Технология производства потребительские свойства проката из конструкционной стали высокой обрабатываемости резанием

Прокатку листов и полос проводят в так называемых гладких валках. В этом случае уменьшение толщин прокатываемого металла в каждом проходе достигается соответствующим сближением валков.

Прокатку сортового и фасонного  металла, например, квадрата, круга, рельса или швеллера, осуществляют в калиброванных или ручьевых валках, т.е. в валках, на рабочей поверхности которых сделаны углубления, называемые ручьями, соответственно требуемой форме прокатываемого изделия. Просвет, образованный между двумя этими углублениями, сделанными на обоих валках, совместно с зазором между валками называется калибром.  Калибровкой профиля называется система последовательно расположенных калибров, обеспечивающая получение готового профиля заданных размеров. Определение размеров этих калибров для различных профилей и является основной задачей калибровки прокатных валков.

Прокат изготавливают  из стали марок Ст0, Ст3кп, Ст3пс, Ст3пс, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5сп, Ст5пс, Ст6пс, Ст6сп.

При обеспечении механических свойств, установленных для проката из стали Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, допускается снижение нижнего предела массовой доли марганца в стали до 0,25%, а отклонение от нижнего предела массовой доли углерода не является браковочным признаком.

Слитки, выходящие из МНЛЗ, разрезают на мерные длины (6—12 м) и направляют на станы для дальнейшей прокатки или на склад. Преимущество процесса непрерывного литья заключается в сокращении цикла металлургического производства, так как в сталеплавильном производстве исключается разливка металла в изложницы, а в прокатном производстве отпадает необходимость в использовании обжимных и заготовочных станов. Кроме этого повышается качество заготовок за счет высокой степени их однородности, увеличивается выход годного, снижаются капитальные затраты и создаются условия для комплексной автоматизации процесса.

Основными технологическими операциям  прокатного производства являются: подготовка исходного металла, нагрев, прокатка и отделка проката.

Подготовка исходных металлов (слитков  и заготовок) к прокатке заключается в удалении различных поверхностных дефектов (трещины, плены, закаты, царапины и др.), что увеличивает выход готового проката. Эта операция особенно важна при прокатке качественной конструкционной стали.

Нагрев слитков и заготовок перед прокаткой должен обеспечить их высокую пластичность, высокое качество готового проката и получение требуемой структуры металла. Поэтому необходимо строгое соблюдение установленных режимов нагрева металла перед прокаткой, индивидуальных для каждой марки или группы марок стали, правильный выбор температуры начала и конца прокатки, а также режима обжатий.

При прокатке контролируют начальную  и конечную, температуры, заданный режим  обжатия, проверяют настройку валков наблюдением за размерами и формой проката, а также измеряют энергосиловые параметры.

Для контроля за состоянием поверхности  проката регулярно отбирают пробы. Основной контроль поверхности проводят перед зачисткой проката.

После прокатки контроль продолжают во время отделочных операций (резки на мерные длины, правки, удаления поверхностных дефектов и т.д.). Готовый прокат подвергают конечному техническому контролю.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

Толстые листы, у которых  допуски по толщине значительно  больше, чем разница толщин посередине и по кромкам, прокатывают на валках с цилиндрической поверхностью.

При прокатке среднелистовой стали  на трехвалковых станах в целях устранения неравномерности деформации по ширине, а также для получения листов с минимальными допусками и компенсации износа средний валок изготавливают выпуклым. Однако верхний и нижний валки работают по нескольку месяцев, а средний меняют примерно, каждую неделю.

Допуски по толщине горячекатаных и холоднокатаных тонких листов, как правило, очень жесткие. Так как температура середины бочки валка больше, чем на краях, то увеличение диаметра в средней части также больше. Вследствие этого, а также для центровки полосы прокатку тонких листов в горячем состоянии, несмотря на сплющивание и прогиб, осуществляют в валках с вогнутой бочкой. При этом величину вогнутости валка в холодном состоянии выбирают в зависимости от размеров прокатываемых листов, темпа прокатки и других факторов, она обычно составляет 0,1—0,6 мм.

