Автор: Пользователь скрыл имя, 09 Марта 2013 в 19:37, дипломная работа
В данной работе рассмотрена технология производства горячекатанного листа в условиях стана 2000 ОАО «Северсталь», а именно: описан весь цикл производства стали, описано оборудование, с помощью которого была произведена обработка, произведен расчет температурного режима, деформационного режима, скоростного режима, рассмотрены дефекты продукции, рассмотрен вопрос охраны окружающей среды. Также произведен анализ теплосохраняющих установок на промежуточных рольгангах.
Введение…………………………………………………………………………...1
1. Технология и оборудование производства………………………………..…3
1.1 Краткая характеристика завода………………………………………..….3
1.2 Выбор профильного и марочного сортамента. Технические требования к готовой продукции………………………………………...……………...…5
1.3 Технические требования к качеству готовой продукции……….……...7
1.4 Требования к исходной заготовке………………...………………...……..11
1.5 Технология выплавки и разливки стали………………………...…………13
1.6 Подготовка непрерывно литой заготовки к прокатке………………...…..14
1.7 Технология и оборудование производства готовой продукции………17
1.8 Анализ наиболее часто встречающихся дефектов металла и виды брака………………….……………………………………………………….24
2 Расчет технологического процесса……………………………..………..…..27
2.1Расчет деформационного режима……………………………...………..27
2.2 Расчет температурного режима…………………………….…………...29
2.3 Расчет скоростного режима………………………….………………….30
2.4 Расчет энергосиловых параметров………………….…………..………31
2.5 Расчет статической прочности……………………….…………….……35
2.6 Циклическая прочность……………………….…………………………37
2.7 Расчет модуля жесткости валковой системы……………….….………39
3 Расчет производительности……………………………………..……………42
3.1Расчет расходных коэффициентом………………………….…………..42
3.2Расчет часовой производительности……………………….……..…….42
4 Анализ теплосохраняющих установок на промежуточных рольгангах…………………………………………………………..…………...44
4.1 Основные типы…………………………………………………………..44
5 Анализ разработанного технологического процесса………………….……70
6 Безопасность жизнедеятельности и охрана окружающей среды……...…..71
6.1 Охрана окружающей среды………………………………………………...….71
6.2 Объемно-планировочные решения зданий и сооружении………...…74
6.3 Решения по производственной санитарии……………………………75
6.4 Анализ опасных и вредных производственных факторов по основным операциям технологического процесса……………………………...…...…77
6.5 Меры защиты от выявленных опасных и вредных факторов…....…79
Заключение……………………………………………………………………….80
Список используемых источников……………………………………………..81
Приложение А Технологическая схема производства……. …………………82
Приложение Б Деформационный режим обжатий…….………………………83
Приложение В Скоростной режим прокатки…………..………………………84
Приложение Г Сравнение рекомендуемых усилий прокатки в чистовой группе клетей с полученными……………………………………………..……85
Приложение Д Сравнение рекомендуемого момента прокатки с полученным……………………………………………………………………....86
Относительные обжатия по клетям, отображаемые на дисплее монитора, не должны превышать значений, указанных в таблице 13.
Таблица 13– Максимально допустимые относительные обжатия по клетям
Ширина проката, мм |
Относительные обжатия по клетям, % | |||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 | |
До 1450 |
25 |
35 |
43 |
46 |
55 |
56 |
55 |
37 |
30 |
25 |
25 |
25 |
Св. 1450 |
23 |
30 |
40 |
43 |
43 |
50 |
50 |
35 |
25 |
25 |
25 |
25 |
При выходе полосы из последней чистовой клети металл имеет температуру 850-950°С. После прокатки лист транспортируется отводящим рольгангом к одной из моталок. По всей длине рольганга установлены душирующие установки для охлаждения полосы перед сматыванием ее в рулон. Полоса охлаждается от температуры конца прокатки до требуемой температуры смотки 750-450°С в зависимости от требуемых механических свойств.
Смотка в рулоны осуществляется с помощью двух групп моталок, в зависимости от толщины полосы, ее задают либо в первую, либо во вторую группу. В моталке полоса сматывается с натяжением в плотный рулон, который снимается с барабана моталок тележкой-съемником, передается на кантователь и затем после кантовки устанавливается на конвейер в вертикальном положении. На конвейере рулоны взвешиваются, обвязываются, маркируются и направляются либо в цех холодной прокатки, либо в отделение отделки листа.
