Основными особенностями технологического процесса прокатки на блюмингах является: соизмеримость размеров сечения прокатываемого слитка и диаметра деформируемого инструмента – валков; неравномерность распределения деформаций и скоростей течения металла по высоте, ширине и длине очага деформации; ограниченная возможность естественного захвата металла валками и, как следствие этого, сравнительно небольшие величины относительных обжатий; свободный скоростной режим прокатки слитков из-за сравнительно небольшой на длины и изменения направления прокатки (реверс привода); неравномерное распределение температуры по сечению прокатываемого слитка; сильное влияние внешних зон и глубины проникновения пластической деформации на течение металла в очаге деформации и энергосиловые параметры прокатки; неравномерное распределение крутящих моментов и скоростей вращения между прокатными валками, большие динамические нагрузки в главной линии обжимного стана при неустановившемся процессе прокатки; физическая, химическая и механическая неоднородность обрабатываемого листового металла с большим количеством пустот и различного рода включений.
На блюмингах и слябингах прокатку производят из слитков, различны» по размерам и массе, что определяется марочным сортаментом стали, изготавливаемым на заводе. Время доставки составов со слитками к нагревательным колодцам обычно регламентируют. На современных заводах свыше 90 % слитков поступает в нагревательные колодцы блюмингов и слябингов в горячем виде с температурой до 870…900 °С.
Применение горячего всада, помимо весьма значительной экономии топлива, резко увеличивает пропускную способность нагревательных колодцев. Выдачу и посадку слитков производят партиями (садками). Нагретые слитки выдают из каждого колодца один за другим; их сажают до полного заполнения колодцев. Посадку слитков производят специальными клещевыми кранами, а в колодцах их устанавливают прибыльной частью вверх, Нагретые слитки при помощи тележки с опрокидывателем (слитковоза) подают к блюмингу.
Число проходов, за которые прокатывают слитки, предусматривают технологической инструкцией. Обжатие за проход можно установить по показанию стрелок циферблата, расположенного над рабочей клетью со стороны поста управления. Скорость прокатки на блюмингах регулируется оператором вручную или автоматически.
На блюмингах достигнуты большие успехи по увеличению их производительности путем сокращения числа проходов вследствие увеличения обжатия. Для повышения прочности и износоустойчивости многие детали блюмингов изготовляют из легированной стали и подвергают термической обработке.
Окалина, сваливающаяся со слитка во время его прокатки, смывается водой под стан, а затем поступает в ямы-отстойники, откуда краном с грейфером ее убирают и грузят в вагоны. Обрезь от ножниц при помощи конвейера транспортируют в скраповый пролет, откуда после охлаждения их при помощи кранов с электромагнитами грузят на железнодорожные вагоны.
При прокатке легированной стали, где обрезь различных марок стали должна сортироваться по группам, применяется, например, устройство, состоящее из поворотного круга, на котором установлено пять коробок. При повороте круга любая из коробок подходит к желобу, через который сбрасывается обрезь. Заполненные коробки с обрезью вынимают краном, а на их место устанавливают пустые.
После разрезки на ножницах блюмы клеймят с торца в горячем состоянии при помощи специального клеймовочного устройства. Разрезанные на ножницах блюмы и заготовки снимают кранами с захватами.
При работе блюминга с непрерывным заготовочным станом у блюмингового раската ножницами отрезают концы со стороны прибыли и нижней части слитков. Блюмы требуемой длины в пролете остывания укладывают в штабели. Блюмы из стали, требующей замедленного охлаждения, загружают в неотапливаемые колодцы и специальные печи. Остывшие блюмы зачищают и после приемки контролерами передают на склад заготовки.
Современные блюминги – полностью автоматизированы. Система автоматического управления состоит из отдельных автономных систем, каждая из которых управляет одним или группой механизмов и связана с вычислительной машиной. Последняя получает информацию о работе механизмов в процессе продвижения слитка вдоль линии блюминга и корректирует параметры технологического процесса и режимы работы оборудования. Это позволяет увеличить производительность блюминга за счёт более рационального ведения прокатки и обеспечивает лучшее качество металла; полнее используется оборудование блюминга.
