/>МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ и науки УКРАИНЫ
ДОНБАССКИЙ государственный техническиЙ университетКафедра ОМД и М
Снижениеэнергозатрат толстолистовых станов (ТЛС)
Выполнил:
ст.гр. ОМД-09-3у
ТрофимовС.С.
Проверил:
доценткафедры
ДенищенкоП. Н
Алчевск 2010 г.
Введение
Одним из условийуспешной хозяйственной деятельности и развития металлургической отрасли вУкраине является производство конкурентоспособных высокорентабельных видовметаллопродукции. К таким видам металлопродукции в полной мере относитсягорячекатаный стальной листовой прокат, производимый на реверсивных инепрерывных станах, объем производства которого составляет миллионы тонн в год.При этом специалисты металлургических предприятий и профильных институтовпостоянно работают над совершенствованием техники и технологии, стремясьмаксимально снизить затраты на производство как традиционно производимых, так иосваиваемых вновь видов металлопродукции.
Основными потребителямилистового проката являются: судостроительное производство, машиностроение,производство труб больших диаметров для нефте и газовой промышленности, дляизготовления ядерных реакторов и т.д.
Считается, чтоцелесообразным и выгодным на ТЛС является прокатка листов шириной b≥2000мм, по этому современные станы с длиной бочки валка Lб
Основные требования ксовременным ТЛС:
— Широкий сортаменттипоразмеров и марок стали;
— Высокаяпродуктивность;
— Высокое качествоповерхности, высокая точность размеров и формы, высокий комплекс механическихсвойств;
— Низкий уровень энергои материальных затрат на получение готовой продукции;
— Возможностьавтоматизации.
Снижение энергозатратна получение готовой продукции положительно влияет на рентабельность прокатногопроизводства, по этому стоит наряду с такими важными вопросами как увеличениевыхода годной металлопродукции за счет улучшения качества листового проката,снижение расходного коэффициента стали и прокатных валков и др. Это выдвигает вряд наиболее актуальных проблему научных исследований, обоснования и реализацииэффективных ресурсосберегающих технологий производства горячекатаной стали на крупныхлистопрокатных комплексах.
Прокатный переделзанимает 2 место, после доменного производства по затратам энергии наизготовление готовой продукции, причем 95% приходится на долю газа иэлектроэнергии.
В структуресебестоимости металлопроката в Украине затраты на топливно-энергетическиересурсы составляют 50%, в то время как для промышленно развитых стран этотпоказатель равняется 20%. Следует также отметить, что российская металлургиядвижется в направлении развития электрометаллургии, заменяющей техническиустаревшие мартеновские печи, и строительства электрометаллургическихмини-заводов, где производство 1 т стали требует до 150 кг условного топлива,тогда как на комбинате с полным металлургическим циклом для выплавки такого жеколичества металла его необходимо 600 кг.
В мире с 1997 по 2005год было построено и введено в эксплуатацию 13 новых современных ТЛС. По 2 вСША, Северной Корее, Китае и по одному – в Египте, Индонезии, Индии, Иране,Малайзии, Швеции и в Таиланде. Так же с 2005 года запустили два стана 5000 вРоссии и еще один достраивают. Появляется всё больше и больше конкурентов намировом рынке. По этому снижение затрат на производство 1т готового металлопроката,при сохранении высокого комплекса механических свойств – главная задачаметаллургии Украины.
Конкурентоспособностьпродукции ОАО «АМК» сейчас достигается тем, что заработная платаметаллургов в среднем в 3-4 раза ниже, чем в странах ЕС и даже в России.
Экономия затрат энергиипозволит держать планку конкурентоспособности отечественного проката на мировомрынке, а так же позволит повысить заработную плату, что в свою очередь,привлечет высококвалифицированных рабочих и инженеров специалистов на предприятия.
Совмещение НРС ипрокатки
Основные энергозатратыпрокатного производства приходятся на долю топлива (газа) и электроэнергии.Основные затраты энергии приходятся на период нагрева и подготовку передпрокаткой. При старом металлургическом цикле, с разливкой стали в изложницы,для экономии газа использовался горячий посад слитков в нагревательные колодцыобжимного цеха, т.е. температура их была порядка 500-600о С. Но этотрезерв уже давно себя исчерпал.
Самым эффективным насегодняшний день, в плане экономии энергии, стал способ транзитной прокатки,т.е. соединение непрерывной разливки стали (НРС) с прокаткой.
Почти все современныеТЛС при планировании и строительстве располагают рядом с МНЛЗ, что позволяетиспользовать тепло еще не остывших литых слябов в полном объеме и экономитьзначительные объемы энергии. Второй сильной стороной является то, что можносократить целый передел — убрать обжимные станы, а значит сократить до 25%металла при угаре, обрези усадочной раковины и т.д. Геометрическая форма улитых слябов намного лучше и они имеют точные размеры, в литых слябахзначительно меньше внутренних (ликвации, дендриты и др. дефекты, которыевозникают в результате охлаждения слитков) и внешних (которые возникают врезультате разливки стали) дефектов. Объединение МНЛЗ с ТЛС позволит так жесократить 2-3% металла, который уходит в окалину при нагреве слябов изобжимного цеха перед прокаткой.
Однако на действующихпредприятиях этот способ имеет множество недостатков:
— Станы находятся назначительном расстоянии от МНЛЗ, что делает необходимым использование термосов.
— При прокатке изтолстых слябов (H>220мм)относительно толстых и узких листов не возникает трудностей, но если слябтоньше, края остывают настолько, что транзитная прокатка стает не возможной.
— Трудности ссоблюдением температурного режима. Даже одинаковые слябы могут поступать в цехс различной температурой.
По этому целесообразноввести горячий посад литых слябов в нагревательные печи. Это позволит нагреватьметалл намного быстрее, что сэкономит значительную часть топлива (до 30%) иуменьшит угар метала.
Горячий посад металла
прокаткасталь обжатие энергосберегающий
ВыполненныйДонНИИчерметом анализ расхода энергоресурсов для стана 3600 металлургическогокомбината «Азовсталь» показал, что расход топлива составляет 4300МДж/т готового проката, 60% тепловой энергии расходуется на нагрев слябов вметодических печах. Расход электроэнергии в цехе составляет 335 МДж/т, 15-17%общих затрат электроэнергии расходуется на деформацию металла. Сравнение саналогичными зарубежными станами показало, что для них характерен в 1,5-2 разаменьший расход топлива при несколько увеличенном расходе электроэнергии напрокатку, что экономически целесообразно при сложившемся уровне цен.Эффективным мероприятием, обеспечивающим снижение энергоемкости производствапроката, является горячий посад непрерывнолитых слябов с МНЛЗ в методическиепечи стана. ДонНИИчермет спроектировал и разработал рациональный процесстранспортировки горячих слябов автослябовозами на базе усовершенствованнойконструкции их платформ. Проведена опытно- промышленная прокатка 400 т слябовгорячего посада (с использованием железно-дорожных платформ-термосов,подтвердившая возможность и целесообразность внедрения данной энергосберегающейтехнологии в комплексе МНЛЗ — стан 3600. В результате опытно-промышленныхисследований зафиксировано снижение расхода топлива на 80-140 МДж/т листа приодновременном увеличении расхода электроэнергии на прокатку на 5,4 МДж/т присуществующих режимах обжатия.
