Реферат выполнил Гундоров В.В.
Специальность 1806 “техническаяэксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и электромеханическогооборудования”, группа 05 – 1
Нижнетагильский горно-металлургическийколледж имени Е.А. и М.Е Черепановых
2003 г.
1. Агрегаты и механизмы главной линиипрокатного стана
Основойпрокатного стана является рабочая клеть, в которой осуществляется собственнопрокатка металла. Конструкция, размеры и масса рабочих клетей зависят отназначения и специализации прокатных станов, условий процесса прокатки металла,числа рабочих валков в самой клети, уровня технического прогресса в прокатномпроизводстве.
Основнымиэлементами рабочих клетей являются станина, валки, подшипники, подушки,механизмы для установки и уравновешивания валков.
Станинырабочей клети относятся к самым ответственным деталям рабочей клети. Двестанины, соединенные стяжными болтами или траверсой, образуют основу рабочейклети. Каждая станина состоит из двух стоек, а также верхней и нижнейпоперечин. Рабочая клеть крепится к плитовине либо болтами, либо специальнымигидравлическими зажимами, которые позволяют быстро производить замену станины.
Валкиявляются основным рабочим инструментом прокатного стана, в них непосредственноосуществляется деформация металла. Прокатные валки классифицируют поназначению, форме бочки валка, конструкции, материалу. По назначению валки бываютсортовые и листовые, кантующие, разрезные, правильные и т.д. По форме бочкивалки бывают гладкие или цилиндрические, с калибрами. По конструкции различаютвалки бывают стальные, чугунные и из твердых сплавов.
Подшипники.Валки прокатных станов устанавливаются в подшипниках, которые размещаются нашейках прокатных валков. Через подшипники передаются усилия, возникающие припрокатке, от валков на станину. Также подшипники удерживают валки в заданномположении. В настоящее время используют открытые подшипники скольжения;подшипники жидкостного трения; подшипники качения.
Подушки.Подшипники прокатных станов размещаются в подушках, представляющих собойспециальные стальные отливки. Подушки предназначены для сохранения точногоположения валков и передачи усилия прокатки от валков к станине рабочей клети.Они перемещаются по направляющим, прикрепленным к станинам. Для предотвращенияперемещения подушек в направлении горизонтальных осей валков применяютсярегулирующие планки и зажимы, которые скользят в пазах подушки и станины. Чтобыскомпенсировать термическое расширение валков подушки закрепляют только состороны, противоположной приводу, что позволяет им несколько перемещаться восевом направлении.
Механизмвертикальной и осевой установки валков. В процессе прокатки валки должнызанимать определенное положение в рабочей клети. С этой целью используютсямеханизмы вертикальной и осевой установки валков. Установочные механизмыпредставляют собой совокупность нажимного и уравновешивающего механизмов.Нажимной механизм выполняет перемещение, а уравновешивающий механизмпредназначен для выбора зазора в системе нажимной механизм-подушки верхнеговалка с целью исключения ударов. Установочные механизмы обеспечиваютвозможность раздельной регулировки положения каждой подушки валка.
Нажимныевинты. На толстолистовых, тонколистовых и полосовых четырехвалковых станахгорячей и холодной прокатки, где скорость перемещения валков невелика,применяются тихоходные нажимные механизмы с приводом от электродвигателя черезглобоидные червячные передачи. В последнее время на листовых и обжимных станахприменяются гидравлические и комбинированные нажимные устройства, которыеобладают значительно меньшей инерционностью и имеют высокую точность установкии способность воспринимать большие усилия прокатки. В гидравлических нажимныхустройствах усилие прокатки воспринимают гидравлические цилиндры, под поршникоторых подается рабочая жидкость (масло) под постоянным давлением, поэтомуперед прокаткой валки прижаты друг к другу с постоянным усилием. Вкомбинированных устройствах грубое регулирование производитсяэлектромеханическим устройством, а тонкое — — гидравлическим.
Уравновешивающееустройство. Для уравновешивания верхнего валка применяют грузовое, пружинное игидравлическое устройства. Грузовое уравновешивающее применяют при перемещенииверхнего валка на большую высоту. Пружинное уравновешивающее устройствоприменяется на заготовочных, сортовых, проволочных, листовых двух- итрехвалковых и ленточных четырехвалковых станах, там где перемещение валков имасса уравновешиваемых деталей невелики.