Технологический процесс прокатки на блюминге 1150 включает: доставку горячих слитков на ж.-д. платформах из сталеплавильного цеха к нагревательным колодцам; подогрев слитков в вертикальном положении в колодцах до 1100…1300°С (в зависимости от марки стали); подачу каждого слитка на слитковозе к приёмному рольгангу блюминга; взвешивание слитка и подачу его по рольгангу к валкам блюминга; прокатку в заданном количестве проходов проходов с обжатием 40…120 мм за проход и промежуточными кантовками на 90° (кантовка и перемещение полосы вдоль валков осуществляются манипулятором).
В состав линии рабочей клети входят : двухвалковая реверсивная клеть с валками диаметров 1150 мм и длиной бочки 2800 мм; устройство для перевалки и вс троенные в клеть четыре станинных ролика; универсальные шпиндели; раскатные и рабочие рольганги перед клетью и за ней; манипулятор с кантователем и механизированное устройство для уборки крупного скрапа у рабочей клети. Валки реверсивной клети дуо 1150х 2800 мм блюминга 1150 приводятся от двух индивидуальных электродвигателей постоянного тока мощностью по 5000 кВт (0 – 70 – 120 об/мин).
Окалина сваливающаяся со слитков во время прокатки, смывается водой под стан, а затем поступает в ямы отстойники, откуда краном с
Для резки блюмов и слябов на требуемые длины используют кривошипные ножницы усилием 10 МН, совершающих 10 резов в минуту.
Обрезь, при помощи конвейера, транспортируют в скрапный пролет, откуда после охлаждения грузят при помощи кранов с электромагнитными шайбами на железнодорожные вагоны.
Обрезь, при помощи конвейера, транспортируют в скрапный пролет, откуда после охлаждения грузят при помощи кранов с электромагнитными шайбами на железнодорожные вагоны.
После разрезки на мерные длины блюмы клеймят с торцов в горячем состоянии при помощи специального клеймовочного устройства.
Блюмы требуемой длины укладывают в штабеля. Остывшие блюмы зачищают и после приемки передают на склад заготовки.
Удельный расход на 1 т блюмов (слябов):
- Слитки, т: кипящая сталь – 1,1, спокойная сталь – 1,22
- Электроэнергия, кВт·ч – 12
- Условное топливо, МДж – 1300
- Вода, м3 – 5
- Валки, кг – 0,1
- Сжатый воздух, м3 – 5
Цикл прокатки слитка 50…60 с. Часовая производительнсоть стана по слиткам 450…500 т, годовая 3,8 млн. т (при 7700 ч работы стана в год) или 3,3 млн. т в год по блюмам и слябам.
Площадь цеха 40000 м:. Выпуск продукции в год с 1 м2 площади цеха примерно 80 т. Общая мощность электродвигателей стана 15000 кВт, масса механического оборудования (без мостовых кранов) 6500 кВт.
В отличие от блюминга слябинг является универсальным двухклетевым реверсивным станом, имеющим горизонтальные и вертикальные валки. Устанавливаемые в последнее время универсальные слябинги могут прокатывать слябы шириной до 2 м из слитков массой до 25…30 т (рис. 2.1). Для обеспечения заданной производительности слябинга необходимо иметь около 20 групп нагревательных колодцев. При расположении их в один ряд, как обычно практиковалось на блюмингах и слябингах, длина пути слитковоза в один конец достигает 320 м. При большой производительности этого стана и высоком ритме прокатки один слитковоз не успевает подавать слитки от нагревательных колодцев к приемному рольгангу. Поэтому нагревательные колодцы на многих заводах расположены в двух параллельных пролетах и обслуживаются двумя слитко-воэами.