Оптимизация режимовобжатий
ПроведенныеДонНИИчерметом расчеты показали, что при одинаковом числе проходов ипроизводительности толстолистового стана в большинстве случаев имеетсявозможность снизить удельный расход энергии путем увеличения обжатий припараметре /> и сниженииобжатий в пропусках, где />.
Экспериментальные исследования,проведенные на стане 3000 металлургического комбината им. Ильича показали, чтоудельный расход энергии зависит от распределения обжатий в чистовой клети, гдепараметр формы очага деформации /> .
Как видно из таблицы 1,суммарный удельный расход энергии на прокатку листов из углеродистой стали вчистовой клети из подката 58мм на раскат сечением 9х1640мм при одинаковотемпературно-скоростных режимах составил для вариантов 1 (обычный режимпрокатки) и 2 (усовершенствованный режим) составил соответственно 67 и 58МДж/т.
Таблица 1 –Относительные обжатия и удельный расход энергии по проходам в чистовой клетистана 3000.Номер прохода Относительные обжатия, % Удельный расход энергии, МДж/т 1 вариант 2 вариант 1 вариант 2 вариант 1 28.5 28 7.86 7,04 2 26 34 7.72 11,1 3 28 38 9.96 15,02 4 30 36 14.08 16,72 5 38 15 26.4 6,08
Таким образом поварианту 2 за счет существенного снижения обжатий в последнем пропуске экономияэнергии в чистовой клети достигает 15%.
Анализ существующихрежимов обжатий на ТЛС показал, что для обеспечения одной и той жепроизводительности может использоваться большое число вариантов схем прокатки.По этому оптимальными должны быть так же варианты, которые обеспечиваютминимальный удельный расход энергии при заданной производительности стана.
Известно так же, чтотолько около 50% энергии тратится на саму деформацию, остальная часть тратитсяна преодоление сил трения, реверс двигателя и т.д. Исходя из этого,рекомендуется так же уменьшить общее число проходов до технологическогоминимума или сократить количество проходов с малыми обжатиями.
Асимметричная прокатка
Одним из наиболееперспективных методов воздействия на металл является асимметричная прокатка(АП). Лишь в последние 15-20 лет началось широкое исследование и применение АПсначала на станах холодной прокатки, а затем и на станах горячей прокатки.Толчком к этому явилось введение в эксплуатацию рабочих клетей с индивидуальнымприводом валков. Практика исследования и применения процессов АП при горячей ихолодной прокатке листов свидетельствует о возможности управления при этомпрактически всем спектром параметров прокатки и служебных свойств листов иполос. К их числу относятся: энергосиловые параметры; условия трения наконтакте валок-полоса; геометрические параметры листов; шероховатостьповерхности; механические свойства металла; физические свойства; текстура иструктура металла.
Наиболее управляемый иэффективный параметр АП соотношение линейных скоростей ведущего VIи ведомого V2валков, характеризуемое коэффициентомасимметрии аV= VI / V2.
Скоростная асимметриянаряду с улучшением служебных свойств готового проката существенно изменяетстепень загруженности трансмиссий ведущего (имеющего большую скорость) иведомого валков. Нагрузка на трансмиссию и привод ведущего валка возрастает, аведомый валок и его привод разгружаются вплоть до перехода в генераторныйрежим.
Исследования влиянияосновного параметра скоростной асимметрии на энергосиловые параметры прокаткипроводились в лабораторных и промышленных условиях. На лабораторном стане 340моделировали условия прокатки в последних пропусках чистовой клети стана 3000.Использовали свинцовые образцы. Эксперименты показали, что сила прокаткиснижается при увеличении коэффициента асимметрии до 1,20. На рисунке 1апредставлены опытные и расчетные кривые по формулам авторов работ [2,3]. Изрисунка следует, что опытные и расчетные данные уменьшения силы прокатки до аv= 1.10близки по значению. При аv> 1.10 рассчитанная по [2] кривая 3 на рисункезначительно расходится с опытной кривой 1 и рассчитанной по [3] кривой 2. Этоможно объяснить тем, что формула из работы [2] учитывает только коэффициентасимметрии ау, в то время как формула авторов работы [3]учитывает целый комплекс параметров: частоту вращения валков, относительноеобжатие, радиус рабочих валков, толщину подката, жесткость полосы и клети.
На рис. 1б представленаэкспериментальная зависимость отношения крутящих моментов на ведущем и ведомомвалках от величины коэффициента асимметрии. Кривая имеет гиперболический вид ипересекает ось абсцисс в точке, соответствующей аv= 1.05. Этот момент соответствует переходу ведомого валка в генераторный режим приотсутствии ещё полной пробуксовки ведущего валка по металлу.
/>
Рис. 1. Энергосиловыепараметры при АП свинцовых образцов на стане 340: δР — изменениесилы прокатки; Р — сила прокатки; М1и М2 — крутящие моменты на ведущем и ведомом валках.
/>
Рисунок 2 – Результатыэкспериментальных исследований на стане 3000 при обычной (а) и асимметричной(б) прокатке: 5 и 6 – номера пропусков.
Промышленныеэксперименты были проведены в условиях чистовой клети толстолистового стана3000 Мариупольского металлургического комбината им. Ильича. При контролируемойпрокатке особое значение для формирования всего комплекса служебных свойствготовых листов имеют последние пропуски в чистовой клети. Для определениядопустимого значения коэффициента асимметрии аvпровелианализ загруженности чистовой клети стана 3000 по силе прокатки Р, крутящиммоментам на ведущем и ведомом валках, суммарному крутящему моменту (М∑)и среднеквадратичному току приводов. Чистовая клеть стана 3000 рассчитана намаксимальную силу прокатки 68,7МН и крутящий момент 4,9 МН*м. Экспериментыпоказали, что загрузка клети при прокатке в симметричном режиме в двухпоследних пропусках не превышает 75 % по силе прокатки и 58 % по крутящемумоменту (рис. 2а), что позволяет использовать в них режимы АП.