2. Агрегаты и механизмы поточныхтехнологических линий прокатных цехов
Вспомогательноеоборудование – агрегаты и механизмы поточных технологических линий прокатныхцехов подразделяют на две основные группы: транспортную, выполняющую операциипо перемещению металла, подаче его к рабочим клетям и его кантовку иобрабатывающую, работа которой связана с операциями по отделке проката.
2.1 Транспортная группа
Ктранспортной группе агрегатов и механизмов относятся слитковозы, рольганги,холодильники, манипуляторы, кантователи, поворотные и подъемные механизмы. Кобрабатывающей группе агрегатов и механизмов относятся ножницы, пилы,правильные механизмы и прессы, моталки, разматыватели и др.
Слитковозы.В настоящее время на обжимных станах приняты две схемы подачи слитков:челночная и кольцевая. На современных станах осуществляется кольцеваяслиткоподача, дающая возможность обеспечить высокую его производительность,составляющую 5-6 млн. тонн и более в год годного проката. Кольцеваяслиткоподача называется так потому, что движение слитковозов осуществляетсяпо замкнутому кольцу.
Рольганги.Рольганги предназначен для транспортирования металла к прокатному стану, задачиметалла в валки, приема его из волков и передвижение к ножницам, пилам,правильным и другим устройствам и механизмам. Общая длина рольгангов довольнозначительна, а масса их иногда достигает 20-30% от массы механическогооборудования всего прокатного цеха. По своему назначения рольганги разделяют нарабочие и транспортные. Рабочие рольганги расположены непосредственно у рабочейклети стана и служат для задачи прокатываемого метала в валки и приема его извалков. Все остальные рольганги называют транспортными. По способу приводароликов рольганги бывают с групповым и индивидуальным приводом и с холостымироликами. Групповой привод применяют редко и только для рольгангов, работающихв тяжелых условиях. При индивидуальном приводе каждый ролик приводится ототдельного электродвигателя. Такая конструкция проще в изготовлении иэксплуатации. Рольганги с холостыми роликами применяют как транспортные. Ихрасполагают с небольшим уклоном к горизонтали и перемещение металла происходитпод действием собственного веса металла. Эти рольганги называют гравитационными.Ролики изготавливают цельноковаными, литыми или из труб.
Холодильники.Холодильники являются связующим звеном между прокатным станом и агрегатами дляотделки проката. Удельная масса холодильника в общей массе оборудованияпрокатного цеха значительна и составляет от 35 до 50%. На холодильникиосуществляется прием прокатанного металла, его охлаждения, передача наотводящий рольганг, транспортирование металла к отделочным агрегатам. Дляохлаждения прокатанного металла на сортопрокатных станах применяются реечные ироликовые холодильники. Реечные холодильники получили наибольшеераспространение и бывают одно- и двусторонние: по числу одновременнопринимаемых ниток прокатанного металла. На реечном холодильнике охлаждениеполос происходит на подвижных зубчатых рейках, совершающихкачательно-поступательное движение. Важным достоинством этих холодильниковявляется возможность правки прокатанного металла в процессе охлаждения.Прокатанный металл, поступая по рольгангу, при одновременном подъеме клапанов,сбрасывается на гребенку, которая расположена рядом с роликами рольганга повсей длине холодильника. С гребенок прокатанный металл забирается системой«шагающих» реек и перекладываются на неподвижные рейки. Дальнейшее продвижениеметалла осуществляется в результате качения реек, при перемещении похолодильнику металл охлаждается до 80-120 0С, передается на отводящий рольганг,ведущий к ножницам для холодной резки на мерные длины. Длина холодильникасоставляет 125м., ширина – 16м. Роликовые холодильники, которые состоят изроликов диаметром 100-120мм., расположены под углом 35-40 0 к осиподводящего рольганга. Ролики приводятся во вращение от одного электродвигателячерез редуктор и коническую шестеренную передачу, передающую вращение каждомуролику. При одновременном вращении всех роликов прокатанный металл перемещаетсяв направлении от подводящего рольганга к отводящему. Достоинством такогохолодильника является равномерное охлаждение металла.
