МІНІСТЕРСТВООСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНБАСЬКИЙДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
КафедраОбробки металів тиском та металознавства
ПОЯСНЮВАЛЬНАЗАПИСКА
додипломного проекту на тему:
«Удосконалення технологіївиробництва товстолистової сталі в умовах стану 2250 ВАТ «АМК» з метою підвищення якості»
Студентгрупи: _____( )
Керівникпроекту: _____( )
Консультанти:________( )
_____________________()
Завідувачкафедри: ____( )
Алчевськ2009 р.
Донбаськийдержавний технічний університет
Інститут(факультет)металургії КафедраОМТ та М р
СпеціальністьОбробкаметалів тиском н
Затверджую
Зав. кафедри.р
« » 2009 р.
ЗАВДАННЯ
На дипломнийпроект (роботу) студента
__________________________________
(прізвище, ім’я,по батькові)
1. Тема проекту(роботи) Удосконалення технології виробництва товстолистової сталі в умовахстану 2250 ВАТ «АМК»зметою підвищення якості.
2. Затвердженанаказом по університету від «»2009 р. №п.
3. Термінздавання студентом закінченого проекту (роботи) а.
4. Вхідні даніпроекту (роботи) Технічна література та журнали, патенти, винаходи,технологічні інструкції, звіти з науково-дослідницьких робіт.
5. Змістрозрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що підлягають розробці) Характеристикитехнологічного процесу та основного обладнання. Аналіз техніко-економічнихпоказників пропозицій та їх удосконаленню. Розрахунок режиму обтиску,температурного та швидкісного режиму прокатки, енергосилових параметрів.Розрахунок обладнання, нагрівних пристроїв, технологічний розрахунок. Заходиз ОП та ЦО.
6. Перелік графічногоматеріалу (з точною вказівкою обов’язкових креслень) Схема розташуванняобладнання. Режим обтиснення листа 4×2000. Фотрама швидкостей тамоментів. Валок робочої кліті «Кварто». Нагрівальна піч. Робоча кліть «Кварто».Профілізація валів стану 2250. енергосилові параметри прокатки листа 4×2000.
7. Результати попроекту (роботі) з вказівкою віднесених до них розділів проекту Профилировка Розділ Консультант Підпис, дата Завдання видав Завдання прийняв 1-4 5 6 7-8 9
7. Дата видачізавдання _____________________
Керівник___________________
(підпис)
Завдання прийнявдо виконання ___________________
(підпис)
КАЛЕНДАРНИЙПЛАН№ п/п Найменування етапів дипломного проекту (роботи) Термін виконання етапів проекту (роботи) Примітка 1 Переддипломна практика 19.02-09.03 2 Загальна частина 10.03-25.03 3 Спеціальна частина 26.03-08.04 4 Технологічна частина 09.04-22.04 5 Механічна частина 23.04-29.04 6 Теплотехнічна частина 30.04-06.05 7 Економічна частина 07.05-13.05 8 Охорона праці та навколишнього середовища 14.05-20.05 9 Цивільна оборона 21.05-26.05 10 Оформлення пояснювальної записки 27.05-04.06 Графічна частина 27.05-04.06 /> /> /> /> />
Студент-дипломник_____________________
(підпис)
Керівник проекту________________________
(підпис)
РЕФЕРАТ
Пояснювальназаписка до дипломного проекту сторінок, рисунків, таблиць, додатки, посилань.
Об'єкт розробки –технологія виробництва товстолистової сталі в умовах стану 2250 ВАТ «АМК».
Мета роботи – напідставі експериментальних досліджень профілювання валків чорнової та чистовоїклітей ТЛС 2250 розробити технологію, що забезпечує одержання товстих листів змінімальною різнотовщиністю і попереджає можливе забуртовування розкатів впроцесі і прокатки.
Поставлена метадосягається зміною профілювання робочої поверхні валів чорнової та чистовоїклітей з урахуванням теплового профілювання, зносу валків, що приведе дозниження відсортування продукції у беззаказну.
ЛИСТ, ЯКІСТЬ,РІЗНОТОВЩИНІСТЬ, ПРОФІЛЮВАННЯ, ВАЛОК, КЛІТЬ, ОБТИСНЕННЯ.