/>
Рис. 3. Зависимостьсилы прокатки от коэффициента асимметрии, аv,вычисленного по формуле (1)
В результатестатистической обработки экспериментальных данных методом наименьших квадратовполучено уравнение для силы прокатки:
Р = 62.72- 21аv(1)
По уравнению (1)построена зависимость силы прокатки от коэффициента асимметрии (рис.3). Анализполученных результатов показал небольшое (до 10 %) снижение силы прокатки приувеличении коэффициента асимметрии до 1.10. Это объясняется большой жесткостьюраската при контролируемой прокатке и следует из зависимостей, приведенных вработе [4], так как
δРт/δРр= 1 + Сп/Ск,,(2)
где δРти δРр — теоретическое и регистрируемое месдозамиизменение силы прокатки; Спи Ск — жесткость полосы и клети.
При контролируемойпрокатке Сп=20...32 МН/мм, Ск= 8 МН/мм,а δРт/δРр =3,5… .5. Так какпо расчетам для условий стана 3000 величина δРт /Р составляет5… .10 %, то регистрируемая величина δРт /Р находится впределах ошибки измерения. Суммарный крутящий момент при значении аvдо1.10 увеличился на 5...10 %. Однако при АП существенно перераспределяютсякрутящие моменты на валках (рис.2б). При коэффициенте асимметрии аvдо 1.10 крутящий момент на ведущем валке в последнихпропусках не превышал 2 МН*м, а суммарный крутящий момент 2,4 МН*м и2 МН*м соответственно в предпоследнем и последнем пропусках.Среднеквадратичный ток привода ведущего валка, определяющий его нагрев за циклпри контролируемой прокатке, по симметричному режиму и при реализации АП водном и двух пропусках составил соответственно 70..80%, 80..90% и 83..97% отдопустимого. Таким образом, работу в режиме АП по условиям нагружения клети ипривода можно применять в последних двух пропусках. При этом загрузка приводапо силе прокатки, крутящему моменту и среднеквадратичному току находится вдопустимых пределах. Во избежание неравномерности загрузки трансмиссий валковпо крутящим моментам в последних двух пропусках ведущий и ведомый валки следуетменять местами, что обеспечит постоянство эквивалентной нагрузки, ответственнойза усталостную прочность деталей главной линии стана. Режимы АП могут бытьиспользованы на других предприятиях при реконструкции листовых станов впроцессе перевода клетей на индивидуальный привод валков. Исходя изэкспериментальных данных можно сделать выводы об эффективности ассиметричнойпрокатке в связи с уменьшением силы прокатки до 10%, а следовательно иснижение расхода электроэнергии, получение более точных размеров и хорошеекачество поверхности металла.
Энергосберегающиетехнологии индукционного нагрева
Структурные изменения вметаллургической промышленности привели к широкому использованию технологийиндукционного нагрева металлов. В частности, индукционный нагрев слябов передпрокаткой позволяет существенно повысить качество проката и выход годногометалла
Наиболее экономическивыгодный подход, снижающий стоимость нагрева тонны металла при существенномуменьшении окалинообразования и обезуглероживания, заключается в нагревеметалла после выхода из газовой печи (900-1150 °С) до температуры прокатки(1150-1250 °С).
Проблемунагрева-подогрева слябов можно разделить на две части: нагрев из холодногосостояния (или подогрев «толстых» слябов толщиной 200-300 мм) иподогрев на участке промежуточного рольганга между черновыми и чистовымиклетями прокатного стана стойких слябов (полосы подката) толщиной 20-50 мм.После разработки установок непрерывной разливки стали с толщиной сляба 20-50 ммисчезла стадия предварительной прокатки, однако необходимость подогрева слябовосталась. В обоих случаях индукционный нагрев может использоваться дляформирования требуемого температурного поля сляба перед чистовой прокаткой.
В промышленности длянагрева слябов используются разнообразные типы индукционных печей. Наибольшеераспространение получили овальные индукторы с продольным магнитным полем.
В настоящее времяреализованы три типа установок для нагрева толстых стальных слябов передпрокаткой. Наиболее распространены следующие установки:
— нагревателипериодического действия с вертикальным размещением овальных индукторов,которые охватывают сляб, стоящий на узкой грани. Очевидно, реализация такойсхемы размещения индукторов возможна только для относительно толстых слябов.Индикаторы, охватывающие сляб по широкой грани, получили название индукторовРосса — по имени главного специалиста компании Николаса Росса. Они быливнедрены на производстве McLouth Steel в г. Трентоне (США)
— нагревателинепрерывного действия, состоящие из линии горизонтально расположенныховальных индукторов. Слябы непрерывно перемещаются по роликам, расположенныммежду индукторами. Типичная установка реализована в Лулэо, (Швеция);
— нагревателинепрерывного действия, состоящие из линии горизонтально расположенныховальных индукторов с возвратно-поступательным движением слябов. Наиболееизвестная установка, состоящая из 7 индукторов общей мощностью 42 МВт,реализована на производстве Geneva Steel в США.
Каждая из конструкцийнагревателя обладает своими достоинствами и недостатками, и в каждом конкретномслучае выбор зависит от многих факторов. Целесообразно провести сравнительныйанализ этих трех типов ИНУ (индукционная нагревательная установка) по различнымкритериям.
КПД системы. Принагреве слябов одинаковой длины и на одной частоте КПД для этих трех типовнагревателей будет примерно одинаков.
Изменение длинынагреваемых слябов будет сказываться только на КПД индукторов Росса. Приизменении ширины нагреваемых слябов в индукторах Росса могут возникнутьпроблемы с равномерностью температурного поля из-за продольного краевогоэффекта. В установках с возвратно-поступательном движением слябов, приуменьшении ширины сляба более чем в два раза от максимальной, предусмотренодновременный нагрев двух слябов. Например, для поддержания высокого КПД ипроизводительности при нагреве слябов различной длины и ширины в ИНУ,установленной в Geneva Steel, имеется возможность нагревать либо 2 сляба,расположенных рядом друг с другом, либо 4 сляба, расположенных двумя парами.
Удобствотранспортировки.При использовании индукторов Россатранспортировка представляет ряд трудностей, связанных с вертикальнымрасположением слябов и их устойчивостью на узкой грани. Также для индукторовРосса отсутствие футеровки во время транспортировки ведет к увеличению тепловыхпотерь с поверхности загрузки.
Удаление окалины.Принагреве образуется окалина, которая, осыпаясь, попадает на элементы конструкциииндуктора, и, тем самым, является одной из причин выхода ИНУ из строя. Наиболееприспособлены к удалению окалины индукторы Росса.