Шлепперы. для перемещения заготовок и крупносортных профилей поперек цеха от рольгангак рольгангу, к уборочному карману или в соседний пролет цеха применяетсяканатные или цепные шлепперы. Канатный шлеппер состоит из 6-8 канатов, которыетянут между рядом приводных барабанов и рядом натяжных блоков. На всех канатахв один ряд закреплены шлепперные тележки с упорными пальцами. При ходе тележеквперед упорные пальцы перемещают металл от рольганга к рольгангу. При обратномходе тележки пальцы «утапливаются» и проходят под металлом. При непрерывнойреверсивной работе со скоростью перемещения тележки 1-2 м/с канатный шлепперотличается маневренностью и позволяет накапливать на стеллажах и перемещатьбольшое количество металла при одновременном его охлаждении. Цепной шлепперприменяют для тех же целей, что и канатный, цепи более теплоустойчивы приперемещении горячего металла, чем канаты, однако нормально они могут работатьпри натяжении их только в одну сторону, поэтому цепные шлепперы являютсянереверсивными и менее маневренными.
Манипуляторыи кантователи. Манипуляторы предназначены для передвижения металла пороликам рольганга параллельно их бочке с целью последующего правильногонаправления металла в валки. Одновременно линейки манипулятора выправляютпрокатываемый металл, если он искривился при прокате. Манипуляторы применяют наобжимных заготовочных и толстолистовых станах при прокатке слитков иотносительно толстой заготовке. Кантователи служат для поворота прокатываемойполосы относительно продольной оси на 90 0 перед задачей в следующий калибр дляобеспечения равномерного обжатия металла по всему сечению. На обжимных станахманипуляторы устанавливают с передней и задней сторон рабочей клети.Прокатываемый металл, направленный в валки передней пары линеек, с другойстороны клети принимается задней парой линеек, а затем передвигается ими кследующему калибру валков. Кантователи применяют крюкового типа. В линейкеманипулятора предусмотрены направляющие пазы, в которых могут вертикальнопередвигаться кантующие крюки. Подъем крюков и опускание осуществляетсяповоротом вала, на котором закреплены рычаги, шарнирно соединенные с крюками.Вал со своими подшипниками смонтирован на линейке манипулятора и поворачиваетсяпри перемещении штанги. В исходном положении кантующие крюки находятся междуроликами рольганга. При кантовке крюки поднимаются, захватывают нижнюю частьблюма и поворачивают его. На сортовых станах для кантовки заготовки на ходуприменяют так называемые кантующие втулки. Кантовка полосы производится послевыхода ее из предыдущей клети во время движения полосы по рольгангу и передвходом ее в последующую клеть. Кантующая втулка представляет собой разъемнуюдеталь, которая поворачивается вокруг неподвижной точки при помощикривошипно-шатунного привода для поворота раската на 45 или 90 0, движущегосяпо рольгангу со скоростью 0,5-0,8 м/с. Время кантовки раската на 90 0 равно 1,3с. При входе во втулку раската втулка поворачивается на заданный угол, а послевыхода возвращается в исходное положение. Кантователи применяют наинспекционных рольгангах для визуального осмотра качества поверхности сортовогои листового проката; при правке рельсов на прессе; для кантовки рулонов изгоризонтального положения в вертикальное и из вертикального в горизонтальное ит. д.
Подъемно-качающиесястолы. Их применяют на листовых, сортовых трехвалковых и тонколистовыхдвухвалковых станах линейного типа. На листовых трехвалковых станахподъемно-качающиеся столы устанавливают с обеих сторон рабочей клети. Спередней стороны стана подъемный стол служит для подъема прокатываемой полосы изадачи между верхним и средним валком. С задней стороны стана подъемный столслужит для приема выходящей из валков полосы, опускания и задачи ее междусредним и нижним валками. На сортовых трехвалковых станах с диаметром валковменее 600 мм столы устанавливают с одной передней стороны. С заднейстороны устанавливают кантователь, который служит для приема и опусканияполосы. На нереверсивных двухвалковых станах подъемные столы служат для подачилистов через верхний валок на сторону задачи для повторной прокатки.
2.2 Агрегаты и механизмы для порезкипроката.
Ножницыс параллельными ножами. Для порезки готового проката на мерные длины и обрезкиконцов устанавливают ножницы для горячей и холодной резки с параллельныминожами. Ножницы могут иметь нижний или верхний рез. Ножницы с верхним резомимеют простую конструкцию. В процессе резания нижний нож неподвижен, а верхний,укрепленный в суппорте, с помощью гидравлического или кривошипного приводадвижется вниз и разрезает металл. Чтобы воспрепятствовать повороту полосы прирезе, устанавливают специальный прижим, опускающийся на полосу с верхним ножом.Ножницы с нижним резом получили более широкое применение. Перед началомразрезания ножницы раскрыты и металл проходит между ними по рольгангу: нижнийнож при этом находится ниже роликов рольганга и не мешает движению металла.Затем металл останавливается при помощи передвижного упора и суппорт верхнегоножа отпускается до соприкосновения с металлом. Дальнейшее продвижение верхнегосуппорта прекращается и начинает двигаться суппорт нижнего ножа, при этомосуществляется резание металла.