На агрегате поперечной резки листы разматываются, правятся, затем дрессируются в клети кварто, правятся на роликоправильной машине, затем разрезаются на заданные размеры на барабанных ножницах, сортируются, маркируются и собираются в пакеты. Пакеты затем обвязываются и консервируются для длительного хранения (подвергаются антикоррозийной обработке и упаковываются), затем отгружаются потребителям.
Благодаря обжатию в дрессировочной клети и знакопеременному изгибу на правильной машине, лист частично освобождается от окалины и упрочняется, поэтому свойства горячекатаного листа в пакете выше, чем в рулоне.
Общая техническая характеристика чистовой рабочей клети приведена в таблице 14.
Таблица 14– Характеристика чистовой рабочей клети
Наименование узла (механизма): |
Наименование элемента: |
Техническая характеристика: |
1 |
2 |
3 |
1 Валковый узел |
Валки (4 шт.): Рабочие (приводные)
Опорные
Подшипник |
Диаметр бочки: максимальный 820 мм, минимальный 760 мм. Диаметр шейки 380 мм. Длина бочки 2000 мм. Масса комплекта рабочих валков с подушками 18860 кг. Материал валков: чугун ЛП57. Твердость 65 HSD. Диаметр бочки: максимальный 1600 мм, минимальный 1460 мм. Диаметр шейки 500 мм. Длина бочки 2000 мм. Масса комплекта опорных валков с подушками 191097 кг. Материал валков: сталь 9ХВ. Твердость 70 HSD. Рабочие валки: роликовый четырехрядный. Опорные валки: ПЖТ 1180-930. |
Продолжение таблицы 14
1 |
2 |
3 |
2 Нажимной механизм |
Нажимной винт
Гайка |
Скорость перемещения: 0,2-1,0 мм/сек. Наибольшее перемещение нажимных винтов 270 мм. Материал: сталь 34ХМ. Размер пяты нажимного винта 550 мм. Материал подпятника: БрАЖ 9-4Л. Материал стакана: сталь 30Л. Материал: БрАЖ 9-4. Резьба: S600×24. |
3 Уравновешивающее устройство |
Гидравлическое | |
4 Устройство осевой фиксации |
Устройство осевой фиксации выполнено в виде планок для осевой фиксации подушек в окне станины. | |
5 Узел станины |
Материал станины: Ст30Л. Соединение станины выполнено траверсой. |
Общая техническая характеристика вспомогательного оборудования приведена в таблице 15.
Таблица 15– Общая техническая характеристика вспомогательного
оборудования
Название оборудования |
Техническая характеристика оборудования |
1 |
2 |
Загрузочная тележка |
Грузоподъемность 130 тонн, скорость тележки при транспортировке 1,0 м/с. |
Сталкиватель |
Скорость перемещения штаг 0,4-0,8 м/с, максимальный рабочий ход 4950 мм, время цикла 70 с. |
Подъемный стол |
Грузоподъемность 130 тонн. Количество слябов в стопе 4 штуки. Число подаваемых слябов в час 30 штук. |
Загрузочный рольганг |
Состоит из отдельных секций рольганга по 9-12 роликов с групповым приводом. Диаметр ролика 450 мм. |
Рольганг |
Состоит из роликов с индивидуальным приводом, диаметром ролика 450 мм и длинной бочки 2200 мм. Скорость вращения роликов изменяется в широких пределах 2-27 м/с. |
Продолжение таблицы 15
1 |
2 |
Тележка для возврата слябов |
Грузоподъемность 130 тонн, скорость тележки при транспортировке 1,0 м/с. |
Приемники слябов |
Скорость укладывания штангами 0,5 м/с. |
Сталкиватель полосы |
Рабочий ход сбрасывателя 3000 мм, усилие толкания 19 кН. |
Барабанные летучие ножницы |
Осуществляют обрез концов подката толщиной 25-50 мм, шириной 1835 мм, со скорость резанья 0,4-2,0 м/с и усилием 3 МН. |
Гидросбив окалины |
Вода подается под давлением 15 МПа через сопла, расположенные в шахматном порядке в верхних и нижних коллекторах. |
Роликобарабанные моталки относительно тонкой полосы |
Осуществляют смотку полос 1,2-4,0 мм и шириной 900-1835 мм. Максимальный наружный диаметр рулона 2300 мм. Масса 36 т, скорость захвата 10 м/с, температура смотки 550-650ºС |