ЗМІСТ
ВСТУП
1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
1.1 Сортамент листів
1.2 Нагрівання і видача слябів в прокатку
1.3 Чорнова лінія стану 2250. Кліть «ДУО»
1.4 Чистова лінія стану 2250. Кліть «Кварто»
1.5 Гаряча правка листів
1.6 Охолоджування листів
1.7 Різання та таврування листів
1.8 Огляд верхньої поверхні і кантівка листів
1.9 Додаткова обробка листів. Відвантаження
2 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА
2.1 Аналіз чинників, що впливають на профіль валу
2.2 Аналіз стійкості робочих валів кліті «Дуо» стану 2250
2.3 Визначення прогинання і різнотовщинності
3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
3.1 Фабрикація сляба
3.2 Розрахунок режиму обтиснень на кліті «ДУО»
3.3 Розрахунок швидкісного режиму на кліті «ДУО»
3.4 Визначення допустимих зусиль на валяннях кліті«ДУО»
3.5 Визначення допустимого моменту при прокатці накліті «ДУО»
3.6 Розрахунок енергосилових параметрів при прокатціна кліті «ДУО»
3.7 Перевірка приводних двигунів кліті «ДУО» на нагрів
3.8 Режим обтиснень на кліті «КВАРТО»
3.9 Визначення допустимого зусилля прокатки на валахкліті «КВАРТО»
3.10 Визначення допустимого моменту при прокатці накліті «КВАРТО»
4 МЕХАНІЧНА ЧАСТИНА
4.1 Розрахунок деформації і міцності валкового вузла
4.2 Розрахунок станини закритого типу на міцність івизначення її жорсткості
5 ТЕПЛОТЕХНІЧНА ЧАСТИНА
5.1 Розрахунок горіння палива
5.2 Визначення часу нагріву металу
5.3 Заходи щодо зниження витрат палива
6 ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА
6.1 Розрахунок економічного ефекту від вдосконаленнятехнології прокатки товстих листів
7 ОХОРОНА ПРАЦІ І НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
7.1 Аналіз небезпечних і шкідливих чинників
7.2 Заходи щодо безпечної техніки і безпеки праці
7.3 Заходи щодо виробничої санітарії
7.4 Заходи щодо пожежної безпеки
8 ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
9 ЦИВІЛЬНА ОБОРОНА
9.1 Перелік небезпечних місць на ВАТ «АМК» іоцінка можливих надзвичайнихситуацій
9.2 Діяльність комісії по надзвичайних ситуаціях
9.3 Особливості захисту співробітників підприємствавід хімічного ураження
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
ВСТУП
Розвитокпромисловості, сільського господарства, будівництва, транспорту багато в чомузалежить від виробництва листів, прокату чорних металів. Механічне, електричнеі допоміжне устаткування систем і засобів автоматизації виробничого процесупідлягають єдиній меті – забезпечення необхідної якості, службових властивостейі об'єму виробничої продукції.
Споживання сталі,у тому числі і листової, визначається рівнем індустріалізації і економічногорозвитку країни. У міру зростання, машинобудування, будівництва, транспорту,частка зростання об'єму виробництва сталі в загальному об'ємі валової продукціїповинна зростати. Не дивлячись на виробництво кольорових металів і синтетичнихматеріалів на металевій основі, сталь і в першу чергу сталевий листовий прокатпродовжують залишатися основними конструкційними матеріалами як вмашинобудуванні, так і в будівництві.
Переважнезростання споживання листового прокату спостерігається в різних галузяхмашинобудування – сільськогосподарському, важкому, транспортному,енергетичному. Найбільша частка споживання листового прокату в електротехнічнійпромисловості і машинобудуванні для легкої і харчової промисловості.
В даний часлистопрокатне виробництво в Україні, як втім і весь металургійний комплекс вцілому, переживають не кращі часи. Але необхідно відзначити, що за останнідекілька років намітилися позитивні тенденції до збільшення об'єму виробництвалистового прокату, який користується попитом на світовому ринку.Сподіватимемося, що це послужить тим необхідним зсувом, який допоможе вивестичорну металургію України в ряд високорентабельних виробництв.
1ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
1.1Сортамент листів
Натовстолистовому стані 2250 прокатуються листи завтовшки 4-25 мм, шириною 1100 –1800 мм, і загальною довжиною до 18 м по годному з обрізною кромкою.
Вихіднимматеріалом служать сляби, прокатані на блюмінгу 1250 і такі, що поставляютьсяіншими заводами. Раціональні розміри слябів визначаються залежно від схемипрокатки на кліті ДУО, та умов нагріву в печі.
Таблиця 1.1 –Сортамент слябівТовщина, мм Ширина, мм Довжина, мм Маса, кг 105-250 550-1050 1200-1850 550-3800
Призначенняслябів в прокатку і фабрикація листів проводиться інженером-фабрикатором абобригадиром по переміщенню сировини. Робиться вибіркова перевірка розмірівслябів, стан поверхні, якість обробки і форми бічних граней. Сляби штабелюютьсяза плавкою і за розміром. Всі сляби повинні бути обернути клеймом в однусторону. Окрім знаків таврування, кожний сляб повинен бути замаркірованийвапном або фарбою, причому на торці, де розташовані клейма, наноситься номерплавки і марка сталі, а на протилежному торці – номінальні розміри сляба. Слябиз суцільною зачисткою дефектів глибиною більше 30 мм на площині, що перевищує30% площі широкої грані, виділяються в окрему партію і маркіруються по бічнійграні «легкий».
Сляби подаютьсяна завантажувальний рольганг через приймальні столи, при гарячому посаді –стопами за допомогою підхватів, при холодному в основному магнітами. При посадіслябів шириною до 700 мм з приймального столу одночасно зіштовхуються ізадаються в піч два сляби. Гарячі сляби для уникнення одностороннього нагрівуроликів повинні безперервно переміщатися по рольгангу. Перед посадкою в пічповерхня слябів повинна бути ретельно обчищена від сміття, шлаку і окалини.Посадка слябів в нагрівальні печі повинна проводитися в порядку, рівномірно увсі ряди. У разі великої різниці в товщині або режимах нагріву допускаєтьсяпосадка товстих слябів в одну піч, а тонких в іншу. При посадці слябів різнихмарок сталі близьких розмірів, їх розділяють слябами з різко відміннимигабаритами.
Щоб уникнутипорушень в режимах нагріву і роботи печі забороняється при холодній посадцізавантажувати в піч сляби, що розрізняються по товщині більше ніж на 30 мм.Забороняється:
– розриватиплавки при посадці в піч;
– проводитипосадку в піч слябів без сертифікату на плавку і завдання на посадку.