Ножницыс наклонными ножами. Ножницы этого типа называются гильотинными. Конструктивноони бывают двух типов: открытого и закрытого. Ножницы открытого типа имеюткороткие ножи и одну станину с боковым просветом, через который подаетсяразрезаемый металл. Этот тип ножниц применяют для порезки сутунки и сортовогопроката в холодном состоянии. В последнем случае форма ножей соответствуетпрофилю сечения разрезаемого металла. Верхний подвижной нож имеет угол наклона2 – 50. ножницы закрытого типа имеют две станины, соединенные снизу траверсой.В просвете между станинами перемещается суппорт с ножом. Эти ножницы применяютдля поперечной резки широких полос и листов в холодном, полуостывшем илигорячем состоянии.
Летучиеножницы. Для резки металла при движении его с большой скоростью используютсялетучие ножницы. В прокатных цехах эксплуатируются ножницы различныхконструкций: барабанные, рычажно-кривошипные, планетарные и маятниковые и др.
Барабанныелетучие ножницы. Ножницы этого типа получили широкое применение для резкишироких полос толщиной до 30 мм, холодной резки полос толщиной до 3мм и горячейрезки мелких сортовых профилей. На барабанах ножниц закреплены по одному или понескольку ножей. Полоса движется непрерывно и подается к ножницам подающимироликами с постоянной скоростью. При встрече ножей верхнего и нижнего барабановпроисходит резание полосы. Ножницы просты по конструкции, надежны вэксплуатации и позволяют резать металл со скоростью более 15 м/с.
Рычажно-кривошипныелетучие ножницы. При порезке толстых полос применяют рычажно-кривошипныелетучие ножницы с поступательно движущимися ножами. Ножи совершают сложнуюэллипсовидную траекторию, а на участке реза эта траектория совпадает сгоризонтальным движением полосы, сближаясь по вертикали.
Планетарныелетучие ножницы. Для порезки заготовок и сортовых профилей применяютсяпланетарные летучие ножницы. Они предназначены для порезки на ходу заготовоксечением 80 х 80 и 120 х 120 со скоростью 7,0 и 3,1 м/с соответственно, а такжеплоских заготовок сечением 100 х 120 – 100 х 150 мм и круглых заготовокдиаметром 100–140 мм. Ножницы могут работать в режиме без пропуска реза и спропуском реза. При работе с пропуском реза кривошип приводится во вращение отредуктора пропуска реза с угловой скоростью, в два раза меньшей угловойскорости барабанов. В конце первого оборота барабанов солнечные и планетарныешестерни при помощи шарнирно-рычажной системы повернутся в противоположныхнаправлениях, обеспечивая возможность свободного прохода заготовки междураздвинутыми ножами. В конце второго оборота барабанов произойдет резаниезаготовки на двойные длины.
Дисковыеножницы применяют для обрезки кромок полосы и резки широких полос в продольномнаправлении на несколько более узких полос.
Дисковыепилы. Для порезки профильного проката применяются дисковые пилы с цельюповышения качества реза. Дисковые пилы разделяются на две группы: для горячегорезания (зубчатые диски) и для холодного резания (гладкие диски). У пил сгладкими дисками резание происходит вследствие расплавления металла при трениибыстровращающегося диска.
2.3 Правильные агрегаты.
Впрокатных цехах применяют правку металла изгибом, растяжением и прокаткой снебольшим обжатием. Правку производят как в горячем, так и в холодном состояниина правильных и в роликовых правильных машинах.
Правильныепрессы бывают горизонтальные и вертикальные. На вертикальных прессах профильустанавливают на двух роликовых опорах, расположенных на неподвижном столе.Правку осуществляют приложением усилия посредине между опорами путемперемещения верхнего ползуна в вертикальной плоскости. На горизонтальныхпрессах схема правки аналогична, но ползун, передающий усилие правки,расположен горизонтально и перемещение его осуществляется в горизонтальнойплоскости.
Листоправильныемашины разделяются на две группы: с параллельным расположением роликов инаклонным. На машинах с параллельным расположением роликов правят толстые листы(свыше 12 мм). На машинах с наклонным расположением роликов правят тонкие листыи полосы (до 4 мм).