Роликобарабанные моталки толстой полосы |
Осуществляют смотку полос 4-16 мм и шириной 900-1835 мм. Максимальный наружный диаметр рулона 2300 мм. Масса 36 т, скорость захвата 10 м/с, температура смотки 550-650ºС |
Контователь рулонов |
Угол поворота 114º, скорость рабочего хода 0,02 м/с, скорость возврата 10 с. |
Обвязывающее устройство |
Обвязку рулона производят лентой толщиной 0,5-0,8 мм, шириной 20-30 мм. |
Весы |
Предел взвешивания 2,5-50 тонн. |
Маркировщик рулонов |
|
Поворотный стол |
Рабочий ход стола 400 мм, время подъема стола 4,5 с, время поворота стола на 180º-13 с. |
Транспортер рулонов |
Осуществляет транспортировку рулонов массой 35 тонн, со скоростью 0,05-0,25 м/с. |
1- Нагревательные печи; 2- устройство для подачи слябов; 3- загрузочный рольганг; 4- печные толкатели; 5- приемники слябов из печи; 6- передаточная тележка для слябов; 7- вертикальная клеть-окалиноломатель; 8- черновая клеть дуо; 9- черновые универсальные клети кварто; 10- промежуточный рольганг; 11- сбрасыватель недокатов; 12- карманы для недокатов и толстых полос; 13- летучие ножницы; 14- чистовой роликовый окалиноломатель; 15- чистовая группа клетей; 16- отводящий рольганг; 17- система водяного охлаждения полос; 18- моталка для смотки тонких полос; 20- кантователь рулонов; 21- конвейеры-транспортеры рулонов; 22- подъемно-поворотный стол.
Рисунок 1– Схема расположения оборудования на стане 2000 ОАО «Северсталь»
1.8 Анализ наиболее часто встречающихся дефектов металла и виды брака
Дефекты, которые могут возникнуть после прокатки приведены в таблице 16 и 17.
Таблица 16– Дефекты формы полосы и листа
Термин |
Определение |
Причины возникновения |
Меры предотвращения и устранения |
1 |
2 |
3 |
4 |
Неплоскост- ность |
Дефекты формы в виде отклонений от заданной плоскостности. |
Нарушение равенства продольных деформаций по ширине полосы из-за неправильной настройки стана, несоблюдение. регламента прокатки по Ширинам, несоответствие режимов обжатий выбранному профилю валков, неудовлетворительный профиль поперечного сечения заготовки, большой износ бочек валков, неудовлетворительная шлифовка валков |
Соблюдать график прокатки. Правильно подбирать профилировку валков. Обеспечивать достаточное охлаждение валков. Перераспределить обжатия по клетям |
Серповидность |
Дефект формы в , виде отклонения боковых кромок листа или ленты от прямолинейности в горизонтальной плоскости прокатки при сохранений параллельности кромок, образующийся при нарушении технологии прокатки или продольной резке. |
Несимметрично зачищенный сляб. Неравномерный нагрев слябов по ширине. Неправильная установка направляющих линеек. Перекос валков - полоса в сечении клиновидная. Неправильная профилировка валков - несимметричный профиль. Отсутствие натяжения при захвате полосы валками. |
Не допускать в прокатку слябы с разнотолщинностью по кромке более 2 мм. Не подстуживать крайний сляб в печи. Перед прокаткой проверить правильность установки линеек. Устранить перекос валков. Увеличить опережение скоростей по клетям. |
Загнутый угол |
Неплоскостность в виде загиба угла листа или полосы |
Образуется от удара о проводковую арматуру стана, уборочной группы и агрегата резки |
Не допускать серповидности полосы. Правильно выставлять линейки. Устраняется путём обрезки газовым резаком, головной части, вынутой из рулона при помощи цепи с крюком или на агрегате резки. |
Коробоватость |
Неплоскостность в виде местного изгиба листа в поперечном и продольном направлении, образующегося из- за неравномерной деформации по длине и ширине заготовки. Коробоватость может быть как симметричной, так и несимметричной. |