1.2Нагрівання і видача слябів в прокатку
Нагрівальні печіпризначені для нагріву слябів перед прокаткою, кількість печей – дві: тип — методичні чотирьохзонні з нижнім підігрівом, торцевими завантаженням і видачею,дворядні. Пальники низького тиску «труба в трубі».
Щоб уникнутинадмірного утворення окалин нагрів необхідно вести форсовано. Щоб уникнутипідсосу повітря через вікна томильної зони тиск в пічному просторі необхіднопідтримувати позитивним, рівним 22,5–24,5 кПа.
Про правильністьрежиму спалювання палива судять за кольором полум'ю. Якщо зелене мало прозоре,коптить – недолік повітря. При нормальному згоранні палива полум'я прозоре, маєзеленуватий колір. Основні види і причини браку через порушення технологіїнагріву:
– нагрівзаготівок;
– перегрівповерхні;
– перепаливметалу в печі;
– окалинана слябах;
– нерівномірнийнагрів заготівок по товщині або довжині.
Виданий з печісляб має />
1.3Чорнова лінія стану 2250. Кліть «ДУО»
Виданий з печісляб по приймальному і робочому рольгангу переміщається до валів і задається вних при мінімальних оборотах. Якщо сляб рухається не по осі рольганга, то він находу центрується одній з лінійок маніпулятора, цеглина, що знаходиться наповерхні сляба, віддаляється вальцювальником. Перші два пропуски проводятьсяуздовж слябу: при подовжній прокатці, щоб уникнути отримання вузьких кінціврозкату, сумарна величина витяжки повинна бути максимальною (не менше 15/>20% від товщинисляба), при цьому довжина розкату, що виходить після цих пропусків, не повиннаперевищувати 2300 мм.
При поперечнійпрокатці для отримання потрібної ширини розкату з припуском кромок, сумарнавеличина обжимання обмежується довжиною сляба і необхідною шириною листа.
Сумарне обжиманнядвох перших пропусків розподіляється між пропусками так, щоб забезпечити хорошерозпушування і збивання окалини; зменшення згинання слябів вниз в другомупропуску, щоб полегшити кантівку сляба. Згинання сляба зменшується іззменшенням обжимання.
При поперечнійпрокатці, окрім вимірювання довжини сляба після протяжки, проводиться вибіркововимірювання ширини розкату перед останнім пропуском. При цьому лінійканакладається посередині розкату. У всіх випадках вимірювання ширини розкатулінійка накладається перпендикулярно до осі розкату. Величина припуску наобрізання кромок встановлюється в межах 80/>140 мм, залежно від ширини листа,схеми прокатки, ширини листа, товщини сляба.
Товщина підкату,що передається на чистову кліть, призначається у кожному окремому випадку,виходячи з рівномірного завантаження клітей і максимальної продуктивності стану.При настройці чорнової і чистової клітей, а також при отриманні серповиднихрозкатів на обох клітях проводиться вимірювання товщини по двох сторонах. Приперекосі валів у вертикальній площині до 2 мм за допомогою клина опускають іпіднімають на необхідну величину праву сторону верхнього валу, при великомуперекосі користуються валом черв'яка натискного гвинта.
Температура початкупрокатки слябів, заміряна оптичним пірометром після другого пропуску івидалення окалини, повинна бути 1160°С – для сталі із змістом вуглецю до 0,3%,1180°С – для сталі із змістом вуглецю 0,3% і більше. Якщо розкат, унаслідоквеликої опуклості валів, має середину тонше за кромки, то при розбитті ширининабуває бочкоподібну форму. Температура кінця прокатки або температура розкату,що відправляється на чистову кліть, повинна бути не менше 1300°С – для розкатутовщиною до 20 мм; 1050°С – для розкату товщиною більше 20 мм. Розкат повиненпрокатуватися і відправлятися на чистову кліть строго по осі рольганга.
При прокатці начорновій кліті з поверхні сляба повинна бути повністю видалена пічна окалина.Окалину з поверхні смуги видаляють за допомогою гідрозбива, встановленого іззадньої сторони кліті. На верхню і нижню поверхню розкату вода подається ізтиском 10,1/>11,1МПа, вона прямує на поверхню розкату проти його руху. Кут нахилу сопел повиненскладати 12/>16°від вертикалі. Подача води включається перед підходом до гідрозбиву передньогокінця розкату, а вимикається відразу після виходу з під гідрозбива задньогокінця розкату.
Робоча кліть: тип«ДУО» – реверсивна; станини закритого типу, литі.
Діаметр валу –940 мм, зусилля плющення, що допускається – 1700 т, Максимальна висота підйомуверхнього валу – 600 мм
Привід валів –через універсальні шпинделі і шестерінчасту кліть від двох реверсивних двигунівпостійного струму потужністю 1150 кВт кожний, з числом оборотів 0-23-32 об/хв.
Мінімальнатовщина розкату – 15 мм, максимальна ширина розкату – 2150 мм.
Розміри валівприведені в таблиці 1.2.
Таблиця 1.2 –Розміри валів кліті ДуоБочка Шийка Приводний кінець Маса валу, кг діаметр, мм довжина, мм діаметр, мм діаметр мм довжина, мм діаметр, мм 940 2500 640 690 520 500 18500
Матеріал валів –чавун ЛШН-45 чи ЛШН-50. Мінімально допустимий діаметр бочки валів післяпереточування – 885 мм.
