают также с помощью прокладки.

Параллельность валков на черновых клетях толстолистовых станов определяют обычно с помощью нутромера, для чего валки сближают на расстояние примерно 50 мм. Раствор валков замеряют нутромером на расстоянии 100 мм от краев бочки. Перекос валков устраняют включением правого или левого нажимного винта. В зависимости от толщины прокатываемых листов допускается перекос 0,1—1 мм.

На чистовых клетях толстолистовых станов параллельность валков определяют обжатием прутков из низкоуглеродистой  стали диаметром 10—15 мм на 4—5 мм. Прутки закладывают на расстоянии 100 мм от краев бочки. По толщине прутков в месте обжатия судят о параллельности валков. Если перекос больше допускаемой величины (в зависимости от толщины прокатываемых листов может составлять 0,05—0,10 мм), его исправляют с помощью включения одного нажимного винта.

Стрелку циферблата устанавливают  в нужное положение при соприкосновении  валков, а затем ее положение корректируется на величину «пружины» клети после  прохода первого сляба (замеряют толщину прокатанного сляба и сопоставляют ее с показанием стрелки циферблата) или положение стрелки заранее устанавливают на 3—5 мм больше раствора валков, а потом проводят корректировку после прокатки пробного сляба.

Обычно регламентируется разность уровней рольганга и  проводок или проводок и уровня валка. Так, для стана 2300 Челябинского завода дают разность 10 мм между уровнями рольгангов и проводок и 40 мм между уровнями валков и проводок.

Регламентируется также  зазор между проводками и валками. Как правило, он больше для черновой клети стана и меньше для чистовой.

При переходе на прокатку листов нового размера или при изменении марки стали проводят контроль и при необходимости корректируют показания стрелки циферблата.

Чтобы облегчить работу станинных роликов (ролики, расположенные на станинах с задней и передней стороны станов и являющиеся промежуточными между валками и роликами рольгангов), на черновых клетях применяют так называемое нижнее давление. В этом случае диаметр нижнего валка на 4—10 мм больше верхнего. Прокатываемый сляб как бы изгибается вверх и станинные ролики и первые ролики рабочих рольгангов не испытывают значительных ударных воздействий.

На чистовых клетях также  применяется нижнее давление, равное 1—3 мм. Однако в некоторых случаях при прокатке средних листов применяют верхнее давление. В этом случае диаметр верхнего валка больше диаметра нижнего валка на 1—2 мм.

Для измерения толщины  проката используют приборы, работа которых основана на сравнении остаточной интенсивности радиоактивных измерений, прошедших через измеряемую полосу и эталонный образец. Используют два вида излучения: рентгеновское и γ-лучи.

Для измерения полос  и листов толщиной 7—52 мм применяют  измеритель толщины ЦИТРА-П1. Действие измерителя толщины основано на методе прямого измерения степени ослабления интенсивности измерения, прошедшего через измерительный лист. Измерительная головка прибора смонтирована на тележке, перемещающейся по расположенным под рольгангом рельсам.

Результаты измерения  в виде абсолютных значений выдаются на цифровое табло. Имеется также  печатающее устройство для регистрации результатов измерения на бумажной ленте.

Все операции, которым  подвергается лист после прокатки на стане для придания ему товарного  вида, называются отделочными. Операциями отделки являются: правка, охлаждение, термическая обработка, осмотр и зачистка поверхности, разметка нерезка, клеймовка и маркировка, взвешивание, формирование по заказам и сдача на склад.

На современных листопрокатных станах все отделочные операции производятся в потоке, а отделочные агрегаты и механизмы соединены между собой рольгангами и поперечными транспортерами (шлепперами).

В зависимости от марки  стали и назначения толстолистовой стали технологические операции по отделке могут быть следующие.

Прокатанный лист поступает  к правильной машине для правки в  горячем состоянии. На некоторых станах устанавливают две правильные машины — одну для правки листов толщиной до 20— 25 мм, а вторую — для более толстых листов. Температура правки зависит от толщины листа и температуры конца прокатки и составляет 700—1000° С. Перед правильной машиной иногда устанавливают ножницы для обрезки концов листа.

Если листы не требуют  термической обработки (обычно листы  из углеродистых и некоторых низколегированных  сталей), то они после правки охлаждаются.

Охлаждение листов на современных станах происходит при их перемещении по рольгангам и холодильникам.

На старых заводах  листы иногда охлаждают в штабелях. Этот способ охлаждения представляет собой своего рода термическую обработку. Медленное охлаждение несколько снижает предел текучести, повышает относительное удлинение.