Потребность в буфернойзоне на выходе индуктора. ИНУ на основепериодических индукторов Росса и ИНУ с возвратно-поступательным движением слябане нуждаются в буферных зонах на выходе установки. И, как преимущество, можноотметить, что в случае кратковременной остановки прокатного оборудования онимогут использоваться в режиме термостатирования. Однако для ИНУ непрерывногодействия возникают проблемы неравномерного распределения температуры в продольномсечении при нагреве длинных слябов. Начало сляба, покинув последний индуктор,подвергается остыванию, в то время как конец сляба все еще остается в ИНУ ипродолжает нагреваться. Для решения этой проблемы можно менять мощность напоследнем индукторе, перегревая начало сляба или используя на выходе ИНУтермостатирующую буферную зону. В качестве буферной зоны можно применятьпростейшую газовую печь, работающую в режиме компенсации тепловых потерь споверхности загрузки, или же использовать тепловые экраны.
Конечное температурное поле.Длянагрева стальных слябов одинаковой толщины и ширины равномерность конечноготемпературного поля будет при правильном выборе частоты приблизительноодинакова.
Занимаемая площадь.Одноиз преимуществ ИНУ в сравнении с газовыми печами — небольшая рабочая площадь.При сравнении различных типов ИНУ самые лучшие показатели у установки свозвратно-поступательным движением. Ее длина определяется максимальной длинойнагреваемых слябов. ИНУ, использующая периодические индукторы Росса, такжезанимает небольшую площадь (слябы размещаются вертикально), но для обеспечениянеобходимой производительности приходится использовать параллельно нескольколиний (на McLouth Steel— 6 линий по 3 индуктора). Наихудшие показатели унепрерывного индуктора, его длина определяется из условия достижения нужноготемпературного поля и, как правило, намного больше, чем у ИНУ свозвратно-поступательным движением загрузки. Исходя из этого, можно сделатьвывод, что он менее всего подходит для нагрева стальных слябов от начальнойтемпературы окружающей среды.
Из вышесказанногоследует, что установка с возвратно-поступательным движением загрузки болееуниверсальна и может использоваться как для нагрева, так и для подогрева слябовразличной длины и ширины, и эта концепция была использована при разработке ивнедрении индукционной установки мощностью 42 МВт для Geneva Steel (Utah, USA).
Комбинированная работаиндукционной нагревательной установки совместно с газовой печью.
Доведениетемпературного поля сляба до необходимых кондиций непосредственно передпрокаткой можно осуществлять в индукционных нагревателях благодаря рядупреимуществ, таких как хорошие энергетические показатели, высокая скоростьнагрева, небольшие габариты установок и т.д.
Но исследования ERPICenter for Materials Production (Pittsburg, USA) показывают, что, несмотря нахороший КПД и равномерный нагрев, применение только индукционного нагрева частооказывается слишком дорогим, особенно, в случае с тонкими слябами.Рекомендуется применять систему, которая бы использовала газовую печь дляосновного нагрева и применяла бы индукционную технику для тонкого регулированиятемпературы только перед самой прокаткой.
Следует отметить, чтоэкономические оценки для выбора метода подогрева должны учитывать спецификустраны и местоположение завода, так как эти факторы будут оказывать влияние настоимость электроэнергии и газа. Исходя из экономической выгоды, возможен выборлибо газового, либо индукционного оборудования, либо их комбинации.
Установки индукционногонагрева потребляют на 73-80 % меньше конечной энергии, чем газовые установки.Следующим преимуществом индукционных установок являются широкие возможностирегулирования нагрева, что приводит к повышению качества продукта и увеличениюсрока службы прокатного стана. Выбор же некоторых предприятий в пользу газовыхустановок для подогрева кромок вызван относительно высокой стоимостьюиндукционного оборудования и нередко очень высокой ценой на электроэнергию.
В прокатномпроизводстве, где необходимо нагревать слябы от комнатной температуры дотемпературы прокатки, индукционные установки составляют лишь незначительнуюдолю нагревательного оборудования. В принципе, и здесь можно сократитьпотребление конечной энергии и окалинообразования путем использования индукционногонагрева, но эти преимущества незначительны в связи с тем, что техника пламенныхпечей высокоразвита, и поперечные сечения нагреваемого материала велики, и,следовательно, преимущества ИНУ не так значительны, так как выравниваниетемпературы по сечению заготовки происходит, в основном, за счеттеплопроводности материала (так же, как и для газовой печи). Даже длительноевремя разогрева газовых печей не сильно сказывается на потреблении конечнойэнергии. Поэтому чисто индукционный способ нагрева слябов от комнатнойтемпературы рекомендуется в том случае, если качество продукта определенноявляется приоритетной задачей, или если доступен источник дешевойэлектроэнергии.
Определение методанагрева по экономическим показателям (полученным из расходов на капитальныевложения, конечную энергию, применяемый материал, техническое обслуживание ит.д.) часто приводит предприятие к выбору пламенных методов нагрева. При этомдаже присущий этим методам низкий КПД процесса не может ничего изменить,поскольку затраты на ископаемые горючие материалы сегодня значительно ниже, чемна электроэнергию.
В связи со сказаннымхочется отметить, что гибридная система, состоящая из газовой и индукционныхпечей, включает в себя ряд положительных моментов, присущих каждой из них вотдельности. Она требует меньше места, чем только газовая система, ипредоставляет большую гибкость. Удобно использовать газовую печь как буферслябов в случае кратковременной поломки прокатного оборудования, и применениеИНУ дает возможность понизить температуру газовой печи, тем самым будет сниженоколичество образующейся окалины.
Низкотемпературная и «сухая»прокатка
Рассматриваются двановых для ТЛС способа, которые почти не требуют для своего внедрениякапитальных расходов. Это низкотемпературная прокатка (НТП) и так называемая„сухая" прокатка.
Сущность НТПзаключается в значительном, на 100..400°С,уменьшении температуры начала прокатки. НТП относительно давно и успешноприменяется на тонколистовых широкополосных станах, а также на проволочных исортовых станах. Проведенные исследования показали, что благодаря снижениютемпературы начала прокатки достигнута экономия энергии 120 Мдж/т на среднесортномстанеи 195 Мдж/т — на мелкосортном. В Швеции на заводе фирмы Fagerstad ABOsterbyverken при прокатке мелкого сорта квадратного сечения 10,5х10,5мм из заготовок диаметром 70 ммуглеродной стали показана возможность снижения температуры начала прокатки с1150 до 750°С, то есть на 400°С. Установлено также, что для прокатки заготовок пружинной, подшипниковой, инструментальнойи нержавеющей сталей допустимоснижать температуру начала прокатки до 800-950°С.Снижение затраты энергии составило от 306 до 468 Мдж/т. При прокаткесреднеуглеродистых сталей~80% энергии тратится на нагрев металла до 1150°С.При снижении этой температуры до 750°Скачество продукции остается соответствующим стандартам Швеции, а затратаэнергии, невзирая на увеличение нагрузки двигателей стана, уменьшается. Приснижении температуры прокатки нержавеющих сталейдо800-950°Сзатраты энергии уменьшаются на 13-20%.