1.4Чистова лінія ставу 2250. Кліть «Кварто»
Робоча кліть: тип– «Кварто» – реверсивна, допустиме зусилля прокатки />, максимальна висота підйомуверхньої пари валів – 100 мм, привід через універсальні шпиндель ішестерінчасту кліть від двигуна постійного струму потужністю 2300 кВт, з числомоборотів 4,8 – 6,7 рад/с.
На початкупрокатки і при переході на прокатку іншого типорозміру, а також при зміні маркисталі або режиму обжимань на перших листах вимірюється товщина розкату передостаннім проходом, товщина і ширина листів після прокатки. Після отриманнялиста необхідного розміру і форми, подальші листи вимірюються через 10/>15 розкатів, уразі потреби кожний. Ширина вимірюється в найвужчій частині розкату, непідлягаючий кінцевому обрізанню.
Прокатку листівна стані слід вести тільки з мінусовими допусками згідно стандарту. Припрокатці листів завтовшки 4/>7 мм всіх ширин, особливо знизьколегованих і міцних вуглецевих марок сталі, для зняття хвилястості кромок,зменшення поперечної різнотовщиності слід застосовувати прогладжування востанньому пропуску з установкою розміру між валами на 0,3/>0,1 мм, більше, ніж впопередньому пропуску. При прогладжуванні, окрім зменшення різнотовщиностілиста, відбувається також загальне зменшення товщини на 0,4/>0,7 мм. Величина«підриву» при прогладжуванні залежить від розмірів листа, марки сталі,температури листа, виробки робочих і опорних валів, їх температури і іншихчинників.
Температурапочатку прокатки листів на чистовій кліті після першого пропуску повиннаскладати не менше 960°С – для розкатів товщиною до 20 мм; 1000°С – для розкатівзавтовшки понад 30 мм. При прокатці товстих листів з обмеженням температурипочатку прокатки, вона може бути понижена до 950ºС. Температура передостаннім пропуском повинна бути не нижчою 720°С. За один пропуск температуратонкого листа знижується на 40/>50°С, листи 4/>5 мм які маютьтемпературу останнього пропуску не нижче 670°С, можуть вважатися такими, щопрокатані нормально. Температура вимірюється фотоелектричним або радіаційнимпірометрами, встановленими позаду чистової кліті. Вимірювання слід фіксуватитільки за відсутності на поверхні розкату води.
Опорні вали.Матеріал валів – кована сталь, марки 9ХФ.
Розміри опорнихвалів приведені в таблиці 1.3.
Таблиця 1.3 –Розміри опорних валів кліті «Кварто»Бочка Шийка Маса валу, кг діаметр, мм довжина, мм діаметр, мм довжина, мм 1310 2250 750 760 30400
Мінімальнийдопустимий діаметр бочки – 1270 мм
Робочі вали.Матеріал валів – чавун ЛП-58.
Розміри робочихвалів приведені в таблиці 1.4.
Таблиця 1.4 –Розміри робочих валів кліті «Кварто»Бочка Шийка Приводний кінець Маса валу, кг діаметр, мм довжина, мм діаметр, мм довжина, мм діаметр, мм довжина, мм 685 2250 440 760 405 420 9200
Мінімальнодопустимий діаметр бочки валів після переточування – 665 мм.
1.5Гаряча правка листів
Всі листи, щопрокатали на стані, проходять гарячу правку в РПМ-1, а листи, що проходятьчерез нормалізаційну піч, додатково правляться в РПМ-2.
РПМ-1. Розмірилистів, що підлягають правці: при температурі листів 600/>800°С — 4 – 25 мм,ширина до 2200 мм, при температурі листів менше 600°С – 4 – 12 мм. Тимчасовийопір розриву листів, що підлягають правці — не більше 735 МПа Максимальнаширина листа – 2200 мм. Кількість робочих роликів – 7. Внизу – 4, вгорі – 3.Кількість направляючих роликів – 2.
РПМ-2. Розмірилистів: товщина 4/>12 мм, ширина 1000–1900 мм,температура правки допускається 700/>800°С. Тимчасовий опір розривулистів, що підлягають правці — не більше 735 МПа. Кількість робочих роликів –9, внизу – 5, вгорі – 4.
1.6Охолоджування листів
Охолоджуваннялистів проводиться під час їх переміщення по транспортним рольгангам іпередавальним шлеперам. Охолоджування повинне бути рівномірним, листи повиннібезперервно переміщатися. На транспортному рольгангу перед інспекторськимстолом листи можуть охолоджуватися за допомогою вентилятора з розпилювачемводи. Охолоджування листів в потоці повинне бути рівномірним. Не допускаєтьсянаганяти листи один на одного при русі їх по рольгангам, оскільки це можепривести до великої різниці у властивостях листів по довжині через різнушвидкість охолоджування окремих їх ділянок. Забороняється залишати без руху нарольгангах і шлеперах листи до повного охолодження, щоб уникнути нерівномірноговикривлення і хвилястості.
1.7Розрізання та таврування листів
Розрізання листіввиконується на ділянці різки.
Обрізка кромоквиконується на дискових ножицях із швидкістю 0,298/>0,33 м/с. Діаметр ножів – 920/>1000 мм.Товщина листів, що обрізаються 4/>25 мм, шириналистів 900/>2300мм.
Обрізана кромкалистів крушиться кромкокрушильними ножами. Ширина кромок листів 10/>150 мм. Довжинакромки, що обрізається – 1000 мм. Число відрізів у хвилину –15. Прибирання обрізі проводиться ланцюговим скребковим конвеєром з вантаженнямїї в мульди або короби.