Для получения равномерной толщины  у холоднокатаных листов их прокатку проводят на выпуклых валках, так как разогрев валков в этом случае незначителен и увеличение бочки валка несоизмеримо с упругими деформациями валковой системы. Поэтому значительные упругие деформации при холодной прокатке могут быть компенсированы созданием необходимой выпуклости валков (0,05 до 0,2 мм) при их шлифовке или посредством специальных устройств для регулирования профиля валков в процессе прокатки.

На листовых станах прокатывают  толстолистовую сталь (мостовую, резервуарную, судостроительную, броневую, котельную и топочную) и тонколистовую (конструкционную, кровельное железо, жесть белую и черную, электротехническую, трансформаторную и динамную).

Производство толстолистовой стали. Толстолистовую сталь прокатывают из слябов толщиной 65—300 мм, шириной 600— 1600 мм, длиной 1000—2000 мм и массой до 2,2 т.

Процесс прокатки толстых листов состоит  из двух стадий:

1. раскатки сляба в поперечном направлении до получения необходимой ширины. Для этого сляб после одного или двух проходов поворачивают в горизонтальной плоскости на 90° и прокатывают поперек его длины;

2) прокатки по длине  сляба после достижения им  необходимой ширины и поворота  прокатываемой полосы на 90°.

Для получения необходимой  ширины сляб, кроме того, прокатывают обычно с подачей под углом к оси валков (прокатка на угол). Обжатие за каждый проход определяют исходя из условий захвата, прочности валков и мощности двигателя стана.

Толстолистовую сталь прокатывают на одноклетевых станах трио, двухклетевых и полунепрерывных.

Производство тонколистовой стали. Тонколистовую сталь обычно получают путем горячей и холодной прокатки.

Горячая прокатка осуществляется на полунепрерывных и непрерывных станах. На этих станах из слябов прокатывают листы шириной 600—2200 мм и более, толщиной 1,25—12 мм.

Для окончательной отделки  горячекатаной листовой стали непрерывные станы .имеют нормализационную печь, травильную установку, сушильную машину, дрессировочные станы, правильные машины и ножницы. Готовый прокат поставляют в виде листов или рулонов.

Холодная прокатка тонких листов осуществляется в листах (карточках) и рулонах. Первый способ сохранился только на старых металлургических заводах. Рулонный способ получил широкое применение.

После горячей прокатки рулоны листовой стали поступают  в травильное отделение. Травильный агрегат состоит из разматывателя рулонов, ножниц для обрезки переднего конца, машины для сварки или сшивки рулонов, кислотных и промывных ванн, устройства для сушки листов горячим воздухом, ножниц для вырезки места сшивки и сматывателя рулонов.

После травления и  соответствующей подготовки рулоны поступают на станы холодной прокатки. Прокатка ведется со смазкой и с охлаждением валков. В процессе холодной прокатки происходит наклеп металла, затрудняющий дальнейшее обжатие и утонение листов. Для снятия наклепа применяют промежуточные отжиги листов обычно в колпаковых печах с защитной атмосферой или нормализационных печах.

После отжига листы направляют для дальнейшей прокатки или на дрессировку (холодная прокатка с обжатием 0,5—1,5% за один проход).

Для холодной прокатки листовой стали применяют различные станы  в зависимости от объема производства, назначения листов и других условий. На старых заводах с небольшим объемом производства применяют главным образом листовые станы кварто, а иногда листовые станы трио. На современных металлургических заводах широко применяют реверсивные станы кварто, непрерывные трех-, четырех- и пятиклетевые станы. На этих станах листы прокатывают в рулонах.

Непрерывные трех- и четырехклетевые  станы, а также реверсивные станы кварто применяют для прокатки всех листов, кроме жести. Жесть в рулонах массой до 12 т при толщине исходного листа около 2 мм прокатывают на непрерывных пятиклетевых станах; скорость прокатки достигает 30 м/сек,

Расход металла для  производства листовой стали зависит  от назначения и толщины листа. Он составляет 1,24—1,6 т стали в слитках на 1 т листов.