Однако до настоящеговремени не известны факты внедрения или хотя бы исследования возможностиведения НТП на ТЛС. Причина — в особенностях скоростного режима прокатки нареверсивных станах, к которым относятся все ТЛС. В отличие от непрерывных станов,где скорость прокатки доходит до 25 м/с и более, время охлаждения притранспортировке раскатов от клети к клети небольшое, на ТЛС, при максимальнойскорости 6 м/с, длительность пауз между проходами, особенно в чистовой клети,значительно больше. Увеличение скорости прокатки невозможно. Поэтому присущественном снижении температуры нагрева металла температура конца прокаткистановится настолько малой, что процесс деформации становится невозможным.
Но в принципе можно такизменить тепловой балансу прокатки на ТЛС, что металл не будет охлаждаться донедопустимой температуры.
Очевидно, что дляпрокатки металла с существенно уменьшенной температурой необходимо уменьшать обжатия,следовательно, увеличивать количество проходов. Это приведет к большему приходутепла от работы пластической деформации. При этом, конечно, будет увеличиватьсяи время охлаждения, следовательно, потери тепла металлом. Результат будетзависеть от того, который из этих процессов будет преобладать. Посколькупроцесс прокатки зависит от очень многих факторов, то характер изменениясоставных теплового баланса можно установить только математическиммоделированиям.
Установлено, что потеритепла излучением при НТП уменьшаются до 70%, и это следствие того, что потери,соответственно закону Стефана-Больцмана, зависят от 4й степени абсолютнойтемпературы. Потери тепла теплопроводностью валкам линейно зависят от перепадатемператур и по этому уменьшаются при снижении температуры метала в меньшейстепени. Приход энергии от диссипации энергии пластической деформации, еслипрокатка ведется в одинаковых энергосиловых условиях, зависит только от числапроходов. Уменьшение температуры раската влечет уменьшение обжатий, а вследствии увеличение числа проходов. Обычно в черновой клети ТЛС совершается5-7 проходов, а в чистовой 9-11. Увеличение числа проходов до 9-15 целикомдопустимо. Т.о. приход тепла только за счет тепла деформации может увеличится в1.5 раза.
„Сухая" прокатказаключается в исключении попадания воды из систем охлаждения валков на прокатблагодаря установлению замкнутых систем охлаждения. Ее эффективность в первуюочередь зависит от тщательности изоляции раскатов от охлаждающей жидкости,потому как вода забирает наибольшее количество тепла при контакте споверхностью. Поэтому при разработке замкнутых систем охлаждения важнейшиммоментом является создание надежных уплотнений между валками и неподвижнымидеталями системы. Эта проблема решена в патенте 35811Україна,А, B21B27/10.
Моделирование процессовНТП и „сухой" прокатки было выполнено с помощью разработанной на кафедреОМД и М ДонГТУ программы, в основу которой положена математическая модельтеплового баланса раскатов листовых станов.
Моделировался процесспрокатки на трех ТЛС — 2250 ОАО АМК с минимальными енергосиловимивозможностями, 3600 „Азовсталь" с максимальными и на типичномотечественном стане 2800 ОАО АМК (до реконструкции), энергосиловые возможностикоторого можно считать средними. На рис. 1 показано изменение температуры припрокатке листа 16х1700х6000 из сляба 280х1250х1690 на стане 2800 при обычнойтехнологии с температурой начала прокатки tнп=1180оСи при низкотемпературной при tнп=850оС
/>
Рисунок 1 – Изменениетемператур по проходам. 1 – обычная технология; 2 – НТП;
На рис.2 показаноизменение температуры при прокатке листа 8х1700х6000мм из сляба 180х1050х1540ммна стане 2800 при НТП (1) с температурой начала прокатки tнп=1140оСи НТП совместно с «сухой» прокаткой (2) при tнп=850оС
/>
Рисунок 2 – Изменениетемператур по проходам в чистовой клети при комбинированной технологии. 1 –НТП; 2 – НТП и «сухая» прокатка;
В результатеисследования пришли к таким выводам:
1. Приувеличении числа проходов и прокатке с усилием и моментами, которые непревышают допустимых, ведение НТП на ТЛС полностью возможно, посколькутемпература конца прокатки tкпнебудет ниже допустимой.
2. Допустимаяминимальная температура начала прокатки tнпвпервую очередь зависит от допустимой температуры конца прокатки tкп.Приуменьшении с 860°С до 770°Спри прочих равных условиях tнп уменьшаетсяс 1080°С до 900°С,то есть в два раза больше, чем уменьшилась tкп.Поэтому НТП следует вести из как можно меньшей tкп.Ограничениемздесь есть попадание в зону перекристаллизации, где повышается вероятностьхрупкого разрушения при деформации.
3. Увеличениеширины листов приводит к уменьшению tнп:приизменении ширины с 1700ммдо 2599мм tнпснизиласьдо 1025°С, то есть на 125°С.Это обусловлено ростом усилий и моментов прокатки при увеличении ширины штабы.Увеличение усилий и моментов приводит к увеличению числа проходов,следовательно, к росту длительности охлаждения, поскольку удельный приход теплаот диссипации энергии пластической деформации остается на прежнем уровне.
4. НТПтонких листов связана со значительными трудностями связанных с быстрымохлаждением тонкой полосы в чистовой клети. Для обеспечения минимальнодопустимой tкп в этомслучае придется поднимать tнпдо1140°С, то есть этоуже фактически не НТП. Если tнпснизить до 900°С, то за 17проходов в черновой клети стана 2800 и 10 — в чистовой лист 8x1700x6000 мм изстали 65Г будет иметь 639°С,что не реально.
5. ЭффективностьНТП, особенно при прокатке тонких листов, можно повысить за счет «сухой»прокатки в чистовой клети. В этом случае tнпснижаетсясущественно — до 850°С, то есть на 350-400°Спо сравнению с обычной, высокотемпературной прокаткой.