Температура листівпри різанні обмежується якістю кромки та складає 250/>300°С. Заусенцы Тип ножниц
При різаннірозкатів на гільйотинних ножицях, під час установки розмітки, розкат оглядаютьз метою виявлення крупних дефектів, що підлягають вирізці. Потім листирозмічаються відповідно до замовлення і ріжуться на необхідні довжини, прицьому видаляється залишок і відбираються необхідні проби. Ножі повинні бутигострими, не м'яти листи і не утворювати задирки. Тип ножиць – без маховика;максимальне зусилля різа – 125 т; максимальна товщина листа, що розрізається –25 мм; ширина листа – 2100 мм; хід ножа – 320 мм; число відрізів в хвилину –12.
На станинігільйотинних ножицях встановлена пневматична поршнева машина, що таврує здіаметром поршня 125 мм і тиском в системі – 3,5 атмосфер. Клеймо містить:номер плавки, марку сталі, номер партії, номер бригади, клеймо ВТК, товарнийзнак виробника.
1.8Огляд верхньої поверхні і кантівка листів
Верхня стороналистів оглядається контролером ВТК на транспортному рольгангу передінспекторським столом. Якщо на верхній стороні дефекти не знайдені, то листикантуються і відправляються на стелажі видачі для подальшого огляду. У разівиявлення дефектів на верхній стороні листа він прямує на стелажі видачі безкантівки і пишеться на листі крейдою слово «кантувати». Для кантівки листиповинні встановлюватися паралельно осі кантування на відстані не більше 20 ммвід виступів рольгангів. Листи завдовжки 8 м і більш короткі листи всіх товщинз низьколегованих, котельних і інших марок сталей, а також листи товщі 16 ммпри будь-якій довжині кантуються. Кантування листів: час кантівки 17 секунд,відстань між рольгангами – 2000 мм, довжина рольганга – 1870 мм. Клеймонаноситься на відстані 200 мм від торця листа.
1.9Додаткова обробка листів. Відвантаження
Листи з дефектамипідлягають зачистці на стелажах видачі пересувними наждачними машинами.
Холодній правціпіддаються листи зі всіх марок сталі, що мають хвилястість кромки ікоробоватість, перевищуючу встановлену норму, а також листи, зігнуті врезультаті падіння. Листи пропускаються через правильну машину 2/>4 рази. При правцілистів після термообробки необхідно стежити за якістю клейма, і щоб незнеособити листи після правки, робиться крейдяна маркіровка з подальшимперенесенням маркіровки на лист. На гільйотинних ножицях проводиться обрізаннялистів, що поступають з шлеперів видачі, правильної машини і термообробки, подовжині і ширині, вирізка дефектів, оброблення проб. Всі залишки, що одержаніна цих ножицях, повинні бути габаритними.
Весь оброблений іприйнятий метал укладається в штабелі на складі. Майстер контрольний абоконтролер спільно з бригадиром на ділянці обробки перевіряють наявність металуна складі, стан кромок листів, відповідність металу замовленню, данимформувальної картки, стандарту. Після цього майстер контрольний підписує карткуі рапорт здачі металу. Зданий таким чином метал вважають готовою продукцією.
Оформленуформувальну картку передають бригадиру (або майстру ділянки обробки) і вонаслужить підставою для виписування сертифікату і накладної на відвантаження. Приподачі вагонів в цех бригадир указує машиністу крана з якого штабелю в якийвагон вантажити метал.
В уникненняпереплутування штабелів (металу) відвантаження проводять у присутностібригадира і контролера відвантаження [1].
2СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА
2.1Аналіз чинників, що впливають на профіль валу
Отримання листівсталі однакової товщини по ширині або близької до цього стане можливим, якщоповною мірою будуть вивчені умови роботи валів у кожному окремому випадку і накожному прокатному стані. Слід зазначити, що уявна простота питання роботивалів листопрокатних станів необґрунтована. Справа йде якраз навпаки. Заостанній час в прокатному виробництві багато що зроблено в області вивченняумов роботи прокатних валів. Є оригінальні дослідження по визначенню величини прогинаннявалів стану гарячої і холодної прокатки і зносостійкості валів, виготовлених зрізних сталей і чавуну.
Пружне прогинанняпрокатних валів залежить від діаметра і довжини бочки валів, ширини прокатаноїсмуги і зусилля, що виникає в процесі прокатки. На практиці дуже важливо, щобвсі інші чинники, що впливають на роботу валів, були постійними і не робилипомітного впливу на зміну пружного прогинання валів.
Тодіпредставляється можливим визначити необхідну профілізацію валів, при якійзабезпечується однакова товщина розкату по ширині в кожній кліті при данихтехнологічних умовах процесу прокатки і якнайменший вплив зносу робочоїповерхні валу на якість продукції.
2.2Аналіз стійкості робочих валів кліті Дуостану 2250
За період з січняпо липень 2006 року в роботі на кліті Дуо2250 було використано 13 валів, загальна і середня стійкості яких приведені втаблиці 2.1.