Охлаждаясь на рольгангах, листы одновременно перемещаются к  инспекторскому столу. Здесь производится осмотр верхней поверхности листа. Затем лист с помощью специальных рычажных кантователей переворачивается и производится осмотр нижней поверхности листа. Обнаруженные дефекты поверхности листа затем удаляются зачисткой.

Следующей операцией  отделки листовой стали является обрезка переднего и заднего  концов для получения листов заданной длины, а также боковых кромок для получения заданной ширины. Обрезка концов листов производится на гильотинных ножницах, установленных в потоке. Боковые кромки листов толщиной до 30 мм обрезаются дисковыми ножницами, которые позволяют получать заданную ширину без разметки листа. Если обрезка боковых кромок производится на гильотинных ножницах, то требуется предварительная разметка листов.

После обрезки листы  передаются для зачистки обнаруженных дефектов, маркировки, формирования по заказам и отгрузки.

Все большее применение на толстолистовых станах получает термическая обработка с применением специальных средств. Термическая обработка может осуществляться с помощью ускоренного водяного или водо-воздушного охлаждения листов с прокатного нагрева, или в закалочных роликовых машинах с прокатного нагрева, позволяющих получить ровный лист с равномерной структурой. В этом случае термическую обработку осуществляют в технологическом потоке стана.

В некоторых случаях  для проведения термической обработки  строят специальные отделения; нагрев проводят в специальных печах.

Так, автоматизированный агрегат, предназначенный для термической обработки листов толщиной 5—75 мм, шириной до 4300 мм и длиной 12 000 мм, оборудован закалочной печью, закалочным прессом, отпускной печью, конвейером для охлаждения листов на воздухе и передаточными тележками.

Наиболее распространенными  видами термической обработки следует  считать нормализацию и закалку  с последующим отпуском. В результате термической обработки прочность  листов повышается на 20—25% при сохранении достаточного уровня пластичности.

Технология производства горячекатаной стали на непрерывных  и полунепрерывных станах

Характеристика станов

Для современного развития листовых станов горячей прокатки характерно широкое строительство непрерывных  и полунепрерывных станов. Это объясняется их большей экономичностью по сравнению с линейными станами, более высокой производительностью, большей точностью готовой продукции и лучшим качеством поверхности листов.

На новых широкополосовых непрерывных  станах, оснащенных в высокой степени механизированными и автоматизированными средствами, производят листовую сталь толщиной от 1,0—1,2 мм до 12—16 мм и шириной до 1850—2150 мм из катаных или литых слябов толщиной до 250—300 мм, длиной до 10—12 м и массой до 40—45 т.

Допуск по толщине горячекатаных полос, получаемых на широкополосовых станах, составляет ± (0,025—0,05) мм. Расчетная скорость прокатки на этих станах достигает 30 м/с. Непрерывные широкополосовые станы горячей прокатки состоят из 11—14 рабочих клетей (с окалиноломателями до 14—16 клетей), объединенных в две группы, в том числе до семи-восьми четырехвалковых клетей в чистовой непрерывной группе.

Современные широкополосовые непрерывные  станы горячей прокатки с семиклетевой чистовой группой обеспечивают получение листов с минимальной толщиной около 1,0 мм. Это расширяет возможность использования в машиностроении сравнительно дешевого горячекатаного листа вместо холоднокатаного.

Длина современных широкополосовых  станов находится в пределах 550—600 м. Это сделало тепловой режим при прокатке тонких полос в чистовой непрерывной группе весьма напряженным.

Стремление к сокращению длины  черновой группы, а следовательно, и уменьшению времени прокатки привело к объединению Двух-трех последних черновых клетей в непрерывную группу.

В случае, когда при прокатке толстых  полос требуется дополнительное время для их охлаждения, в черновой группе широкополосовых станов иногда устанавливают рабочие двухвалковые клети с быстродействующими нажимными механизмами для подъема верхнего валка, в которых проводят несколько проходов.

Прокатку в чистовых клетях современных широкополосовых  станов ведут с ускорением, что  способствует уменьшению разно-толщинности  и выравниванию температуры полосы по длине. Перепад температуры переднего  и заднего концов полосы уменьшается до 10-12 град, что в 1,5-2 раза меньше перепада температур при постоянной скорости прокатки, а иногда и полностью.

Полунепрерывные широкополосовые  станы, в состав которых входят шесть—десять рабочих клетей, характеризуются  сравнительно невысокой стоимостью. Их применяют для небольшого объема производства, при выпуске сложного сортамента, включая высоколегированные стали.