6. При значительномснижении tнпвчерновой клети прокатка толстых раскатов является практически изотермической,поскольку выделение тепла при пластической деформации полностью компенсируетего потери при охлаждении. При определенных условиях температура металла вчерновой клети даже повышается по сравнению с начальной на ~50°С. А поскольку вчистовой она падает к tнп,тотакую прокатку целесообразно называть квазиизотермической.
7. НТПсамых тонких (5 мм) и широких (3200 мм)листов невозможна, поскольку минимальнаяtнп, чтообеспечивает допустимую tкп,составляет1200°С.Для снижения tнпследуетприменять одновременно НТП и «сухую» прокатку в чистовой клети. Вэтом варианте tнпможноснизить до 950°С.
8. ПрименениеНТП на ТЛС с незначительными енергосиловимивозможностями (типа стана 2250) малоэффективное, поскольку придется увеличиватьчисло проходов (с соответствующим падением производительности стана) к явнонеприемлемому уровню — в черновой клети до 21, а в чистовой — до 17. Приумеренном числе проходов снижения температуры начала прокатки незначительное –близко 50°С.
9. НТПна более могучем ТЛС 3600 обещает быть существенно эффективнее, чем на стане2800. При прочих равных условиях tнпснижаетсясравнительно с tнпнастане 2800 на 185°С и составляет 840°С.
10. Проведенноеисследование позволяет утверждать, что для НТП толстых листов целесообразноиспользовать станы с клетями, которые имеют большие допустимые усилия прокаткии мощные двигатели, поскольку это позволяет в большей степени снижатьтемпературу начала прокатки.
11. Увеличениезатраты электроэнергии, обусловленное увеличением количества проходов, намощных станах незначительное. Учитывая низкий КПД нагревательных печейсравнительно с КПД электропривода, можно утверждать, что увеличение затратыэлектроэнергии намного будет перекрываться экономией газа на нагревание металла.
Все вышеуказанноепозволяет рекомендовать НТП и «сухую» прокатку как эффективныеспособы уменьшения затрат газа при производстве толстых листов на реверсивных станах.НТП – высокоэффективный и доступный способ. Для его внедрения не нужнызначительные изменения в оборудовании и возможно при минимальных капитальныхзатратах. Однако НТП для толстых листов можно использовать только со станами,которые имеют высокие допустимые усилия, моменты прокатки и имеют мощныедвигатели.
На станах со слабымиэнергосиловыми характеристиками НТП ведет к значительному снижениюпроизводительности. НТП позволяет экономить металл за счет угара и улучшает егомеханические свойства.
Использование электромагнитногополя
Взаимодействиедеформируемого металла с электрическим током и с ускоренными электронами ещемало изучено. В последнее десятилетие установлено наличие резкого снижениясопротивления металла деформированию и повышение его пластичности под влияниемэлектрического тока большой плотности (порядка 105 А/см2)или под влиянием интенсивного электронного облучения. Явление это было условноназвано электропластическим эффектом. Некоторые исследователи называют егоэлектронно-пластическим эффектом, подчеркивая этим независимость обнаруженногоявления от способа энергетического воздействия на деформируемый металл — электронного или электрического.
Импульсы тока илиоблучения имеют длительность 10-5 — 10-4 с, что нанесколько порядков меньше длительности стимулированных ими скачков деформации вкристаллах. Поэтому указанное воздействие является, по существу, толчками вэлектронной и фононной подсистемах кристаллов, вызывающими преодолениеотдельными дислокациями и группами препятствий, размножение и взаимодействиедислокаций, т.е. интенсифицирует пластическую деформацию металла.
Стимулированиепластической деформации металлических кристаллов короткими импульсами открываетновые возможности в области исследования скачкообразной деформации и упрочнениякристаллов. Подобный метод воздействия повышает однородность деформациикристаллов, позволяет управлять процессами зарождения и развития дислокационнойструктуры, расширяет область пластической деформации перед хрупким разрушением.
Использование токавысокой плотности в зоне деформации технически важных материалов позволяетинтенсифицировать процесс обработки их давлением, что особенно важно длятугоплавких и труднодеформируемых металлов и сплавов. Сокращается числотехнологических переходов, расход дорогостоящего обрабатывающего инструмента иулучшаются физико-механические свойства материала после обработки.
Магнитное полепозволяет повысить качество проката при снижении энергозатрат. Указанная цельдостигается тем, что в способе прокатки полос, включающем пропусканиеэлектрического тока и пластическую деформацию, импульсный электрический токпропускают после очага деформации. Импульсный электрический ток пропускаютчерез поперечное сечение прокатываемой полосы нормально к его поверхности.Дополнительно импульсный электрический ток пропускают вдоль полосы на расстоянии100 — 150 мм. Амплитуда импульсного тока 6 — 50 кА, длительность импульса 0,05- 0,15 с, длительность паузы между импульсами 0,05 — 1,5 с. Изобретениеобеспечивает повышение пластичности поверхности слоев при сохранности валков.
Заявленный способосуществляется следующим образом. При продольной прокатке в прокатной клетираскат подвергается обжатию рабочими валками под действием опорных валков. Вочаге деформации между рабочими валками пластической деформации подвергается невесь объем металла, а только его небольшая. В этом слое в 4...7 раз большенасыщение кислородом и азотом, а содержание скалярной и избыточной плотностидислокаций выше на два порядка, чем в исходном металле. Импульсныйэлектрический ток от источника электрического тока, проходя между контактнымироликами установленными попарно-соосно с обеих сторон полосы через поперечноесечение прокатываемой полосы, способствует удалению и увеличению подвижностиизбыточных дислокаций, удалению из наклепанного слоя кислорода и азота. Параметрыимпульсного тока — длительность импульса, длительность паузы между импульсами исила тока в импульсе (амплитуда импульса), задаются с помощью преобразователя,запитываемого от промышленной сети.
В результате импульсныйэлектрический ток будет проходить как через поперечное сечение полосы междуроликами, так и вдоль проката по наклепанному слою. Сила тока тем больше, чембольше площадь поперечного сечения полосы и чем больше процентное содержаниеуглерода в стали. Длительность импульса увеличивается с увеличением степениобжатия и толщины наклепанного слоя. Длительность паузы выбирается взависимости от геометрии зоны воздействия, которая тем больше, чем большемощность импульсного тока. Параметры импульсного тока подбираютсяэкспериментально в пределах: сила тока — 6...50 кА, длительность импульса — 0,05… 0,15 с, длительность паузы — 0,05...1,5 с. При пропускании импульсногоэлектрического тока как через поперечное сечение проката, так и вдоль неевыделяется большое количество тепла (согласно закону Джоуля-Ленца), чтоприводит к значительному нагреву металла в этих областях (до 750oC ивыше). Температура нагрева зависит от значения силы тока и длительностиимпульсов: чем они выше, тем выше температура. Этот способ исключаетпрохождение электрического тока через рабочие и опорные валки и, следовательно,снижение их срока службы из-за эрозионных процессов. Качество прокатаповышается за счет освобождения захваченного в очаге деформации азота икислорода и снятия остаточных напряжений после прокатки. Прохождение тока подеформированной полосе позволяет преодолеть дислокационные препятствия за счетэлектронно-дислокационного взаимодействия, повысить пластичность поверхностныхслоев на 40%.