Таблиця 2.1 –Аналіз стійкості валів кліті Дуо2250Номер валу (верхній, нижній) Діаметр, мм Кількість завалень Загальна стійкість за досліджуваний період, т Середня стійкість за кампанію, т Середнє знімання за переточування мм Примітки Початковий Кінцевий 33в 887 882 1 6026 6026 5 виведений по «-» (882 мм) 37н 886 882 2 10413 5206 4 виведений по «-» (882 мм) 38в 896 885 3 19202 6400 4,5 виведений по «-» (885 мм) 39н 903 888 4 23589 5897 5 40н 920 892 6 52542 8757 5,6 41в 913 881 6 52542 8757 5,6 Поломка 4.08.06 (881мм) 42в 922 885 7 53502 7643 6,2 43н 928 892 7 53502 7643 6 44в 939 903 7 54757 7822 6 45н 945 910 7 54757 7822 5,8 46в 936 922 4 31661 7915 4,7 47н 943 938 2 10798 5399 5 Поломка 22.04.06 на діаметрі 938 мм, термоізлом, прокатали 1607 т 48н 933 928 2 20863 10431 5 Доданий в пару до валу 46в Всього 58:2= =29 444154:2= =222077 95718:13= =7363
68,4:13=
= 5,26
З аналізусередньої стійкості валів за кампанію можна зробити висновок, що тільки наодному з валів була досягнута встановлена стійкість (по ТІ – 10000 т), цепов'язано з великим розкидом величин стійкості за кампанію (від 3756 т до 13100т). До причин, що впливають на малу середню стійкість валів (7363 т), можнавіднести велику кількість кампаній з низькими і середніми показниками постійкості (таблиця 2.2).
Таблиця 2.2 –Кількість завалень валів при певній їх стійкостіСтійкість до 5 тис. т до 6 тис. т до 7 тис. т до 8 тис. т до 9 тис. т до 10 тис. т понад 10 тис. т Кількість завалень 5 2 3 6 5 4 4
Пояснюється це якнеповним парком валів (в наявності 7 валів прийнятного діаметра замістьнормативних 10), так і зміною сортаменту стану у бік зменшення товщини листа,збільшення кількості листів максимальної ширини (2000 мм) і збільшення об'єміввиробництва сталей підвищеної міцності (таблиця 2.3), що приводить до швидкогозносу робочої поверхні валу.
Таблиця 2.3 –Аналіз завантаження стану по сортаментуПеріод роботи Сортамент стану по товщині % Кількість слябів, що прокатали на лист шириною 2000 мм Марочний сортамент % 4 мм 5-6 мм 7-12 мм 13-25 мм Загальне шт. середнє за місяць шт / % Судова сталь підвищеної міцності
Низьколегована сталь підвищеної
міцності Конструкційна сталь 2002-2004г 3,74 37,87 57,03 1,35 44091 1520/5,1 1,38 4,7 15,8 01.2006-07.2007г 5,1 41,71 52,83 0,36 18496 2642 / 8,8 2,3 9,7 12,7
З таблиці 2.3виходить, що сортамент стану змінився у бік зменшення товщини листа на 5,2%(4-6 мм), збільшення кількості прокатаних листів максимальної ширини на 3,7%(2000 мм) і збільшення об'єму виробництва сталей підвищеної міцності на 2,82%,що відповідає підвищенню складності сортаменту на 11,72%.
Аналіз стійкостіробочих валів кліті Дуо 2250, щоексплуатувалися в період з січня по липень 2006 року, показує, що стійкістьвалів за кампанію нижче за норми, передбачені ТІ (10 000т), в 25 з 29 випадках(86,8%). Середня стійкість валів 7363 т. Стійкість валів, введених вексплуатацію з серпня 2002 по грудня 2004 року нижче за норму в 12 випадках з34 (35,3%), з середньою стійкістю 10485 т. Таким чином, в даний час середнястійкість знизилася на 29,7%, що викликане перерахованими вище причинами.
Дослідження,проведені за період з травня 2005 по березень 2007 року, показали, що середнястійкість валів щодо періоду з серпня 2002 по грудень 2004 року знизилася на10,9%. Таким чином, в нашому випадку спостерігається подальше зниженнястійкості.
На зниженнясередньої стійкості вплинула також поломка нижнього валу діаметром 938 мм22.04.06 (термоізлом), тоді за компанію прокатали всього 1607 т.
На збільшеннясередньої стійкості вплинуло використовування дослідницької пари валів іззміненою профілізацією. З метою зниження передчасного вироблення і перевалюванькліті Дуо був підготовленийпроект дослідницької профілізації валів, згідно технологічному завданню, іззбільшенням опуклості бочки валу на величину, застерігаючи передчасний знос до1,5 мм замість 1,0 мм по ТІ. Дослідницька профілізація випробувана на валах №46і №48 з 1.07 06 по 17.07.06. При цьому прокатали 13 100 т (330 годин).Перевалювання провели в ППР. Поверхня валів з рівномірною сіткою розпалу в кінцікампанії не впливала на погіршення якості підкату, що передається на клітьКварто. Було проведено дослідження валів на знос. Вироблення визначали шляхомвиміру діаметра валу пасометром через 100 мм. За наслідками виміріввстановлено, що верхній вал по обох профілізаціях зношений до однаковихрозмірів, за рахунок вживання більшої опуклості (на 0,5 мм) на дослідницькихвалах. Проте нижній вал фактично не зношений. З приводної сторони нижнього валуна відстані до 100 мм від торця бочки виявлений незначний знос (0,5 мм).
Аналіз стійкостіпроцесу прокатки на кліті Кварто тонких і широких листів (5×2000×6000мм) показав, що при прокатці на валах з дослідницькою профілізацією до 1500тонн, спостерігається нестійка задача розкату у вали кліті Кварто, що привелодо отримання браку по «забуртовці» в кількості 0,9 т. При плануваннівиробництва тонких і широких листів не врахований чинник підробки валів підскладний сортамент. При такій профілізації валів прокатка тонких і широкихлистів можлива тільки після прокатки на валах більше 5000 т листів простогосортаменту.