Все оборудование слябинга можно разделить на пять участков:
- приемный участок стана, состоящий из двух приемных рольгангов, рольганга-тележки, стационарного упора, транспортных рольгангов и поворотного устройства с весами;
- главную линию стана с примыкающими к ней рольгангами и манипуляторами с кантователем;
- машину огневой зачистки металла в потоке с рольгангами;
- ножницы с прилегающими к ним рольгангами, сталкивателем обрези, конвейером для уборки обрезков и передвижным упором;
- хвостовой участок стана, состоящий из механизмов для клеймения, взвешивания и уборки слябов.
Нагретые в нагревательных колодцах слитки мостовым клещевым краном устанавливаются в вертикальном положении на один из трех слитковозов , передвигающихся по замкнутому рельсовому пути. У приемного рольганга слиток опрокидывается гидравлическим механизмом на горизонтальную платформу слитковоза и толкателем сталкивается на приемный рольганг. Предусмотрена подача слитков на основной рольганг при помощи перемещающейся по рельсам поперечной рольганг-тележки, в случае разгрузки слитковоза у второго бокового приемного рольганга. Температура начала прокатки составляет 1230…1240 ºС, а температура конца прокатки – 1070..1100 ºС.
Главная линия стана состоит из двухвалковой рабочей клети с горизонтальными валками и расположенной перед ней двухвалковой клети с вертикальными валками. Рабочая клеть с горизонтальными валками имеет валки диаметром 1150 мм с длиной бочки 2100 мм. Валки имеют гладкую бочку и установлены в подушках на подшипниках с текстолитовыми вкладышами. Рабочие валки имеют индивидуальный привод от двух электродвигателей мощностью по 4600 кВт. Механизм для установки верхнего валка обеспечивает подъем его на 1750 мм со скоростью 75…150 мм/с. Горизонтальные валки предназначены для обжатия прокатываемого материала. Рабочая клеть с вертикальными валками имеет валки диаметром 900 мм с длиной бочки 2100 мм. Для использования всей бочки валков они выполнены так, что их можно переворачивать при перевалке, благодаря чему значительно увеличивается срок службы валков.
Привод вертикальных валков осуществляется от одного электродвигателя постоянного тока мощностью 2200 кВт. Механизм установки вертикальных валков обеспечивает зазор между валками в пределах 600…2150 мм. Скорость установки валков регулируется в пределах 40…80 мм/с. Вертикальные валки предназначены для устранения уширения прокатываемого материала.
После деформации раскат поступает на машину огневой зачистки, где поверхностные дефекты зачищаются кислородно-ацетиленовыми горелками, а затем на ножницы для порезки на мерные длины. Ножницы для резки слябов имеют максимальное усилие резания 26 МН и ширину ножей 2100 мм.
За ножницами на рольганге с вмонтированными в него автоматическими весами слябы взвешиваются, клеймятся и могут двигаться по трем направлениям: непосредственно на листовые станы для дальнейшей прокатки без промежуточного нагрева; к методическим печам для подогрева и затем на листовые станы для дальнейшей прокатки; к уборочным устройствам, расположенным на складе слябов.
Цепной транспортер, служащий для передачи слябов на склад, рассчитан на транспортировку слябов длиной 1,5…5,5 м и массой до 17 т при скорости транспортировки 0,5 м/с. С транспортера слябы направляются на рольганг уборочных устройств. Для подачи слябов с транспортного рольганга на транспортер и для слябов с рольганга уборочных устройств на штабелирование установлены четыре сталкивателя, один из которых расположен у транспортного рольганга, а три других у рольганга уборочных устройств. Сталкиватели слябов уборочных устройств, кроме того, служат для продвижения стопы слябов со штабелирующих устройств на стационарные стеллажи или на тележку для горячих слябов. Штабелирующее устройство предназначено для укладки слябов в стопы. Наибольшая высота стопы равна 800 мм, а масса достигает 30 т.
Производительность слябинга 1150 может достигать 4,5 миллионов т в год.