Жесть в зависимости  от назначения и для предохранения от коррозии подвергают лужению, шинкованию, лакировке и т. п. Лужение жести в прокатных цехах производят двумя способами: погружением в расплавленное олово (горячее лужение) и электролитическим путем. Электролитическое лужение обеспечивает более равномерное покрытие металла с меньшим расходом олова.

Весьма перспективными являются защитно-декоративные покрытия жести и листов пластмассой. Технология нанесения пластмассового покрытия на стальную ленту состоит в подготовке металла (обычно путем электрохимического травления) для лучшего сцепления с покрываемым материалом; нанесения промежуточного, так называемого адгезионного, слоя (обычно активных клеев) для улучшения прочности сцепления стали с пластмассой; нанесения пластмассовых покрытий, в качестве которых обычно используется полихлорвинил. Стальная лента или жесть с пластмассовым покрытием обладает высокой стойкостью против атмосферных воздействий низких (до—50° С) и высоких (до +80° С) температур, хорошей влагостойкостью и отсутствием явлений отслаивания пленки при вырубке отверстий, гибке, отбортовке и других операциях при получении заготовок или готовых изделий.

Прокат конструкционной  стали высокой обрабатываемостью  резанием производят в обычном режиме, как стальной прокат. Основная задача при проведение проката заключается в выборе исходного материала. Все технологические процессы, связанные с прокаткой не изменены и проходят в обычном режиме по определенной схеме согласно плана проката. Таким образом, технологические процессы при прокатке конструкционной стал можно отобразить следующим образом, приведенным в блок-схеме.

 

 

 

Блок-схема технологического процесса

 

 

 

 

 

 

 

1. плавление;
2. выпуск
3. – резка;
4. – нагрев;
5. – прокатка;

4. – механическая обработка.

 

5. Стандарты на прокат из конструкционной стали , нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями стандартов

 

ГОСТ 1414-75 «Прокат из конструкционной стали высокой обрабатываемости резанием.»

ГОСТ 2590-88  “Круглый стальной прокат. Технические требования.”

ГОСТ 2591-88 “Квадратный  стальной прокат. Технические требования.”

ГОСТ 14955-77 “Полосовой стальной прокат. Технические требования.”

ГОСТ 8560-78 «Шестигранный стальной прокат. Технические требования.”

ГОСТ 12346 – 78 «Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кремния».

ГОСТ 8559-75 “Угловой равнополочный стальной прокат. Технические требования.”

ГОСТ 4543-71 “Обточенный прокат. Технические требования.”

ГОСТ 1051-73 “Калиброванный прокат. Технические требования”

ГОСТ 14955-77 “Прокат со специальной отделкой поверхности. Технические требования.”

ГОСТ 7566-94 “Прокат из высоколегированной стали. Технические требования.”

ГОСТ 12344 “ Цилиндр 1(3) – 250. Технические условия ”

ГОСТ  3118-77 “Кислота соляная. Технические требования.”

ГОСТ 4461-77 “Кислота азотная. Технические требования.”

ГОСТ 3760-79 “Аммиак водный. Технические требования.”

ГОСТ 11293-89 “Желатин. Технические требования.”

Основные параметры  по ГОСТ 5520-79 «Прокат листвой из углеродистой, низколегированной и легированной стали для котлов и сосудов, работающих под давлением. Технические условия.»

1. Прокат изготавливают из стали марок А11, А12, А20, А30, А35«Углеродистая сернистая сталь. Общие технические условия.»
2. Химический состав стали должен соответствовать ГОСТ 380-88 «Конструкционная сталь. Общие технические условия». При обеспечении механических свойств, установленных для проката из конструкционной стали, допускается снижение нижнего предела массовой доли марганца в стали до 0,25%, а отклонение от нижнего предела массовой доли углерода не является браковочным признаком.
3. По требованию потребителя массовая доля серы в стали всех марок,  должна быть не более 0,040%, фосфора не более 0,030%.