Для уніфікаціїпрофілізації з метою розширення сортаменту на початку кампанії запропонованоудосконалити дослідницьку профілізацію із зміною опуклості робочого валу з 1,5мм до 1,25 мм, що дозволить запобігти «забуртовки» розкатів на чистовій клітіКварто. Пропонована профілізація показана на малюнку 2.1.
/>
Рисунок 2.1 – Профілізаціяробочого валу кліті Дуо
2.3 Визначення прогинання і різнотовщинності
Сумарнепрогинання валу, необхідне для попереднього розрахунку профілю його бочки,рівне:
/>,
де /> та /> – складові прогинанняпри дії згинаючих моментів і поперечних сил.
Ці величинивизначаються по теоремі Кастільяно:
/>(2.1)
/>(2.2)
де Р – повнийтиск металу на вали;
Е і G – модуліпружності при розтягуванні і зсуві;
L – довжина бочкивалу, мм;
D – діаметр бочкивалу, мм;
l – довжина шийки валу, мм;
а – відстань міжосями натискних гвинтів, мм;
b – ширина листа,мм.
Якщо ширина листаблизька до довжини бочки валу, то, спрощуючи рівняння (2.1) і (2.2), одержимо />:
/>/>(2.3)
/>(2.4)
На максимальнепрогинання валу двохвалкової кліті посередині бочки з достатнім ступенемточності можна визначити і по спрощеній формулі:
/>(2.5)
де n – коефіцієнт, залежний відвідношення b/а;
Таблиця 2.4 –Значення коефіцієнту nb/а 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 n 8 7,8 7,7 7,5 7,1 6,8 6,7
При розрахункумаксимального сумарного прогинання для робочого і опорного валівчотирьохвалкової кліті можна користуватися спрощеною формулою (якщо обидва валициліндричні):
/>(2.6)
де /> і /> – модулі пружностіробочого і опорного валів;
/> і /> – діаметри робочого та опорного валів.
По формулах (2.5)і (2.6) визначається максимальне двостороннє прогинання валу, який необхідновраховувати при визначенні різнотовщинності листів по ширині.
Слід зазначити,що різнотовщинність профілю не відповідатиме набутим розрахунковим значенням поформулах (2.5) і (2.6), оскільки вони виведені по відстанях між двома опорами.На самій же справі, одностороння опуклість на готовому профілі /> визначається по відношенню:
/> звідки
/>(2.7)
Різнотовщинність,або двостороння опуклість на готовому профілі /> остаточно визначається як:
/>(2.8)
Отже, якщо ширинапрофілю, що прокатується велика і, можна сказати, наближається до довжини бочкивалу, то складаючи прогинання слід визначати по рівняннях (2.3) і (2.4). Напрактиці прогинання і різнотовщинність визначають також і по рівняннях (2.5) і(2.7), />.
В механічнійчастині проекту буде розрахована можлива різнотовщинність готового профілюлиста, яка планується 0,32 мм, прогинання валкової системи чистової клітіпланується 0,23 мм. При виготовленні профілізації валів, що враховуєрозраховане прогинання, можливо попередити отримання браку по різнотовщинності при прокатці тонких і широкихлистів.
ЗТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
Характеристикачорнової кліті «ДУО» 2250 [1].
Робочі вали:
Матеріал –чавунні
Номінальнийдіаметр/>
Мінімальнийдіаметр/>
Довжина бочки/>
Діаметр шийки/>
Маса робочоговалу/>
Підшипникитекстолітові;
Потужність одногодвигуна/>
Кутова швидкістьобертання двигуна/>
Номінальниймомент двигуна/>
Максимальниймомент двигуна/>
Кутовеприскорення/>
Кутовеуповільнення/>
Швидкість підйомуі опускання
натискних гвинтів/>
Прискореннянатискних гвинтів/>
Махова маса якоря/>
Діаметр муфти/>
Діаметр головкишпинделя/>
Маса тілашпинделя/>
Маса головки шпинделя/>
Діаметр тілашпинделя/>
Відстань між клітями/>
Швидкістьтранспортування рольганга/>
Характеристикачорнової кліті «Кварто» [1].
Робочі вали:
Матеріал –нелегований чавун з графітом;
Номінальнийдіаметр/>
Мінімальнийдіаметр/>
Довжина бочки/>
Діаметр шийки/>
Довжина шийки/>
Маса робочоговалу/>
Опорні вали:
Матеріал – кованасталь 9ХФ;
Номінальнийдіаметр/>
Мінімальнийдіаметр/>
Діаметр шийки/>
Довжина шийки/>
Потужністьприводного двигуна/>
Кутова швидкістьобертання двигуна/>
Номінальниймомент прокатки/>
Кутове прискорення/>
Кутовеуповільнення/>
Махова маса якоря/>
Швидкість підйомуі опускання
натискних гвинтів/>
Прискореннянатискних гвинтів/>
Маса корінноїмуфти/>
Діаметр корінноїмуфти/>
Маса валушестерінчастої кліті/>
Діаметр валушестерінчастої кліті/>
Діаметр головкишпинделя/>
Маса тілашпинделя/>
Маса головкишпинделя/>
Діаметр тілашпинделя/>
3.1Фабрикація сляба
Розробити режимпрокатки листів 4×2000×6500 мм із сталі 3 сп. на стані 2250 АМК.