Это позволяет на 10-15%снизить энергозатраты на прокатку.
Применение технологическихсмазок
Применение традиционныхсмазочных материалов (минерального, растительного масла, синтетических смазок ссодержанием поверхностно-активных веществ и др.) на толстолистовых станах труднореализуемо из-за дефицитности и недостаточной эффективности, возможногосущественного загрязнения охлаждающей воды отходами смазки. Трудности ихприменения усугубляются тем, что, как правило, станы этого типа обладаютмаломощным и перегруженным циклом оборотного водоснабжения. Содержание масел воборотной воде может достигать 100 мг/л и более.
Требования,предъявляемые к технологической смазке при горячей прокатке, зачастую находятсяв противоречии друг к другу. Удовлетворительное решение этих вопросов можетбыть осуществлено лишь путем целевой разработки новых смазочных материалов,учитывающих специфику их применения. Выбор новых смазок сопряжен снеобходимостью обширных экспериментальных исследований, которые могут быть восновном выполнены в лабораторных условиях с последующей промышленнойпроверкой.
По данным техническойлитературы, одним из материалов, перспективных для использования в качестветехнологической смазки при горячей прокатке, являются полимеры. Былоизготовлено и опробовано более 60 образцов предполагаемой технологическойсмазки на основе полимерных материалов. По химической природе они составляютчетыре группы материалов: эпоксидные олигомеры, азотосодержащие соединения,сложные эфиры жирных кислот, высокомолекулярные гидроксилсодержащие соединения.При горячен прокатке стальных образцов толщиной 10-12 мм (при ε= 20-25 %) применение указанных технологических смазок обеспечивало снижение силыи момента прокатки на величину до 20 %, в то время как при использовании минеральногомасла Ц-24 этот показатель не превышал 9%.
Материал первых трехгрупп, обеспечивая сравнительно эффективность в качестве технологическойсмазки, обладает рядом недостатков, основными из которых являются высокая растворимостьв воде, горючесть с высоким пламенем и обильным дымовыделением, специфическийзапах и т.д. Достоинством высокомолекулярных гидроксилсодержащих соединений(ВГС) является то, что при эффективности не ниже первых трех групп полимерныхматериалов они лишены отмеченных вышенедостатков. В практике эксплуатациимашин и механизмов известно применение ВГС (в виде полиалкиленгликолей) дляулучшении смазочной способности применяемых приэтом смазок. Одним изпромышленных продуктов класса полиалкиленгликолей являются лапролы.
Лапролы обладаютхорошей смазывающей способностью, высокой температурой воспламенения и вспышки,малой летучестью, инертностью к металлам, стойкостью к образованию осадка.Практически все марки лапрола одинаково влияют на снижение силы прокатки.Однако учитывая, что с увеличением молекулярной массы лапролов уменьшается ихрастворимость в воде и летучесть, для приготовления технологической смазкипредпочтительнее применять лапролы 1052, 2002 и 3002.
На основеполиалкиленгликолей разработан новый смазочный материал УП-6-116-1, которыйпредставляет собой смесевую композицию и, кроме лапрола, содержит следующиедобавки: основание Манниха (0,1—1,0 мас. ч) и диглицидный эфир (0,2—40 мас. ч).Добавки стабилизируют смесь и повышают ее антикоррозионные свойства. Горячаяпрокатка тонких (h = 2,5..2,7 мм)стальных образцов с указанной смазкой на лабораторном стане показала снижениесилы прокатки на 23—31 %, а толстых (h= 10-12 мм) — в среднем на 21 %. Смазку наносили на валки в чистом виде. СмазкаУП-6-116-1 представляет собой жидкость от светло-желтого до светло-коричневогоцвета. Смазка нерастворима и воде, растворяется в спирте, эфире, ацетоне.Температура вспышки 236оС, а воспламенения 246оС,вязкость при 25°С — 0,08 Па∙с, кислотное число 0,2 мг КОН/г, а рН =7.Плотность 1,05 г/см3, зольность 0,02 %, содержание воды 0,1 %. Коэффициенттеплопроводности равен 0,523 Вт/(м∙К), а коэффициенттемпературопроводности 25,8∙10-8
Разработаны исогласованы санитарно-эпидемиологической станцией Минздрава Украины техническиеусловияТУ 6-05-241-407-84 «Технологическая смазкаУП-6-116-1». Все компоненты смазки выпускаются отечественнойпромышленностью.
Смесевая композицияУП-6-116-1 может быть получена на существующем оборудовании химическогопроизводства или с использованием оборудования системы технологической смазки,установленной в прокатном цехе. Разработана технологическая инструкция поприготовлению смазки УП-6-116-1.
На промышленном станесмазка УП-6-116-1 применяется в виде 3 %-ной водомасляной смеси при расходечистого смазочного материала 20—40 г/т проката. Смазка успешно опробована натолстолистовых станах 2300 Донецкого, 2850 Ашинского металлургических заводов и2800 ОХМК. Применение технологической смазки не нарушает устойчивость прокатки,не приводит к образованию открытогопламени, дымовыделению испецифического запаха, прокатка с применением данной смазки но толстолистовомстанепозволяет улучшить технико-экономические показатели производстватолстолистового проката без привлечения традиционных дефицитных смазочныхматериалов. Смазка УП-6-116-1 может применяться и на других станах горячейпрокатки.