Сортоправильныемашины с профилированными роликами бывают двух типов: с открытым консольнымрасположением роликов и с закрытым расположением роликов на валах между двумяопорами последних. Правильные машины с консольными однородными роликами болееудобны в эксплуатации, поэтому их применяют не только для правки мелких исредних, но и крупных профилей, например, рельсов.
2.4 Механизмы для сматывания иразматывания металла.
Длясматывания прокатанного металла в рулоны (полоса, лента, штрипс) и бунты(катанка, мелкосортные профили) применяют моталки. По назначению и конструкцииих разделяют на: ролико-барабаные моталки для горячей полосы; барабанныемоталки для холодной полосы: свертывающие машины для горячей полосы – штрипса: моталкидля сматывания в бунты горячих мелкосортных профилей (круг, квадрат) и катанки.Для приема и центрирования рулонов, отгибания переднего конца рулона с цельюнаправления полосы в прокатный стан (или агрегат резки, отжига, покрытия ит.д.) и создания натяжения полосы при разматывании рулона предназначеныразматыватели.
Моталки.Для сматывания горячих полос применяются роликовые барабанные моталки. Полосаподается от стана по рольгангу к подающим роликам, которые направляют полосумежду формирующими роликами и барабаном моталки. При сматывании тонкой полосы(1-4 мм) после образования 2-3 первых витков формирующие ролики отводятся отрулона и дальнейшее сматывание осуществляется с натяжением полосы барабаноммоталки. При сматывание более толстой полосы после захвата переднего концаполосы барабаном формирующие ролики остаются плотно прижатыми к полосы.
Барабанныемоталки применяют для сматывания холодной полосы, одновременно сообщая полосенатяжение. Барабанные моталки применяются на реверсивных и нереверсивныхстанах.
Свертывающиемашины используют для горячего и холодного свертывания широких полос в рулоны.В машинах этого типа полосу свертывают не на барабан, а путем изгиба в роликах.Свертывающие машины устанавливают в потоке стана, скорость сматывания остаетсяпостоянной и не зависит от диаметра рулона.
Моталкидля сматывания в бунты катанки диаметром от 6 до 10 мм и круглой сталидиаметром до 40 мм. Применяют барабанные моталки двух видов: с вращающимсябунтом и с неподвижным бунтом. Моталки первого типа применяются для сматываниякатанки при скоростях только до 10 м/с. Их преимущество состоит в том, что,кроме катанки и круглой стали, на них можно сматывать и мелкие профиликвадратного сечения. При сматывании катанки применяются также моталки с неподвижнымбунтом, преимуществом которых является отсутствие вращения бунта и сматыванияметалла при любой скорости его подачи, достигающей 20 м/с и более.
Разматывателишироко применяют при холодной прокатке листовой стали. Они входят в составагрегатов непрерывного травления, отжига, лужения рулонов и др. в составразматывателя входят: устройства для установки рулона в положение дляразматывания и приспособление для отгибания переднего конца рулона и задачи егов подающие ролики.
2.5 Агрегаты отделки проката.
Получениеготового проката высокого качества возможно только тогда, когда на всех стадияхтехнологического процесса в прокатном цехе осуществляется контроль качестваметалла, устранение дефектов и отделка проката в механизированныхпоточных линиях. При производстве готового проката в настоящее время впрокатных цехах эксплуатируется агрегаты отделки проката. Слябы подаются наподъемно – опускающийся стол, сталкиваются сталкивателем на рольганг,выравнивается направляющими линейками и поступают на транспортер, которыйтранспортирует их через группу шлифовально – обдирочных станков. За один проходчерез станки с верхней поверхности слябов снимается слой металла толщиной 0,5мм. Затем сляба кантуется на 1800 кантователем и зачищается другая сторонаслябы.
2.6 Агрегаты термической обработки иохлаждения проката.
Термическаяобработка готового проката приводит к существенному повышению его механическихсвойств. На металлургических заводах для термического упрочнения применяютсяагрегаты и линии для термической обработки листов, устройства и линии длятермического упрочнения арматурной стали и мелких фасонных профилей в потокестанов и д. р.
Список литературы.
1.″Технология горячей обработки материалов″ Под ред. Н.М. Челнокова,М, 1972г.
2.″Прокатное производство.″ Полухин П.И., Федосов Н.М., Королев А.А.,Матвеев Ю.М. М., 1982г.
3.″Общая металлургия″ Бурдаков Д.Д., Бурдаков Ю.Д., Володин С.А.,Жилкин Н.К., 1971г.
4.″Производство проката″ Зотов В.Ф., 2000г.