Визначимономінальну масу одного листа:
/>
де /> – відповідно товщина,ширина і довжина готового листа;
/>
/>
На стані 2250можлива прокатка розкатів завдовжки до 18 м. Передній і задній кінець розкатумають нерівну форму, тому для отримання прямокутного листа необхідновідрізувати передній і задній нерівні кінці. Крім того необхідно відібратипланки для механічних випробувань.
Виходячи зможливостей стану і з урахуванням торцевого обрізання вибираємо двократнийрозкат.
Загальна масадвох листів:
/>
Визначаємонеобхідну масу сляба:
/>
де: /> – коефіцієнтфабрикації переходу від сляба до листа, що забезпечує вирізку з розкату готовихлистів заданих розмірів.
Приймаємо />
/>
Вибираємо геометричнийрозмір сляба. Ширину сляба вибираємо рівною /> довжину сляба приймаємо />
Знаходимо товщинусляба:
/>
Остаточні розмірисляба: 100×800×1500 мм
3.2Розрахунок режиму обжимань на кліті «ДУО»
Оскільки довжинабочки валу на кліті ДУО складає 2250 мм, то витяжка слябу в довжину можлива до /> Тодікоефіцієнт витяжки при прокатці сляба у перших подовжніх проходах складе [4]:
/>
Знаходимо товщинусляба після протяжки його в довжину:
/>
Визначаємосумарне обжимання в подовжніх проходах:
/>
Знаходимосумарний коефіцієнт витяжки при розбитті ширини:
/>
Знаходимо товщинурозкату після розбиття ширини:
/>
Знаходимо сумарнеобжимання при розбитті ширини:
/>
Сумарне обжиманняв подовжніх проходах з урахуванням товщини рівної 16 мм [1] визначаємо як:
/>
Визначимообжимання по проходах:
1-й прохід />
2-й прохід />
3-й прохід />
4-й прохід />
5-й прохід />
6-й прохід />
7-й прохід />
8-й прохід />
9-й прохід />
10-й прохід />
Знаходимокоефіцієнти витяжки і довжину розкату по проходах на кліті ДУО:
1-й прохід.
/>
/>
/>
/>
2-й прохід:
/>
/>
/>
/>
Кантівка на 90° ірозбиття ширини в наступних 4-х проходах.
3-й прохід:
/>
/>
/>
/>
4-й прохід:
/>
/>
/>
/>
Далі розрахунокведеться аналогічно. Розраховані параметри прокатки в чорновій кліті ДУОприведені в таблиці 3.1
Таблиця 3.1 –Розрахункові параметри прокатки в чорновій кліті ДУО№ прохід Режим обжимань Обжимання Δh, мм Н, мм В, мм L, мм 100 800 1500 1 84 800 1786 16 2 71 800 2113 13 КАНТІВКА 3 63 2113 902 8 4 55 2113 1033 8 5 47 2113 1209 8 6 40 2113 1421 7 7 33 2113 1722 7 8 27 2113 2104 6 КАНТІВКА 9 21 2104 2717 6 10 16 2104 3565 5
3.3Розрахунок швидкісного режиму на кліті «ДУО»
1-й прохід.
Кутова швидкістьвалів при викиді розкату в 1-у проході визначається по умові:
/>
де /> – час установки верхньогоробочого валу для наступного проходу, секунд;
/> – час реверсуваннядвигуна від моменту викиду розкату в попередньому проході до моменту захопленняв даному проході, секунд;
/> – час поверненнярозкату до валів, секунд;
/> – кутове уповільненнявалів, рад/с2;
/> – кутова швидкістьвалів при захопленні розкату в наступному проході, рад/с.
/> – кутове прискореннявалів, рад/с2.
Звідки:
/>
/>
Оскільки />
то />
Задамося кутовоюшвидкістю захоплення в другому проході:
/>
тоді />
Визначаємо часреверсування розкату:
/>
/>
/>
/>
Задаємося кутовоюшвидкістю захоплення в першому проході:
/>
Знаходимонайбільшу кутову швидкість валів в першому проході:
/>
/>
Час прискореннявалів без металу:
/>
Час прискореннявалів з металом до номінальної кутової швидкості:
/>
Час прискореннявалів з металом від номінальної кутової швидкості до найбільшої в даномупроході:
/>
Час уповільненнявалів з металом до кутової швидкості викиду в даному проході:
/>
/>
Час до повноїзупинки валів:
/>
Машинний часпершого проходу:
/>
Середня швидкістьпрокатки:
/>
2-й прохід.
Оскільки післядругого проходу необхідно проводити кантівку розкату на 90° з метою розбиттяширини, то час паузи між другим і третім проходами /> визначається тривалістю кантівки.З практичних даних, час кантівки приймаємо рівним 4 секунди, />
Задаємося кутовоюшвидкістю валів при викиді розкату в другому проході />, а при захопленні в третьомупроході /> Найбільшакутова швидкість валів в другому проході:
/>
Час прискореннявалів без металу:
/>
Час прискореннявалів до номінальної кутової швидкості:
/>
Час прискореннявалів від номінальної кутової швидкості до найбільшої в даному проході:
/>
Час уповільненнявалів від номінальної кутової швидкості в даному проході до кутової швидкостівикиду:
/>
Час уповільненнявалів від викиду до номінальної кутової швидкості:
/>
Час зупинки валіввід номінальної кутової швидкості до повної зупинки:
/>
Машинний час вдругому проході:
/>
Середня швидкістьпрокатки в другому проході:
/>
Далі розрахунокведемо аналогічно. Результати зводимо в таблицю 3.2.