На основанииэкспериментального исследования смазки УП-6-116-1 в лабораторных условиях и настане 2300 применение этого материала в качестве технологической смазки неприводит к химическому загрязнению охлаждающей воды. Прокатка со смазкой неспособствует дополнительному загрязнению металлических и бетонных поверхностейоборудования и сооружений цикла оборотного водоснабжения. Не выявлено наличияотходов смазочного материала в окалине первичного отстойника. Последнее можнообъяснить небольшим расходом чистого смазочного материала, высокой степенью егоиспользования в очаге деформации (до 85 %) и применением контактных устройствдля подачи смазки на валки, а также сравнительно небольшой продолжительностьюприменения смазки (7 суд). Выявлена некоторая тенденция к интенсификацииосаждения окалины в воде вторичных отстойников. Окончательное заключение оналичии технологической смазки в воде оборотного цикла будет получено наосновании результатов ее длительного промышленного применения. Математическоемоделирование, выполненное ВНИПИЧЭО для условий Донецкого металлургическогозавода, показало, что при длительном применении накопление смазочного материалав оборотной воде может составить 0,18 мг/л. Качественное масс-спектральноеисследование продуктов термодеструкции смазки УП-6-116-1(при t= 700 °С) показало, что она сгорает полностью с образованием воды, углекислогогаза и моноксида углерода (следы). По данным Донецкой городскойсанитарно-эпидемиологической станции, содержание СО и С02 в зонерабочей клетипри применении смазки УП-6-116-1на стане2300 не изменилось.
Влияние смазки наусловия горячей прокатки
Природа положительноговлияния технологической смазки на условия горячей прокатки объясняетсянесколькими гипотезами, что свидетельствует об отсутствии однозначного решенияэтого вопроса. Так как применяемая на толстолистовых станах синтетическаясмазка (на основе полимеров) существенно отличается от традиционных смазочныхматериалов, выполнено исследование влияния смазок обоих классов на условия в очагедеформации.
Исследования выполнены вусловиях лабораторного двухвалкового стана со стальными валками диаметром 260 мм.На валки устанавливали бандажи из стальной полосы, на которые перед прокаткойнаносили полимерную смазку или минеральное масло. Образец из коррозионностойкой(нержавеющей) стали, нагретый до 960 °С ( Н = 5 мм, В = 40 мм, L=700 мм,ε = 10-12 %), прокатывали за один пропуск с последующим охлаждениемраската на воздухе. При прокатке на поверхность валка подавали воду поддавлением 0,15-0,2 МПа.
Исследованию подвергалиповерхность бандажей в месте контакта его с прокатываемым металлом и поверхностьобразца. При этом фазовый состав и степень окисленности рабочей поверхностибандажей и горячекатаного металла изучали методами полного количественного рентгенофазовогоанализа и электронной микроскопии на дифрактометре ДРОН-2 и трансмиссионном электронноммикроскопе JЕМ-200СХметодом двухступенчатых реплик. На поверхности бандажа при прокатке со смазкойустановлено наличие тонкого и несмываемого водой твердого слоя и оксидов железаFеО, Fе2О3иFe3O4.Рентгенограммысвидетельствуют о том, что содержание оксидов в выявленном слое прииспользовании синтетической смазки меньше, чем при использовании минеральногомасла.
По данным электронномикроскопическихисследований, толщина слоя составляет 0,1-0,4 мкм. Он представляет собоймножество участков размером 0,1-1,0 мкм. Качество пленки (большая равномерностьучастков, больший их размер, меньшее количество оксидов железа) лучшеприпрокатке с синтетическим материалом по сравнению с минеральным маслом. Пленкапри прокатке с полимерным материалом сохраняется даже после прокатки пятиобразцов после одноразового нанесения смазки.
Количественныйрентгенофазный анализ показал, что применение синтетической технологической смазкипо сравнению с минеральным маслом способствует увеличению магнетита (79%против52%) в окалине горячекатаного листа и снижению вюстита (12%против19%). Это обстоятельство свидетельствует о снижении окисляемости горячекатаноголиста. Очевидно, это связано с окислительно—восстановительной атмосферой (CO — С02 ), получаемой при деструкции синтетической смазки в очагедеформации.
Коэффициенттемпературопроводности исследованного синтетического материала составляет 25, 8-8м2/с, что почти в 60 раз меньше значения этого параметра дляводы и незначительно отличается от данного параметра для минерального масла.Известно, что минеральные масла характеризуются хорошими экранирующимисвойствами и обеспечивают снижение температуры поверхности валков в очаге деформациина 20-25 °С . Численные значения критерия Прандтля, рассчитанныедля синтетической смазки и минерального масла «турбинное-22», равны232,6 и 290,3. Близость этих величин свидетельствует онезначительном отличии тепловых потоков в условиях применения синтетическогоматериала и минерального масла, т.е. о высоких экранирующих свойствахприменяемой полимерной смазки. Пленка, образующаяся на поверхности валков приприменения синтетической смазки способствует повышению экранизирующих свойств ибольшему по сравнению с минеральным маслом снижению энергосиловых параметровпрокатки. Представленные данные свидетельствуют о том, что одной из основныхпричин высокой эффективности полимерных материалов, применяемых в качестветехнологической смазки при горячей прокатке, является образование на поверхностивалков более качественного (по сравнению о применением минерального масла)несмываемого водой твердого слоя.
Промышленные экспериментыпо применению технологических смазок показывают значительное снижение силыпрокатки, что влияет на снижение энергозатрат при прокатке.
Таблица 2 — Расходэлектроэнергии при прокатке листов со смазкой и без на ТЛС 2300 Донецкогометаллургического завода.
Размеры
листа Число прокатанных листов Удельный расход электроэнергии без смазки, кВт.ч/т Удельный расход электроэнергии при использовании смазки кВт.ч/т Снижение расхода электроэнергии, % 7x1500 26 17,44 15,9 8,8 7x1500 30 20,44 18,67 8,8 8x1600 50 21,53 18,8 12,5 8x1500 30 16,29 15,1 7,3 8x1600 32 18,9 17,3 8,5 8x1600 36 18,5 17,2 7 10x1400 26 15,8 14,1 10,8 8x1400 30 17,1 16,2 5,3
Удельный расходэлектроэнергии, потребляемой на прокатку с использованием смазки в чистовойклети толстолистового стана 2300, снижается на 5,3 — 12,5%. Применениетехнологических смазок и охлаждение при прокатке является важнейшим инеотделимым элементом технологии производства и от них в большой мере зависит вконечном итоге производительность и качество. Применение технологических смазокпри горячей прокатке позволяет повысить стойкость рабочих и опорных валковчистовых и черновых клетей широкополосных станов за счет снижения интенсивностиих износа, уменьшить съем металла валков при их перешлифовке, снизить усилиепрокатки, крутящий момент на валу приводного двигателя клети и расходпотребляемой электроэнергии, повысить качество поверхности горячекатаных полос,уменьшить количество окалины и предупредить образование дефекта «вкатаннаяокалина» на полосе и за счет этого увеличить скорость прохождения полосычерез агрегаты непрерывного травления, уменьшить количество перевалок иувеличить производительность широкополосных станов за счет увеличенияфактического времени работы стана. Технико-экономические показатели работысистем технологической смазки на некоторых отечественных и зарубежных станах горячейпрокатки приведены в табл. 2
.