Недостаточное охлаждение валков, перегрев середины бочки валков, неудовлетворительная профилировка валков. Малая вогнутость валков. Малая величина обжатия в клети чистовой группы. |
Правильно регулировать подачу воды на охлаждение валков, проверить чистоту сопел. Увеличить количество воды, охлаждающей валки. Правильно подбирать вогнутость валков. Перераспределить обжатия по клетям чистовой группы. |
Продолжение таблицы 16
1 |
2 |
3 |
4 |
Волнистость |
Неплоскостность в виде чередования гребней или впадин по всей плоскости листа, перпендикулярных направлению прокатки, образующихся из-за неравномерной вытяжки металла по ширине и длине заготовки. Волнистость может быть односторонней и двухсторонней. |
Прокатка широких полос после узких. Большое обжатие в клетях. Недостаточный разогрев валков. Некачественная шлифовка валков, неправильно выбран профиль валков. |
Перераспределять нагрузки. Увеличить давление противоизгиба. Правильно подбирать профилировку валков. Контролировать качество шлифовки. Планировать график прокатки согласно технологической инструкции. |
Порез |
Дефект поверхности листа в виде частично закатанной складки, расположенной вдоль или под углом к направлению прокатки иногда сопровождаемой сквозным разрывом металла |
Из-за образования слабины в межклетьевых промежутках. Закатывание складки из-за коробоватости или волнистости. Серповидность полосы с предыдущей клети. |
Правильно настраивать и поддерживать скоростной режим в чистовой группе. Устраняется путём обрезки газовым резаком. При больших расстояниях вырезается на агрегатах резки. |
Таблица 17– Дефекты формы рулона
Термин |
Определение |
Причины возникновения |
Меры предотвращения и устранения |
1 |
2 |
3 |
4 |
Рулон со складками |
Дефекты рулона, в котором на отдельных витках образовались складки. |
Образуются складки вследствие наличия коробоватости, серповидности или настройки моталок, несоответствия скоростей рольганга, тянущих роликов. |
Произвести настройку скоростных режимов. Устранить неисправность рольганга. Снизить заправочную скорость. |
Эллипс |
Дефект в виде искажения круглой формы рулона. Рулоны имеют вид эллипса. |
Образуется вследствие высокой температуры смотки, отсутствия натяжения при смотке. |
Увеличить натяжение полосы при смотке. |
Продолжение таблицы 17
1 |
2 |
3 |
4 |
Распушенный рулон |
Дефект формы рулонов в виде неплотно смотанной полосы. |
Смотка холодных полос. Смотка с малым натяжением. Большой зазор между барабаном и формирующими роликами моталки. Несоответствие окружных скоростей барабана, тянущих и формирующих роликов. |
Избегать аварийных остановок и смотки холодных полос. Увеличить незамачиваемый хвостовой участок полосы. |
Телеско пический рулон |
Дефект формы рулона в виде выступов витков из средней или внутренней части рулона. |
Большая серповидность переднего или заднего конца полосы. Неправильная настройка моталок. Большая выработка (более 2 мм) формирующих роликов и барабана моталки. Перекос тянущих роликов и формирующих роликов моталок. |
Настроить стан. Настроить моталки. |
2 Расчет технологического процесса
2.1Расчет деформационного режима
Требуется рассчитать режим деформации при прокатке полосы сечением 8х1700 мм из сляба 250х1750.
Длина сляба: ==10,04 м
где – масса сляба, кг;
– плотность материала 09Г2С;
– начальная толщина сляба, м;
– начальная ширина сляба, м.
==10,04 м
Абсолютное обжатие:
Δh= – h , мм
Суммарное обжатие составит
=250-8=242
=242 мм;
=2420,85=205,7;
=205,7 мм.
Округляем мм
.
Округляем
h =250-206=44;
h =44 мм.
Следовательно обжатия в черновой группе будут 206 мм, в чистовой 36 мм.
Значение допустимого относительного обжатия зависит от характеристики клети, толщины исходной заготовки, типа стана.